Результат интеллектуальной деятельности: ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к сепарационным устройствам, и предназначено для отделения жидкостей от газожидкостных и пароводяных смесей и может найти применение в химической, нефтехимической и газовой промышленности.

Известно устройство для очистки газа (авт. св. N 837370, 1979, МКИ: В 01 D 45/16, ), содержащее цилиндрический корпус, патрубок для подвода газа, цилиндрический стакан с конусообразным днищем, расположенным над патрубком подвода газа, отсекающую конусообразную пластину, оборудованную трубой, входящей в полость цилиндрического стакана. В этом устройстве газ, попавший вместе с жидкостью в полость под отсекающую конусообразную пластину, отводится из этой полости по трубе в полость цилиндрического стакана и конусообразного днища.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность очистки газа из-за выноса капель жидкости или пыли газом отсоса в зону очищенного газа.

Наиболее близким к предлагаемому центробежному сепаратору является сепаратор для очистки газов и паров (авт. св. N 1301459, 1985 г., МКИ: В 01 D 45/16), (прототип). Сепаратор содержит цилиндрический корпус с патрубками для подачи очищаемого газового потока и патрубком для отвода жидкости, газоотводящую трубку с направляющей пластиной и патрубком для отвода очищенного газа, установленную соосно в верхней части корпуса и содержащую винтовые лопасти. По спирали перпендикулярно над и под винтовыми лопатками установлены направляющие лопасти. Под входным отверстием газоотводящей трубы размещена отсекающая тарелка с коническим соплом, входящим внутрь газоотводящей трубы. К крышке корпуса по окружности прикреплены ребра, на которых закреплена нижняя тарелка. В этом сепараторе газожидкостный поток закручивается вокруг центральной газоотводящей трубы винтовыми лопастями. При этом капли жидкости отбрасываются центробежными силами к стенке корпуса и удерживаются на ней при помощи ребер. Жидкость стекает в нижнюю часть корпуса под тарелку и отводится через патрубок отвода жидкости, а направляющие лопасти предотвращают попадание пленочной жидкости в центральную газоотводящую трубу. Газ, попадающий под тарелку через зазоры между ребрами, удаляется в центральную трубу за счет эжекции через сопло.

Недостатком этого устройства является невысокая эффективность сепарации, из-за уноса мелкодисперсной жидкости (или пыли), небольшой диапазон работы, ограниченный скоростью газа через сопло, а также сложность конструкции.

Целью изобретения является повышение эффективности сепарации, расширение диапазона эффективной работы за счет интенсификации улавливания мелкодисперсной жидкости и упрощение конструкции сепаратора.

Поставленная цель достигается тем, что центробежный сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, тангенциальное устройство подачи очищаемого потока, центральную газоотводящую трубу, патрубок отвода жидкости и отсекающую тарелку с осевым отверстием, расположенную в нижней части корпуса, снабжен отражателем, установленным над осевым отверстием отсекающей тарелки и с зазором по отношению к ней, при этом диаметр осевого отверстия отсекающей тарелки d₁= (0,15- 0,2)D, а диаметр отражателя d₂ = (0,25 -0,3)D, где D - диаметра корпуса.

Установление отражателя диаметром d₂ = (0,25 - 0,3)D над осевым отверстием диаметром d₁ = (0,15 - 0,2)D в отражающей тарелке и с зазором по отношению к ней, позволило значительно повысить степень очистки газожидкостной смеси от жидкости, повысить диапазон работы сепаратора по газу и жидкости, упростив при этом конструкцию центробежного сепаратора.

Заявителю не известно конструкций центробежных сепараторов, в которых бы отражатель, установленный подобным образом, позволил бы интенсифицировать сепарацию за счет многократности очистки газа отсоса в полости сепаратора и при этом значительно упростить конструкцию сепаратора.

На фиг. 1 изображен центробежный сепаратор, на фиг. 2 - вариант выполнения отсекающей тарелки и отражателя.

Центробежный сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с тангенциальным устройством подачи очищаемого газожидкостного потока 2 и патрубком отвода жидкости 3, центральную газоотводящую трубу 4, отсекающую тарелку 5 с отверстием 6 и отражатель 7, установленный по оси сепаратора, над отсекающей тарелкой 5 с зазором 8. Центробежный сепаратор работает следующим образом.

Газожидкостную смесь вводят в корпус 1 центробежного сепаратора через тангенциальное устройство подачи очищаемого газожидкостного потока 2. Поток газожидкостной смеси, попадая в корпус центробежного сепаратора, приобретает вращательное движение. Капли жидкости отбрасываются на стенку корпуса 1 и стекают по ней в виде пленки через зазор между отсекающей тарелкой 5 и корпусом 1 центробежного сепаратора под тарелку и отводится через патрубок отвода жидкости 3. Газ (газ отсоса), который попадает под отсекающую тарелку 5, отводится через осевое отверстие 6 отсекающей тарелки 5. Газ, выходя в отверстие 6, захватывает мельчайшие капли жидкости, которые отражаются по направлению к стенке корпуса 1 с помощью отражателя 7, установленного над осевым отверстием 6 отсекающей тарелки 5 с зазором 8 по отношению к ней. Отраженные к стенке корпуса газ и капли жидкости соединяются с основным вращающимся потоком неочищенного газа, где за счет действия центробежных сил происходит повторная сепарация газа отсоса. Очищенный таким образом газ отводится через центральную газоотводящую трубу 4, а отделенная жидкость под действием центробежных сил вновь оказывается на стенке корпуса 1, по которой стекает под отсекающую тарелку 5. Таким образом, с помощью отражателя 7 происходит вторичная сепарация жидкости, уносимой газом отсоса, который попадает под отсекающую тарелку 6.

Диаметр осевого отверстия 6 отсекающей тарелки 5 d₁ = (0,15-0,2)D, а диаметр отражателя 7 d₂ = (0,25-0,3)D, где D - диаметра корпуса. Уменьшение размеров отверстия в отсекающей тарелке и отражателя приводит к уменьшению количества газа отсоса, что недостаточно для эффективной сепарации, а увеличение размеров - к уменьшению разницы давлений над и под отсекающей тарелкой, что приводит к уменьшению движущей силы и к снижению эффективности сепарации.

Отражатель 7 и отсекающая тарелка 5 могут быть выполнены в виде конуса.

Предлагаемый центробежный сепаратор прост в изготовлении и позволяет значительно повысить эффективность сепарации за счет многократности очистки газа отсоса в полости сепаратора.