RU2038121C1

RU2038121C1 - Gas separator

Info

Publication number: RU2038121C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Нуждин
Original assignee: Юрий Иванович Нуждин
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1990-05-21
Publication date: 1995-06-27

Abstract

FIELD: drying gas. SUBSTANCE: gas separator has housing 1 which constructed as a horizontal piece of a main pipe line and cooling chamber 3 made up as a piece of pipe of elliptical cross-section and mounted inside the housing. First baffle 3 of the housing in the direction of the flow has central elliptical opening, the large axis being horizontal. The plugged end face of chamber 2 is brought into preliminary separating chamber 10 through mentioned elliptical opening. Second baffle 4 has an opening at the top part. Seat 7 of pressure regulator 6 is positioned on the top wall of cooling chamber 2. Piping separating members 8 are staggeringly mounted inside the first half of cooling chamber 2. Heat exchanger 9 is mounted inside the second half of chamber 2. EFFECT: enhanced efficiency. 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для осушки газа, транспортируемого под высоким давлением, и может применяться в газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности. The invention relates to a device for drying gas transported under high pressure, and can be used in gas, petrochemical and other industries.

Известен газожидкостный сепаратор, работающий по принципу прямоточной сепарации жидкости из газового потока, включающий вертикально установленный на тарелке цилиндр с завихрителем на входе и расположенный над цилиндром сепарационный патрубок с диафрагмирующим элементом на выходе [1]
Недостатком такого устройства является низкая интенсивность сепаратора вследствие проскока части капель жидкости через сепарационную зону.Known gas-liquid separator operating on the principle of direct-flow separation of liquid from a gas stream, comprising a cylinder vertically mounted on a plate with a swirl at the inlet and a separation pipe with a diaphragm element at the outlet located above the cylinder [1]
The disadvantage of this device is the low intensity of the separator due to the leakage of part of the liquid droplets through the separation zone.

Известен также газовый сепаратор с контактными элементами, снабженными устройством для отвода жидкой пленки, состоящим из соединенных между собой конической отражательной поверхности и внешнего отбойного цилиндра, образующих с контактным патрубком лабиринтный канал [2]
Недостатками данного устройства являются нестабильное отделение конденсата, зависящее от параметров входного газа, что снижает эффективность сепарации, и низкая пропускная способность.Also known is a gas separator with contact elements provided with a device for removing a liquid film, consisting of interconnected conical reflective surface and an external baffle cylinder forming a labyrinth channel with a contact pipe [2]
The disadvantages of this device are unstable condensate separation, which depends on the parameters of the inlet gas, which reduces the separation efficiency, and low throughput.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является газосепаратор, который снабжен обечайкой в виде усеченного конуса, нагревателем, установленным в нижней части этой обечайки, поперечной перегородкой, размещенной в корпусе ниже патрубка входа газа и выполненной со сквозными прорезями и тангенциально направленными отгибами, при этом контактные элементы и конусообразная обечайка большим основанием герметично прикреплены к ней. The technical solution closest to the invention is a gas separator, which is equipped with a truncated cone shell, a heater installed in the lower part of this shell, a transverse partition placed in the housing below the gas inlet pipe and made with through slots and tangentially directed bends, while the contact elements and a cone-shaped shell with a large base hermetically attached to it.

Недостатками данного газосепаратора являются недостаточная степень осушки газа, нестабильность температурных параметров газа. Кроме того, этот газосепаратор имеет вертикальный корпус и не может быть размещен в горизонтальном отрезке трубы. Предварительная сепарация происходит при более низкой температуре, чем в предлагаемом техническом решении. The disadvantages of this gas separator are the insufficient degree of gas dehydration, the instability of the temperature parameters of the gas. In addition, this gas separator has a vertical casing and cannot be placed in a horizontal pipe section. Preliminary separation occurs at a lower temperature than in the proposed technical solution.

Цель изобретения облегчение использования для обработки транспортируемого по газопроводу газа. The purpose of the invention is to facilitate the use for processing gas transported through a gas pipeline.

Цель достигается тем, что корпус выполнен с открытыми торцами в виде горизонтально расположенного отрезка магистрального трубопровода, снабжен двумя поперечными перегородками, первая из которых по ходу газа имеет в середине эллиптическое с горизонтально расположенной большой осью отверстие и образует заднюю стенку камеры предварительной сепарации, а вторая отверстие в верхней части. Камера охлаждения выполнена в виде отрезка трубы эллиптического поперечного сечения, соответствующего отверстию первой перегородки, один конец трубы заглушен через отверстие первой перегородки, герметично соединяясь с его краями, выведен в камеру предварительной сепарации и имеет в верхней стенке входное отверстие с седлом для регулярного давления, а другой конец герметично присоединен к образующей заднюю стенку камеры охлаждения второй перегородке ниже ее отверстия. Трубчатые элементы расположены за первой перегородкой в первой по ходу газа половине камеры охлаждения, а во второй ее половине расположен теплообменник, в нижней стенке выполнено выходное отверстие. The goal is achieved by the fact that the casing is made with open ends in the form of a horizontally located section of the main pipeline, equipped with two transverse partitions, the first of which has an elliptical hole with a horizontal axis located in the middle of the gas and forms the rear wall of the preliminary separation chamber, and the second hole at the top. The cooling chamber is made in the form of a pipe segment of an elliptical cross-section corresponding to the opening of the first partition, one end of the pipe is muffled through the opening of the first partition, hermetically connecting to its edges, out into the preliminary separation chamber and has an inlet with a saddle in the upper wall for regular pressure, and the other end is hermetically connected to the second partition below the opening, which forms the rear wall of the cooling chamber. The tubular elements are located behind the first partition in the first half of the cooling chamber along the gas, and in the second half there is a heat exchanger, an outlet is made in the bottom wall.

Анализ патентных, информационных и каталожных материалов по газосепараторам позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое изобретение не известно из уровня техники, т.е. обладает новизной. Analysis of patent, information and catalog materials for gas separators allows us to conclude that the proposed invention is not known from the prior art, i.e. has novelty.

Кроме того, конструкция газосепаратора не следует явным образом из уровня техники, т. е. имеет изобретательский уровень. Создание данного изобретения продиктовано практической потребностью получения более глубоко осушенного газа благодаря использованию энергии холода, образующегося при редуцировании. Изготовленный макет подтвердил все выкладки, заложенные в конструкции. Следовательно, предлагаемая конструкция газосепаратора промышленно применима. In addition, the design of the gas separator does not follow explicitly from the prior art, i.e., has an inventive step. The creation of this invention is dictated by the practical need for a more deeply dried gas due to the use of the energy of the cold generated during reduction. The manufactured layout confirmed all the calculations laid down in the design. Therefore, the proposed design of the gas separator is industrially applicable.

На фиг.1 представлен предлагаемый сепаратор; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 газосепаратор в изометрии; на фиг.5 диск с отгибами. Figure 1 presents the proposed separator; figure 2 is the same, a top view; figure 3 section aa in figure 1; figure 4 gas separator in isometry; Fig.5 disc with limb.

Газосепаратор состоит из корпуса 1 в виде горизонтально расположенного отрезка магистрального трубопровода и камеры охлаждения 2, выполненной в виде отрезка трубы эллиптического поперечного сечения. Корпус снабжен двумя поперечными перегородками, первая 3 по ходу газа имеет в середине эллиптическое с горизонтально расположенной большой осью отверстие, а вторая 4 отверстие в верхней части. Кроме того, в газовом сепараторе имеются входное отверстие 5 с регулятором давления 6, седло 7, которое расположено на трубе камеры охлаждения 2, трубчатые элементы 8, размещенные в шахматном порядке на трубе камеры охлаждения 2, теплообменник 9, камера предварительной сепарации 10, образованная путем установки диска 11 с тангенциальными прорезями 12, сливной патрубок 13, штуцер 14 и отверстия 15 во второй половине трубы камеры 2. The gas separator consists of a housing 1 in the form of a horizontally located segment of the main pipeline and a cooling chamber 2, made in the form of a pipe segment of an elliptical cross section. The casing is equipped with two transverse partitions, the first 3 along the gas has in the middle an elliptical hole with a horizontal axis and a second 4 hole in the upper part. In addition, in the gas separator there is an inlet 5 with a pressure regulator 6, a seat 7, which is located on the pipe of the cooling chamber 2, tubular elements 8 placed in a checkerboard pattern on the pipe of the cooling chamber 2, a heat exchanger 9, a preliminary separation chamber 10 formed by the installation of the disk 11 with tangential slots 12, a drain pipe 13, a fitting 14 and holes 15 in the second half of the pipe of the chamber 2.

Газосепаратор работает следующим образом. The gas separator operates as follows.

При входе в газосепаратор газ проходит через тангенциальные прорези 12 диска 11 в камеру предварительной сепарации 10, где после прохождения тангенциальных щелей скорость истечения падает, а объем увеличивается. Влага, находящаяся в парообразном состоянии, конденсируется в мелкие капли, которые, вращаясь с потоками газа, прижимаются к внутренней поверхности трубы и стекают через сливной патрубок 13 наружу. В результате работы регулятора давления 6 открывается клапан и газ дросселируется во внутреннюю полость эллипсообразной трубы камеры охлаждения 2, при этом происходит выделение энергии холода. Охлажденный газ, двигаясь вдоль внутренней поверхности трубы камеры охлаждения 2, охлаждает наружную поверхность трубчатых элементов 8. Затем газ поступает в теплообменник 9, где подогревается до положительных температур и вновь поступает внутрь трубчатых элементов 8, где получает тангенциальное вращательное движение и более глубокую осушку. За счет контрастности температуры поверхности трубчатых элементов 8 и температуры самого газа осушенный газ из трубчатых элементов идет в верхнюю часть сепаратора и выходит через отверстия в задней поперечной перегородке 4. At the entrance to the gas separator, the gas passes through the tangential slots 12 of the disk 11 into the pre-separation chamber 10, where after the passage of the tangential slots, the flow rate decreases and the volume increases. Moisture, which is in a vaporous state, condenses into small droplets, which, rotating with gas flows, are pressed to the inner surface of the pipe and flow out through the drain pipe 13. As a result of the operation of the pressure regulator 6, the valve opens and the gas is throttled into the internal cavity of the ellipsoidal tube of the cooling chamber 2, while the energy of the cold is released. The cooled gas, moving along the inner surface of the pipe of the cooling chamber 2, cools the outer surface of the tubular elements 8. Then the gas enters the heat exchanger 9, where it is heated to positive temperatures and again enters the tubular elements 8, where it receives tangential rotational motion and deeper drying. Due to the contrast of the surface temperature of the tubular elements 8 and the temperature of the gas itself, the dried gas from the tubular elements goes to the upper part of the separator and exits through the holes in the rear transverse partition 4.

Предлагаемый газосепаратор размещается горизонтально, легко встраивается в магистральный газопровод. Благодаря использованию энергии холода, образующегося при редуцировании, обеспечивается более глубокая осушка газа. The proposed gas separator is placed horizontally, is easily integrated into the main gas pipeline. Thanks to the use of the energy of the cold generated during reduction, a deeper gas dehydration is provided.

Claims

GAS SEPARATOR, comprising a cylindrical body, a disk mounted across the body of the disk, having through slots at the periphery with tangentially directed bends forming a twisting device of the preliminary separation chamber, straight-through tubular separation elements with tangential inlet channels at the lower end, staggered in the holes of the lower and upper walls cooling chamber, at the inlet of which a pressure regulator is installed, a heat exchanger, characterized in that, in order to facilitate the use of for processing gas transported through the gas pipeline, the casing is made with open ends in the form of a horizontal section of the main pipeline, equipped with two transverse partitions, the first of which along the gas in the middle has an elliptical hole with a horizontal axis located horizontally and forms the rear wall of the preliminary separation chamber, and the second has a hole in the upper part, the cooling chamber is made in the form of a pipe segment of an elliptical cross section corresponding to the hole of the first partition, one end of the pipe is plugged, through the opening of the first partition, hermetically connected to its edges, it is withdrawn into the preliminary separation chamber and has an inlet with a seat for the pressure regulator in the upper wall, and the other end is hermetically connected to the second partition forming the rear wall of the cooling chamber below its openings, tubular elements are located behind the first partition in the first half of the cooling chamber along the gas, and in the second half there is a heat exchanger and the bottom wall is made about the outlet.