Результат интеллектуальной деятельности: ГАЗОЖИДКОСТНЫЙ СЕПАРАТОР

Изобретение предназначено для разделения газожидкостных смесей и может быть использовано на объектах газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности.

Известен газожидкостной сепаратор (патент РФ на изобретение №2153915, МПК⁷ B01D 45/00, B01D 19/00, опубл. 10.08.2000), содержащий корпус с патрубком входа газожидкостной смеси, патрубками выхода газа и жидкости. Внутри корпуса размещены коагулятор, установленный перед патрубком входа газожидкостной смеси, и каплеотбойник, установленный перед патрубком выхода газа. Основание каплеотбойника расположено на расстоянии 0,5-1,5 диаметра корпуса от основания коагулятора. На основаниях коагулятора и каплеотбойника установлены центробежные элементы. Между основанием коагулятора и стенкой корпуса установлен распределительный короб. Образованная между распределительным коробом и стенкой корпуса полость соединена с полостью патрубка входа газожидкостной смеси. Коагулятор и каплеотбойник снабжены дренажными трубками.

Общими признаками известного технического решения с предлагаемым являются следующие:

- корпус с патрубком входа газожидкостной смеси, патрубком выхода газа и патрубком выхода жидкости;

- основание с центробежными элементами и с дренажными трубками.

Недостатком известного устройства является высокое гидравлическое сопротивление, создаваемое двумя ступенями сепарации (коагулятор и каплеотбойник) с помощью центробежных элементов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой конструкции газожидкостного сепаратора является сепаратор для разделения газожидкостных смесей (патент РФ на полезную модель №48277, МПК⁷ B01D 45/00, опубл. 10.10.2005), содержащий корпус с патрубком входа газожидкостной смеси, патрубком выхода газа и патрубком выхода жидкости. Патрубок входа газожидкостной смеси расположен тангенциально по отношению к корпусу. Внутри корпуса напротив патрубка входа газожидкостной смеси установлен распределитель в виде короба горообразной формы. Внутри распределительного короба в его горловине установлен коагулятор, представляющий собой полотно с центробежным элементом и дренажной трубкой, при этом полотно и верхняя часть короба образует основание, центральная часть которого выполнена в форме перевернутого усеченного конуса, в нижней части которого и установлен, по крайней мере, один центробежный элемент и дренажная трубка. Количество сепарационных элементов может быть от одного и более и зависит от технических условий эксплуатации аппарата (расходных показателей газожидкостного потока, подаваемого в аппарат, его давления). В верхней части корпуса перед патрубком выхода газа установлен соединенный с ним фильтр-патрон.

Общими признаками известного технического решения с предлагаемым являются следующие:

- корпус с патрубком входа газожидкостной смеси, патрубком выхода газа и патрубком выхода жидкости;

- основание, центральная часть которого выполнена в форме перевернутого усеченного конуса;

- в нижней части основания установлен, по крайней мере, один центробежный элемент и дренажная трубка;

- распределитель, установленный напротив патрубка входа газожидкостной смеси.

Недостатком известного сепаратора является узкий диапазон эффективной работы по производительности, обусловленный тем, что неэффективна грубая ступень сепарации и с ростом производительности пакет центробежных элементов перегружается по поступающей жидкости, что влечет за собой рост уноса жидкости с газом и, как следствие, снижение эффективности разделения газожидкостной смеси.

Техническим результатом является расширение диапазона эффективной работы газожидкостного сепаратора по производительности.

Этот результат достигается тем, что в известном газожидкостном сепараторе, содержащем корпус с патрубком входа газожидкостной смеси, патрубки выхода газа и выхода жидкости, полотно, центральная часть которого выполнена в форме перевернутого усеченного конуса, в нижней части которого установлен, по крайней мере, один центробежный элемент и, по крайней мере, одна дренажная трубка, распределитель, установленный напротив патрубка входа газожидкостной смеси, новым является то, что полотно установлено в верхней части сепаратора, снизу которого установлен короб, охватывающий его центральную часть, при этом боковая часть короба выполнена из воронкообразных элементов, повторяющих форму центральной части полотна и установленных с зазором относительно друг друга, при этом дренажная трубка расположена в коробе, а днище короба снабжено, по крайней мере, одной сливной трубой с гидрозатвором, расположенным в нижней части сепаратора.

Заявляемая совокупность признаков обеспечивает свободный дренаж уловленной жидкости из поступающей газожидкостной смеси с созданных ступеней сепарации, которые обеспечивают эффективное разделение газа и жидкости, что обеспечивает эффективную работу устройства при различной нагрузке, а следовательно, достижение технического результата. Установка короба, охватывающего снизу центральную часть полотна, размещенного в верхней части сепаратора, и выполнение его боковой части из воронкообразных элементов гасит кинетическую энергию потока и обеспечивает отделение основной массы жидкости из газового потока за счет инерционных сил, при этом сепарация газа от неотделившихся в первой ступени аэрозолей происходит в образованном между воронкообразных элементов тонком слое. Причем конструкция обеспечивает сбор и удаление через установленную в коробе сливную трубу как уловленной жидкости с организованной ступени сепарации в коробе, так и уловленной сепарационным элементом жидкости, поступающей в короб через дренажную трубку.

Расположение в днище короба, по крайней мере, одной сливной трубы с гидрозатвором, установленным в нижней части сепаратора, исключает прорыв газа в дренажную сливную трубу.

На чертеже представлено сечение газожидкостного сепаратора.

Газожидкостный сепаратор содержит корпус 1 с патрубком входа 2 газожидкостной смеси, напротив которого установлен распределитель 3, выполненный в виде отражателя. Корпус 1 имеет патрубок выхода 4 газа и патрубок выхода 5 жидкости. В верхней части корпуса 1 установлено полотно 6, центральная часть которого выполнена в форме перевернутого усеченного конуса 7. В нижней части полотна 6, а именно в нижней части перевернутого усеченного конуса 7, установлен, по крайней мере, один центробежный элемент 8 и, по крайней мере, одна дренажная трубка 9. При этом количество центробежных элементов 8 и дренажных трубок 9 может быть различным в зависимости от производительности по жидкости.

Снизу полотна 6 установлен короб 10, охватывающий его центральную часть, а именно перевернутый усеченный конус 7. Боковая часть короба 10 выполнена из воронкообразных элементов 11, повторяющих форму центральной части полотна 6, а именно перевернутый усеченный конус 7. Воронкообразные элементы 11 установлены с зазором относительно друг друга, образуя тонкослойные каналы.

Днище 12 короба 10 снабжено, по крайней мере, одной сливной трубой 13 с гидрозатвором 14, расположенным в нижней части корпуса 1.

Дренажная трубка 9 расположена внутри короба 10.

Устройство работает следующим образом. Газожидкостной поток, например газожидкостная смесь, поступает в корпус 1 через патрубок входа 2 на распределитель 3, при этом поток теряет кинетическую энергию и отделяется от основной массы жидкости, которая стекает в нижнюю часть корпуса 1. Затем газожидкостной поток, поступая через тонкослойные каналы, образованные воронкообразными элементами 11, проходит следующую ступень разделения на газ и жидкость, и при выходе из каналов газ с остатками жидкости попадает в центробежные элементы 8. В центробежных элементах 8 от газа отделяются остатки жидкости, и отсепарированный газ выводят через патрубок выхода 4, а жидкость сливается через дренажные трубки 9 на днище 12 короба 10, сюда же стекает жидкость, скоагулированная и стекающая по воронкообразным элементам 11, далее эта жидкость через сливную трубу 13 и гидрозатвор 14 стекает в низ корпуса 1 и далее выводится через патрубок выхода 5.