Результат интеллектуальной деятельности: СЕПАРАТОР

Изобретение относится к области очистки газа и жидкости от твердых и жидких примесей и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

Известен сепаратор (патент РФ N 2056135, МКИ: В 01 D 45/12, 1992), содержащий корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода газа и жидкости, сепарационные элементы, установленные на тарелке, оборудованной сливной трубой, конец которой соединен с емкостью сбора жидкости. В таком сепараторе слив жидкости с полости тарелки, снабженной сепарационными элементами, осуществляется по трубе, опущенной в жидкость, находящуюся в сборнике жидкости.

Недостатком такого сепаратора является его ненадежная работа при малом содержании жидкости в очищаемом газе, а также при наличии в нем механических примесей. При малом содержании жидкости возможен прорыв газа по трубе слива и нарушение гидрозатвора, а наличие механических примесей приводит к засорению сливной трубы, что снижает эффективность сепарации.

Известен контактно-сепарационный аппарат (Авт. св. N 604563, МКИ: В 01 D 3/6, 1978, прототип), содержащий корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода газа и жидкости, сепарационные центробежные элементы, установленные на тарелках, снабженных сливными трубами, в котором слив жидкости с последующих тарелок осуществляется в осевую зону центробежных контактно-сепарационных элементов.

Недостатком такого контактно-сепарационного аппарата является его неэффективная работа при небольшом расходе жидкости, так как нарушается неразрывность жидкостного потока и по сливным трубам снизу вверх начинает двигаться газ. Это нарушает слив жидкости и приводит к снижению эффективности сепарации.

Движение газа по сливным трубам будет осуществляться именно снизу вверх по следующей причине. В контактно-сепарационных элементах давление газа (пара) в осевой зоне нижних элементов несколько больше давления над тарелкой верхних элементов за счет гидравлического сопротивления верхних элементов.

Целью изобретения является повышение эффективной работы сепаратора за счет обеспечения надежной работы сливного устройства сепаратора при небольшой нагрузке по жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в сепараторе, содержащем корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода газа и жидкости, сепарационные элементы, расположенные на тарелке, оборудованной сливной трубой, установлен циклон, входное отверстие трубы входа газа которого смонтировано в полости патрубка входа неочищенного газа, а осевая зона соединена с концом трубы слива жидкости.

Установление в сепараторе циклона, входное отверстие трубы входа газа которого смонтировано в полости патрубка входа неочищенного газа, а осевая зона соединена с концом трубы слива жидкости, позволяет за счет энергии части газа входного потока достичь в осевой зоне циклона давления ниже, чем давление над тарелкой с элементами. За счет образовавшейся положительной разницы давлений жидкость с частью очищенного газа с полотна тарелки по сливной трубе подается в осевую зону циклона, где во вращающемся потоке жидкость отделяется от газа и стекает в сборник жидкости, а газ с каплями жидкости попадает в газовую полость сепаратора и вновь подвергается обработке.

Заявителю не известно сепараторов, в которых бы обеспечение его эффективной работы при небольшой нагрузке по жидкости осуществлялось с помощью циклона, установленного подобным образом.

На чертеже представлена схема сепаратора.

Сепаратор состоит из корпуса 1 с патрубками входа неочищенного газа 2, выхода очищенного газа 3 и выхода жидкости 4. В корпусе 1 установлены сепарационные элементы 5 и тарелка 6 с трубой слива жидкости 7. На уровне патрубка входа неочищенного газа 2 установлен циклон 8, входное отверстие 9 трубы входа газа 10 которого смонтировано в полости патрубка входа неочищенного газа 2. Нижний конец трубы слива жидкости 7 установлен в осевой зоне циклона 8. В нижней части циклона 8 установлен защитный лист 11.

Сепаратор работает следующим образом. Неочищенный газ через патрубок входа 2 подается на сепарационные элементы 5, расположенные в корпусе 1, в которых из него удаляются жидкость и механические примеси и собираются на тарелке 6. В циклон 8 через отверстие 9 трубы входа неочищенного газа 10 поступает часть неочищенного газа из входного патрубка 2 и за счет энергии этой части газа входного потока в осевой зоне циклона достигается давление ниже, чем давление над тарелкой 6 с сепарационными элементами 5. Жидкость с механическими примесями и частью очищенного газа с полотна тарелки 6 подается в осевую зону циклона 8 по трубе слива жидкости 7. В осевой зоне циклона 8, во вращающемся потоке жидкость и механические примеси отделяются от газа и стекают в сборник жидкости, а газ попадает в газовую полость сепаратора и вместе с основным потоком газа подвергается обработке. При отсутствии жидкости на тарелке 6 прорыва газа по трубке не происходит, так как давление в осевой зоне циклона 8 ниже, чем давление над тарелкой 6. Отсепарированная в сепарационных элементах 5 и в циклоне 8 жидкость стекает в сборник жидкости, находящийся в нижней части корпуса 1. Защитный лист 11 предотвращает вторичный срыв жидкости с ее поверхности в сборнике жидкости. Отсепарированная жидкость выводится из сепаратора через патрубок выхода жидкости 4.

Таким образом, установление в сепараторе циклона, входное отверстие трубы входа газа которого смонтировано в полости патрубка входа неочищенного газа, а осевая зона соединена с концом трубы слива жидкости, позволяет повысить эффективность работы сепаратора за счет обеспечения надежной работы сливного устройства сепаратора при небольшой нагрузке сепаратора по жидкости.