Газожидкостный сепаратор

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕЗЪАРУСЬ1. Газожццкостньпй сепаратор, содержащий корпус с вьшолненными в виде патрубков и установленными на тарелке сепарационньшш элементами, отличающийся тем, что на тарелке, между сепарационньтми элементами,смонтированы дополнительные патрубки,вьнтолненньте с перфорированной боковой поверхностно, заглушенные На верхнем конце, причем верхний конец дополнителъньш патрубков расположен ниже верхнего конца сепарапионНЫх элементов, а внутри каждого дополнительного патрубка установлен с возмоншостъю возврате-поступательного перемещения дефлектор с профилем поперечного сечения, аналогичнъш профилю поперечного сечения дополнительного патрубка.2. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что в перфорашаоъшъш отверстиях дополнительных патрубков установлены под одинаковым углом к их боковой поверхности направитсщие элементы .3. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что дефлектор въшолнен подпрунсиненньш относительно заглушенного конца патрубка.(71) Заявитель Гродненское ордена Дружбы народов производственное объединение АЗОТ им. С.0. Притъщкого (ВУ)(73) Патентообладатель Гродненское ордена Дружбы народов производственное объединение АЗОТ им. С.0. Прнгы шсого (ВТ)Изобретение относится к устройствам для очистки газов от капель и может бьпъ использовано на конечной стадии проведения процессов тепломассообмена, а также мокрой очистки газов в химической, ьтеталлургтггтеской и др. отраслях промьплленности.Известен газожидкостной сепаратор, содержаншй корпус с установленным внутри вихревым сепаратшонньш элементом 1.Основным недостатком известною устройства является низкая эффективность сепараШШ при увеличении нагрузки по газу, т.к. при увеличении диаметра корпуса снижается центробежный фактор. При сохранении диаметра происходит вгоричньпй унос отсепарированной жидкости.Наиболее блшзтсим по технической сути и вьшолняемой функции выбран газохсидкосгной сепаратор, содержащий корпус с установленньтми на тарелке вихревыми сепарацнонттьши элементами 2.Недостатком протон/Ша является недостаточная эффективность сепарации при колебаниях нагрузки по газу.Задачей изобретения является повьпнение эффективности сепарации газа от этсидкости.Указанная задача решается следующим образом. Газоэкидкостной сепаратор содержит корпус с вьптоэптенньтми в виде патрубков и установленными на тарелке сепарационньгми элементами. Между сепарационньтми элементами смотпированы дополнительные патрубтш, выполненные с перфорированной боковой поверхностью, заглушенные на верхнем конце. Верхний конец дополнительных патрубков расположен ниже верхнего конца сепаратшонньпт элементов, а внутри каждого дополнительного патрубка установлен с Возможностью возврате-поступательного перемещения дефлектор с профилем поперечного сечения, аналогичным профишо поперечного сечения дополнительного патрубка. В перфорационных отверстиях дополнительных патрубков установлены под одинаковьпи углом к их боковой поверхности направляющие элементьт. Дефлектор выполнен подпруэшненньтм относительно заглушенного конца патрубка.Существенность оттшчительных признаков заявляемого устройства заключается в следующем.1. На тарелке между сепарационньтьш элементами установлены дополнительные патрубки, выполненные с перфорированной боковой поверхностью и заглушенные на верхнем конце. Такое решение позволяет часть газа пропускать мимо сепарационных злементов в межэлементное пространство (которое в прототипе не используется для сепарашш), что позволяет стабилизироватьнагрузку на вихревые сепараштонньте элементы и обеспечивает условия для сепарашти жидкости в межэлементном пространстве.2. Внутри дополнительных патрубков размещен дефлектор с возможностью возвратнопоступательного перемещения. Такое решение вопроса позволяет регулировать площадь проходного сечения таза при увеличении нагрузки. Это обеспечивает поддержание скорости таза в сепарационных элементах на постоэшном (оптимальном) значеншит, что обеспечивает их высокоэффективную работу.3. Дефлектор выполнен в поперечном сечеНИИ по профилю поперечного сечения дополнительного патрубка. Такое решение обеспечивает полное восприятие дефлектором давления тазового потока и, следовательно, высокая чувствительность дефлектора на колебания нагрузки по газу.4. Верхние концы сепарационных и дополнительных патрубков смещеньт друг относительно друга по высоте, при этом верхний конец дополнительных патрубков размещен ниже верхнего конца сепарационных патрубков. Такое решение позволяет направить газожидкостной поток из дополнительных патрубков на наружную поверхность вихревых сепарационных элементов и осуществить инерционное выделение капель из газа в межэлементном пространстве.5. В перфорашпо дополнительных патрубков вставлены направляютцие элементьт. Такое решение позволяет организовать выход газа из дополнительных патрубков в виде струй, что обеспечивает коагуляцию содержащихся в них капель, в особенности Мелкодисперсных, и, следовательно, облегчает их последующее осаждение.6. Направляющие элементы ориентированы под одинаковым углом к боковой поверхности дополнительных патрубков. Такое решение обеспечивает натекание газюхсидкостньш струй под углом на наружную поверхность вихревых сепарационньтх элементов, что исключает дробление КНПСЛЪ при контакте с поверхностью осаждения и исключает явления, обусловленные вторичным уносом.7. Дефлектор вьшодтнен подпружиненньтм. Такое решение обеспечивает реагирование дефлектора (подъем или опускание) на воздействие газового потока в широком диапазоне выбора материалов из которых может быть изготовлен дефлектор, что повьштает Надежность работы устройства.Отличительные признаки 1-3 между собой взаимосвязаны, т.к. только в своей совокупности они обеспечивают появление в системе нового свойства саморегулирование(поддержание) скорости газа в вихревьтх сепарационных элементах на постоянном зна 5 ВУ 1452 С 1 вчении в условиях колебаний нагрузки по тазу в устройстве. Наличие в системе новою свойства, отсутствующего в аналогах, свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию изобретения - новизна.Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показан общий вид устройства, фронтальный разрез на фит. 2 вихревой сепарационньпй элемент, фронтальный разрез на фиг. З - дополнительный патрубок, фронтальный разрез на фиг. 4 разрез по А-А фит. 3 на фиг. 5, 6 и 7 варианты исполнения поперечного сечения долот-нательного патрубка.Г азожидкостной сепаратор содержит корпус 1, патрубки 2 И 3, соответственно для ввода И вывода таза. Внутри корпуса размещена тарелка 4, на которой установлены вихревые сепарационньте элементы 5,состоящие из завихрителя 6, патрубка 7 и пленкоогтсекателя 8. Татоке на тарелке 4 между вихревыми сепарационньгми элементами 5 размещены дополнительные патрубки 9, а на их боковой поверхности в верхней зоне вьтполнена перфорация 10 в виде отверстий или щелей. В перфорацию 10 вставлены направляющие элементы 11, выполненные в виде трубок или сопел в зависимости от варианта испотптения перфорации 10, И ориентированы под одинаковым утлом к боковой поверхности дополнительных патрубков 9. Верхтшй конец дополнительных патрубков 9 закрыт крьшпсаьш 12. При этом верхнтпй конец дополнительных патрубков 9 размещен по высоте ниже пленкоотсекателя 8 вихревого сепарационното элемента 5. Внутри дополнительных патрубков 9 размещен дефлектор 13,вьптолненный в виде диска или конуса, а в плане - по профилю поперечного сечения дополнительного патрубка 9 (Крут, многоугольник, сегмент и др.). Дефлектор 13 установлен на оси 14 с возможностью возвратно-поступательного движения и соединен сгерхсняшт 15 с втулкой 16, размещенной свободно на оси. На оси 14 размещен неподвижно ограничитель перемещения 17,вьптолнен в виде Диска ища пластин. На оси 14 возможно размещение пружины 18, закрепленной одним концом на дефлекторе 13, а другим - на крьплке. Для вьтвода из устройства уловленной жидкости используется штуцер.Устройство работает следующим образом.Газокапельньтй поток поступает в устройство через патрубок 2 направляется одновременно в вихревые сепарационньте элементы 5 и в дополнительные патрубтш 9. Пройдя завихритель 6, поток закручивается, капли впадкости под действием центробежной сильт осаждаются на патрубке 7, увлекаются газомв восходящем движении и, пройдя пленкоотсекатель 8, отделяются от газа и затем гравитатшонно стекают по наружной поверхности патрубка 7 на тарелку 4, откуда через штуцер 19 выводятся из устройства. Газокапеттьньпй поток, войдя в дополнительный патрубок,натекает на дефлектор 13 и за счет воздействия динамического напора газа поднимает его, благодаря тому, что дефлектор 13 установлен на оси 14 с возможностью возвратно-поступательного движения. При этом происходит сжатие пружины 18 до момента уравновешивания сильт жесткости пружины 18 И силы тяжести дефлектора 13 силой воздействия газов потока на дефлектор 13. За счет того, что дефлектор 13 выполнен в поперечном сечении по профилю поперечного сечения дополнительного патрубка 9,обеспечивается полное восприятие дефлектором 13 давления тазового потока и, следовательно, высокая чувствительность дефлектора на колебания нагрузки по газу. Наличие пруишны 18 существенно расширяет диапазон материалов, допустимых для изготовления дефлектора 13, при этом, чем меньше вес дефлектора 13 по отношению к силе жесткости пружины 18, тем выше Чувствительность и качество реагирования на колебания нагрузки по газу. Благодаря соединению дефлектора 13 с втулкой 16 посредством стержней 15 образуется устойчивая система, которая искшочает деформации дефлектора 13 и,следовательно, заклинивание при воздействтш на него неоднородного по сечению(Градиентные) тазового потока, что сушественно повышает надежность работы устройства. После подъема дефлектора 13 газокапельньпй поток проходит через перфорацию 10 на боковой поверхности дополнительных патрубков 9 в направляющие элементы 11, где происходит коагуляция капель, в особенности мелкодисперсных, за счет штерционных сил, вызванных изменением направления движения потока, а также за счет турбулентных пульсашгтй таза, вызванных переходом от распределенной структуры течения потока в дополнительных патрубках 9 к струйной структуре течения в направляющих элементах 11. Газокапельньпй поток выходит из направляющих элементов в виде однонаправленных струй, которые натекают на нарУЖНУЮ поверхность патрубков вихревых сепарационных элементов 5, где происходит осаждение капель И их гравитационное стекание на тарелку 4, откуда через штуцер 19 этотдкость выводится из устройства. Благодаря тому, что направляющие элементы 11 ориентированы под одинаковым утлом к боковой поверхности дополнительных патрубков 9,обеспечивается натекание струй под утлом наповерхность осаждения, что исключает дробление капель, вторичный унос и, следовательно, обеспечивает высокую эффективность сепарации в межэлемснтной зоне. Так как верхний конец дополнительных патрубков размещен тшже верхнею конца вихревых сепарационньтх элементов 5, то исключаются условия проскока газокапедпдньш струй без Осажденная в межэлементвой зоне. Газ, освобожденный от капелъ лсидкосш, выходит из межэлементной зоны и из вихревых сепарационных элементов 5 и покидает устройство Через Патрубок 3.При уведшченш нагрузки по газу выше средней происходит дополнительный подъем дефлектора 13, что приводит к увеличению площади проходного сечения газа через перфорацшо 10 и, следовательно, пропусканию избьпочното газа через дополнительные патрубки 9 в межэпементное пространство. Приэтом в вихревытт сепарационньтх элементах поддерживается средняя (оптимальная) скорость таза, что обеспечивает высокую эффективность работы устройства.При снижении нагрузки по газу ниже средней происходит опускание дефлектора 13,что приводит к уменьшению площади проходного сечения газа через перфорацию 10 и,следовательно, снижению расхода газа через дополнительные патрубки 9. Это обеспечивает увеличение расхода газа через вихревые сепарационные элементы 5 и поддерживает в них среднюю (оптимальную) скоростъ газа,что обеспечивает высокую эффективность работы устройства. При отключении устройства в период ремонта промышленной системы дефлектор 13 перемещается в крайнее ниэтшее положение и в нем фиксируется ограничителем перемещения 17.