Результат интеллектуальной деятельности: СЕПАРАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА

Изобретение относится к области очистки газа от примесей, преимущественно от различного рода жидких сред, и может быть использовано для подготовки газа в газовой, газодобывающей, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.

Известен сепаратор для очистки газа, содержащий корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода газа и выхода жидкости, сепарационные элементы, расположенные на тарелке, оборудованной сливной трубой, в сепараторе установлен циклон, входное отверстие трубы входа газа которого смонтировано в полости патрубка входа неочищенного газа, а осевая зона соединена с концом трубы слива жидкости, см. RU Патент №2147914, МПК8 B01D 45/12, 2000.

Недостатком такого сепаратора является низкая эффективность сепарации мелкодисперсных частиц жидкости, связанная с недостаточной поверхностью коалесценции, которая ограничена поверхностью центробежных сепарационных элементов.

Известен сепаратор для очистки газа, содержащий вертикальный корпус, входную камеру, расположенные последовательно по ходу газа ступень центробежной сепарации, включающую множество расположенных параллельно прямоточных циклонных элементов и ступень инерционного отделения, ступень инерционного отделения выполнена в виде тарелки с продольными окнами, снабженными наклонными козырьками, при этом инерционные сепарационные элементы установлены вертикально на тарелке, верхним концом примыкая к козырьку, при этом тарелка оборудована сливной трубой, конец которой соединен с емкостью сбора жидкости, а входная камера сепаратора снабжена закручивающим устройством, см. RU Патент №2056135, МПК B01D 45/12, 1996.

Недостатками сепаратора являются малая эффективность очистки при больших факторах скорости в сепараторе , при которых сколесцированная на инерционных сепарационных элементах жидкость будет подхватываться газовым потоком и выноситься из сепаратора, а также невозможность работы сепаратора по очистке газа при низких температурах газа (t≤0°C), при которых происходит обледенение сепарационных элементов.

Наиболее близким по технической сущности является сепаратор для очистки газа, содержащий корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода газа и выхода жидкости, и установленные в корпусе газораспределительное устройство и фильтрующие секции, газораспределительное устройство выполнено в виде расширяющегося снизу вверх усеченного конуса или усеченной пирамиды, во входном и промежуточном сечении которой установлены направляющие решетки с прямоугольными или квадратными отверстиями, при этом направляющие решетки изготовлены из вертикально установленных плоских пластин, высота которых равна длине одной из сторон квадратного отверстия или меньшей стороне прямоугольного отверстия, при этом входная фильтрующая секция выполнена в виде установленной над патрубком входа неочищенного газа тарелки с прямоточно-центробежными сепарационными элементами и размещенным под ней газораспределительным устройством, а выходная фильтрующая секция выполнена в виде не менее чем двух расположенных одна над другой разборных тарелок с кольцевыми сетчатыми насадками, а между тарелками расположена газораспределительная решетка, см. RU Патент №2252813, МПК B01D 45/12, B01D 45/26, 2005.

Недостатками известного сепаратора является малая эффективность очистки при больших факторах скорости в сепараторе , при которых происходит захлебывание каплеуловителей с сетчатыми насадками и приводит к вторичному каплеобразованию и выносу вторичных капель потоком газа из сепаратора. Также недостатком сепаратора является невозможность работы сепаратора по очистке газа при низких температурах газа (t≤0°С), при которых происходит обледенение каплеуловителей с сетчатыми насадками.

Задачей изобретения является создание сепаратора, позволяющего улучшить эффективность очистки газа при увеличении фактора скорости в сепараторе

при положительной и отрицательной температурах газа.

Техническая задача решается тем, что сепаратор для очистки газа содержит корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода очищенного газа и выхода жидкости и установленные в корпусе газораспределительное устройство и над ним сетчатый каплеуловитель и прямоточный каплеуловитель с центробежными сепарационными элементами, в котором прямоточный каплеуловитель расположен над сетчатым каплеуловителем, а под сетчатым каплеуловителем сепаратора установлен распределитель жидкости для орошения сетчатого каплеуловителя, работающего в режиме восходящего прямотока.

Решение технической задачи позволяет улучшить эффективность очистки газа при увеличении фактора скорости в сепараторе при положительной и отрицательной температурах газа.

Сепаратор для очистки газа содержит корпус 1 с патрубками входа неочищенного газа 2, патрубком выхода очищенного газа 3 и патрубком выхода жидкости 4 и установленные в корпусе газораспределительное устройство 5 и над ним сетчатый каплеуловитель 6 и прямоточный каплеуловитель 7 с центробежными сепарационными элементами 8, прямоточный каплеуловитель 7 расположен над сетчатым каплеуловителем 6, а под сетчатым каплеуловителем сепаратора 6 установлен распределитель жидкости 9 для орошения сетчатого каплеуловителя, работающего в режиме восходящего прямотока, см. Фиг.1.

Заявляемый сепаратор работает следующим образом.

Неочищенный газ через патрубок входа неочищенного газа 2 подается в газораспределительное устройство 5, в котором происходит частичное отделение капельной жидкости от газового потока и равномерно распределяет газовый поток по сечению сепаратора. Далее газовый поток поступает в сетчатый каплеуловитель 6, под которым установлен распределитель жидкости 9 для орошения сетчатого калпеуловителя, работающего в режиме восходящего прямотока. При факторах скорости происходит захлебывание сетчатого каплеуловителя и унос жидкости из него газовым потоком. В режиме захлебывания значительно увеличивается поверхность газожидкостного слоя, что интенсифицирует процесс осаждения капель из газового потока, а орошение каплеуловителя позволяет вести процесс очистки в режиме захлебывания и уноса даже при малом содержании жидкости в газовом потоке. На верхней поверхности сетчатого каплеуловителя 6 происходит образование вторичных капель, размер которых значительно больше размера капель, содержащихся в неочищенном газе. Вторичные капли подхватываются газовым потоком и направляются в прямоточный каплеуловитель 7, расположенный над сетчатым каплеуловителем 6 и снабженный центробежными элементами 8. В центробежных элементах 8 за счет центробежных сил вторичные капли жидкости отделяются от газового потока. Отделившаяся жидкость по трубам отводится в нижнюю часть сепаратора и выводится через патрубок 4.

В качестве жидкости для орошения сетчатого калпеуловителя 6 может использоваться, например, чистая вода при положительной температуре газового потока либо водно-метанольный раствор при отрицательной или близкой к 0°С температуре газа, который предотвращает льдообразование в сетчатом и прямоточном каплеуловителях.

Как показали исследования, заявляемый сепаратор позволяет эффективно очищать газ при увеличении фактора скорости в сепараторе как при положительной, так и при отрицательной температурах газа.

Контроль качества очищенного газа после сепаратора проводился путем измерения уноса дисперсной фазы в газовом потоке, см. RU Патент №2396553, МПК G01N 25/56 (2006.01), 2010. Указанный способ подтвердил эффективность заявляемого объекта.

Таким образом, заявляемая конструкция сепаратора позволяет эффективно очищать газ при увеличении фактора скорости в сепараторе как при положительной, так и при отрицательной температурах газа.

Заявляемый объект прошел промышленные испытания и подтвердил эффективность осушки газа при факторе скорости в сепараторе, равном 6.