Газорідинний сепаратор

Реферат: Газорідинний сепаратор містить корпус з патрубками вводу газорідинної суміші і виходу газу та рідини, а також розташований у корпусі коагулятор, який складається з основи, вихрового елемента, який, в свою чергу, складається з корпусу та завихрювача, встановлений перед патрубком виходу газу краплевідбійник, а також розташовану в кільцевому просторі між корпусами сепаратора та вихрового елемента перегородку з розташованою на ній криволінійною обичайкою. Знизу основи коагулятора прикріплений козирок, над яким в основі коагулятора виконаний отвір, через який рідина, що виділена з газорідинного потоку в вихровому елементі, відсмоктується в криволінійний канал, де змішується з газорідинним потоком, що надходить в сепаратор. UA 105300 U (12) UA 105300 U UA 105300 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пристроїв для розділення газорідинних потоків та може бути використаний в хімічній, нафтохімічній, газовій та інших галузях промисловості. Відомий газорідинний сепаратор, що складається з корпусу з патрубками вводу газорідинної суміші та виходу газу та рідини, а також з розташованого в корпусі коагулятора, на основі якого розташовані вихрові відцентрові елементи, дренажних труб, краплевідбійника і встановленого між основою коагулятора та стінкою корпусу розподільного короба Г-подібного профілю, що виконаний у вигляді кільця діаметром 0,8-0,9 діаметра корпусу та висотою 1,5-4 діаметри патрубка входу газорідинної суміші [див. патент Росії 2153915 С1 від 2000.08.10 р.] Недоліком цього сепаратора є недостатня ефективність розділення газу та рідини, яка викликана тим, що у зоні вводу газорідинного потоку в корпус сепаратора використовується механізм гравітаційного розділення потоків, що не забезпечує ні належної коагуляції часток, що знаходяться у газі, ні високої ефективності сепарації. Відомий також газорідинний сепаратор, який складається з корпусу з патрубками вводу газорідинної суміші та виходу газу та рідини, а також з розташованого у корпусі коагулятору, який містить у собі основу з розташованим у ньому вихровим елементом, що складається з корпусу та пристрою, що закручує, дренажних труб та встановленого перед патрубком виходу газу краплевідбійника, а також встановленої в кільцевому просторі між корпусом вихрового елемента та корпусом сепаратора перегородки з розташованою на ній криволінійною обичайкою, які створюють з основою коагулятора та стінкою корпусу сепаратора криволінійний канал, що звужується та розширюється [див. патент України 80443 С2 від 25.09.2007 р.] У цьому газорідинному сепараторі досягається більш висока ефективність розділення газу та рідини за рахунок застосування режиму нерівномірного обертання газорідинного потоку, але і цей сепаратор має суттєвий недолік, який обумовлений тим, що в нижній частині його корпусу розташовані дренажні труби, які ламають структуру газорідинного потоку, який обертається в циклонній камері сепаратора, і тим самим знижують ефективність його роботи. Задачею корисної моделі є підвищення ефективності розділення газорідинних потоків. Поставлена задача вирішується тим, що у газорідинному сепараторі, який складається, як і відомий, з корпусу з патрубками вводу газорідинної суміші та виходу газу та рідини, а також з розташованого у корпусі коагулятору, який містить у собі основу з розташованим у ньому вихровим елементом, що складається з корпусу та пристрою, що закручує, встановленого перед патрубком виходу газу краплевідбійника, а також встановленої в кільцевому просторі між корпусом вихрового елемента та корпусом сепаратора перегородки з розташованою на ній криволінійною обичайкою, згідно з корисною моделлю, знизу основи коагулятора в зоні розташування криволінійного каналу прикріплений козирок, над яким в основі коагулятора виконаний отвір, через який рідина, яка виділена з газорідинного потоку в вихровому елементі, відсмоктується в криволінійний канал, де змішується з газорідинним потоком, який надходить в сепаратор. Суть корисної моделі ілюструється прикладеними кресленнями, на яких зображені: Фіг 1 - загальний вигляд сепаратора; Фіг 2 - переріз А - А; Фіг 3 - переріз Б - Б; Фіг 4 - переріз В - В Газорідинний сепаратор містить у собі корпус 1 з патрубками вводу газорідинної суміші 2 та виходу газу 3 і рідини 4. Усередині корпусу розташований коагулятор, що складається з основи 5 та розташованого на ньому вихрового елемента, який, в свою чергу, складається з корпусу 6 та розташованого в ньому завихрювача 7. Для виводу крапель рідиниз верхньої частини сепаратора в його нижню частину в основі коагулятора виконаний отвір 8, під яким розташований козирок 9. В верхній частині сепаратора розташований краплевідбійник 10, що виконаний, наприклад, з жалюзійної насадки. В кільцевому просторі між корпусами вихрового елемента 6 та сепаратора 1 нижче вхідного патрубка 2 розташована перегородка 11, на якій встановлена криволінійна обичайка 12, яка завдяки своїй формі створює з корпусом сепаратора 1 криволінійний канал, що звужується та розширюється, який складається з конфузора 13, горловини 14 і дифузора 15. Газорідинний сепаратор працює наступним чином. Газорідинний потік надходить в сепаратор по вхідному патрубку 2 та попадає у криволінійний канал прямокутного перерізу, що створений криволінійною обичайкою 12, корпусом 1, основою коагулятора 5 та перегородкою 11. Завдяки тому, що криволінійна обичайка 12 створює з корпусом сепаратора 1 криволінійний канал, що звужується та розширюється, рух газорідинного потоку буде приймати характер нерівномірного обертання, що характеризується виникненням високих відносних швидкостей між частками потоку як в тангенціальному, так і в радіальному напрямках. Відносні 1 UA 105300 U 5 10 15 20 25 30 35 тангенціальні швидкості будуть викликані тим, що надходячи в канал, який то звужується, то розширюється, частки газорідинного потоку будуть здобувати прискорення згідно з другим законом Ньютона, які обернено пропорційні їх масам. Тобто більш дрібні краплі будуть розганятися та гальмуватися більш інтенсивно, ніж більш крупні. Це приведе до їх зіткнення та подальшої коагуляції. При проходженні горловини 14, тобто дільниці, де мають місце максимальні швидкості, виникають максимальні відцентрові сили, під впливом яких у периферійній зоні каналу зосереджуються краплі рідини. В результаті на виході з дифузорної частини криволінійного каналу, частки, що знаходяться у газовому потоці, будуть, по-перше, скоагульованими та, подруге, зосередженими у периферійній зоні каналу, що буде сприяти підвищенню ефективності їх сепарації. Далі, на виході з дифузора газорідинний потік закручується, в результаті чого частки рідини осідають у нижній частині корпусу 1, з якого виводяться по патрубку 4, а газ, який звільнився від них, надходить в корпус вихрового елемента і рухається в напрямку завихрювача 7. Пройшовши через завихрювач 7, газорідинний потік додатково закручується та у вигляді висхідного потоку надходить у верхню частину корпусу сепаратора 1, де, як у відомих відцентрових краплевловлювачах, здійснюється розділення газу та рідини, а саме: частки рідини по стінці корпусу 1 стікають на основу коагулятора 5 і далі через отвір 8 відсмоктуються в криволінійний канал і далі по патрубку виходу рідини 4 виводяться з сепаратора, а газ далі проходить краплевідбійник 10, де остаточно звільнюється від крапель рідини і далі по патрубку 3 виводиться з сепаратора. Таким чином, в сепараторі, який пропонується, мають місце такі стадії впливу на газорідинний потік з метою забезпечення високої ефективності сепарації, а саме: - Перетворення поступового руху потоку у обертовий з метою надання руху газорідинного потоку характеру нерівномірного обертання у криволінійному каналі, що звужується та розширюється, з метою укрупнення крапель рідини для більш повного їх виділення при подальшому русі їх в сепараторі; - Виділення крапельної рідини в циклонному краплевловлювачі; - Виділення крапельної рідини у вихровому елементі; - Виділення крапельної рідини в жалюзійному краплевловлювачі. Крім того, в запропонованому винаході, на відміну від відомого сепаратора, завдяки наявності в основі коагулятора отвору з козирком усувається необхідність в розміщенні дренажних труб, які ламають в циклонній камері відомого сепаратора структуру газорідинного потоку, збільшуючи його турбулентність та зменшуючи ефективність роботи сепаратора. Пропонований сепаратор може бути використаний у процесах та апаратах підготовки природного газу до транспорту та інших галузях промисловості. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Газорідинний сепаратор, що містить корпус з патрубками вводу газорідинної суміші і виходу газу та рідини, а також розташований у корпусі коагулятор, який складається з основи, вихрового елемента, який, в свою чергу, складається з корпусу та завихрювача, встановлений перед патрубком виходу газу краплевідбійник, а також розташовану в кільцевому просторі між корпусами сепаратора та вихрового елемента перегородку з розташованою на ній криволінійною обичайкою, які утворюють з основою коагулятора та корпусом сепаратора криволінійний канал, що звужується та розширюється, який відрізняється тим, що знизу основи коагулятора прикріплений козирок, над яким в основі коагулятора виконаний отвір, через який рідина, що виділена з газорідинного потоку в вихровому елементі, відсмоктується в криволінійний канал, де змішується з газорідинним потоком, що надходить в сепаратор. 2 UA 105300 U 3 UA 105300 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4