[go: up one dir, main page]

RU2344869C2 - Method of liquid separation from gas flow and device for its realisation - Google Patents

Method of liquid separation from gas flow and device for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2344869C2
RU2344869C2 RU2007111362/15A RU2007111362A RU2344869C2 RU 2344869 C2 RU2344869 C2 RU 2344869C2 RU 2007111362/15 A RU2007111362/15 A RU 2007111362/15A RU 2007111362 A RU2007111362 A RU 2007111362A RU 2344869 C2 RU2344869 C2 RU 2344869C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid
gas
gas stream
separation
displacer
Prior art date
Application number
RU2007111362/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007111362A (en
Inventor
Генрих Карлович Зиберт (RU)
Генрих Карлович Зиберт
Алексей Генрихович Зиберт (RU)
Алексей Генрихович Зиберт
Илшат Минуллович Валиуллин (RU)
Илшат Минуллович Валиуллин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтегазовой промышленности" (ЗАО "ЦКБ НГП")
Генрих Карлович Зиберт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтегазовой промышленности" (ЗАО "ЦКБ НГП"), Генрих Карлович Зиберт filed Critical Закрытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтегазовой промышленности" (ЗАО "ЦКБ НГП")
Priority to RU2007111362/15A priority Critical patent/RU2344869C2/en
Publication of RU2007111362A publication Critical patent/RU2007111362A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2344869C2 publication Critical patent/RU2344869C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: method of liquid separation from gas flow includes swirling of gas-liquid flow, formation of rotating liquid layer on surfaces of cylindrical nozzle and axial revolution body, separation of flows into liquid and gas phases. Thickness of liquid layer is increased on maximum radius of peripheral edge of axial revolution body provided with inclined teeth, and discrete enlarged liquid drops are shaped by exposure of liquid layers to swirled gas flow. Device for separation comprises face of plate with direct-flow-centrifugal elements, every of which comprises cylindrical nozzle with swirler at the inlet and separation device in the form of cap film stripper at the outlet, annular partition between external wall of nozzle and internal wall of film stripper, displacer installed inside cylindrical nozzle, recirculation channel. Displacer is equipped with inclined teeth provided on its peripheral edge. Incline of teeth is oriented to the side of gas flow swirling. Annular partition is arranged with oppositely installed channels for bleeding of liquid and gas phases.
EFFECT: higher efficiency of separation at changing loads by gas and liquid and expansion of application field.
7 cl, 6 dwg

Description

Группа изобретений относится к газовой, газоперерабатывающей, химической и нефтяной промышленности и может быть использовано в процессах и аппаратах для сепарации жидкости из газового потока после его контакта с жидкостью, для разделения газожидкостного потока, для абсорбции влаги жидкими поглотителями, при осушке природного и нефтяного газа.The group of inventions relates to the gas, gas processing, chemical and petroleum industries and can be used in processes and apparatuses for separating liquid from a gas stream after it is in contact with a liquid, for separating a gas-liquid stream, for absorbing moisture by liquid absorbers, and for drying natural and oil gas.

Известен способ и устройство для разделения газожидкостного потока на газовую и жидкостную фазы в поле центробежных сил при закручивании газового потока патенту №1072865 РФ, МПК 4: B01D 3/26. По указанному известному способу производят:The known method and device for separating gas-liquid flow into gas and liquid phases in the field of centrifugal forces when twisting the gas flow to patent No. 1072865 of the Russian Federation, IPC 4: B01D 3/26. By the specified known method produce:

- закручивание основного газового потока;- twisting the main gas stream;

- разделение газожидкостного потока в поле центробежных сил с образованием пленки жидкости на внутренней стенке патрубка;- separation of the gas-liquid flow in the field of centrifugal forces with the formation of a liquid film on the inner wall of the pipe;

- последующий отвод пленки с частью газа через зазор между цилиндрическим патрубком и колпачковым пленкосъемником.- subsequent removal of the film with a portion of the gas through the gap between the cylindrical pipe and the cap film stripper.

Устройство включает прямоточно-центробежный элемент, состоящий из цилиндрического патрубка, завихрителя на входе, пленкосъемника на выходе и устройство подачи жидкости в виде отбортованной вертикальной стенки внутри патрубка.The device includes a direct-flow centrifugal element consisting of a cylindrical nozzle, a swirl at the inlet, a film stripper at the outlet, and a fluid supply device in the form of a flanged vertical wall inside the nozzle.

Недостатком способа и устройства является неэффективное отделение капель жидкости из осевой зоны элемента, т.е. на малых радиусах, из-за малых центробежных сил.The disadvantage of this method and device is the inefficient separation of liquid droplets from the axial zone of the element, i.e. at small radii, due to small centrifugal forces.

Известны способ и устройство по патенту №1149475, МПК 6: B01D 3/26, в которых устранены вышеуказанные недостатки путем подачи жидкости по оси закрученного газового потока на поверхность тела вращения (вытеснителя), что позволяет перевести капли жидкости с нулевого радиуса оси элемента на начальный радиус равный радиусу кромки вытеснителя. Это повышает эффективность разделения газожидкостного потока за счет увеличения центробежной силы, действующей на каплю жидкости в приосевой зоне элемента.The known method and device according to patent No. 1149475, IPC 6: B01D 3/26, in which the above disadvantages are eliminated by supplying liquid along the axis of the swirling gas stream to the surface of the body of revolution (displacer), which allows you to transfer liquid drops from the zero radius of the axis of the element to the initial radius equal to the radius of the displacer edge. This increases the separation efficiency of the gas-liquid flow by increasing the centrifugal force acting on the liquid drop in the axial zone of the element.

Устройство включает основание с прямоточно-центробежными элементами, каждый из которых состоит из цилиндрического патрубка с завихрителем на входе, колпачковым пленкосъемником на выходе, вытеснителем, выполненным в виде параболоида вращения, установленного на стенке трубки по оси патрубка.The device includes a base with direct-flow centrifugal elements, each of which consists of a cylindrical nozzle with a swirl at the inlet, a cap film stripper at the outlet, a displacer made in the form of a rotation paraboloid mounted on the tube wall along the nozzle axis.

Недостатками способа и устройства являются:The disadvantages of the method and device are:

- снижение эффективности сепарации газожидкостной смеси за счет повторного дробления жидкости на стенках трубки;- reduced efficiency of the separation of the gas-liquid mixture due to repeated crushing of the liquid on the walls of the tube;

- неравномерность диаметра капель, срывающихся с вытеснителя;- uneven diameter of the drops falling from the displacer;

- необходимость расположения кромок вытеснителя строго в горизонтальной плоскости по оси патрубка.- the need for the location of the edges of the displacer strictly in a horizontal plane along the axis of the nozzle.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному способу в группе изобретений по совокупности признаков является «Способ контакта газа и жидкости и устройство для его осуществления» - патент №2192912, МПК 7 B01D 3/26 (прототип способа), который включает закручивание газового потока, подачу жидкости в зону низкого давления, диспергирование и формирование ее в пленку на поверхности тела вращения, разделение газожидкостного потока на жидкую и газовую фазы при предварительном контакте газа с цилиндрическим вращающимся слоем жидкости.The closest method of the same purpose to the claimed method in the group of inventions according to the totality of features is “Method of gas and liquid contact and a device for its implementation” - patent No. 2192912, IPC 7 B01D 3/26 (prototype method), which includes twisting the gas stream, supplying liquid to the low pressure zone, dispersing and forming it into a film on the surface of the body of revolution, separation of the gas-liquid flow into liquid and gas phases upon preliminary contact of the gas with a cylindrical rotating liquid layer.

Устройство включает основание с прямоточно-центробежными элементами, каждый из которых состоит из цилиндрического патрубка, снабженного в верхней части сепарационным устройством, а в нижней части - тангенциальным завихрителем, диафрагмирующей кольцевой перегородкой, трубку рециркуляции потока.The device includes a base with direct-flow centrifugal elements, each of which consists of a cylindrical nozzle equipped with a separation device in the upper part and a tangential swirl, a diaphragm annular partition, and a flow recirculation tube in the lower part.

Недостатком этого способа и устройства является низкая эффективность отделения капель жидкости различного диаметра, которые срываются по всему периметру вытеснителя, ухудшение эффективности разделения при повышенных нагрузках по жидкости.The disadvantage of this method and device is the low separation efficiency of liquid droplets of various diameters that break down along the entire perimeter of the displacer, the deterioration of the separation efficiency with increased fluid loads.

Известен прямоточно-центробежный сепарационный элемент по патенту РФ №1409312, МПК: B01D 45/12, содержащий вертикальный цилиндрический патрубок, размещенный на полотне тарелки, завихритель - на входе и колпачковый пленкосъемник - на выходе цилиндрического патрубка, поперечную опорную перегородку между патрубками и пленкосъемником с сегментными вырезами по наружному диаметру для отбора газожидкостной смеси.Known direct-flow centrifugal separation element according to the patent of the Russian Federation No. 1409312, IPC: B01D 45/12, containing a vertical cylindrical nozzle placed on the plate, swirl at the inlet and cap film stripper at the outlet of the cylindrical nozzle, a transverse support wall between the nozzles and the film stripper with segment cuts along the outer diameter for the selection of gas-liquid mixture.

Недостатком этого устройства является вторичный унос жидкости на выходе из колпачкового пленкосъемника попутно движущимся газовым потоком при сбросе ее на основание - полотно тарелки. Газ с меньшей плотностью выходит из-под пленкосъемника по меньшему радиусу вверх, жидкость с большей плотностью движется по большому радиусу вниз, то есть разделенные фазы пересекаются. При пересечении фаз возникает вторичный унос жидкости газовым потоком.The disadvantage of this device is the secondary entrainment of fluid at the outlet of the cap film strip along the moving gas stream when dumping it on the base - the plate of the plate. A gas with a lower density escapes from the scraper along a smaller radius up, a liquid with a higher density moves down a larger radius, that is, the separated phases intersect. When the phases intersect, secondary entrainment of the liquid by a gas stream occurs.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному устройству в группе изобретений по совокупности признаков является «Прямоточно-центробежный сепарационный элемент» - патент №2094073, МПК: B01D 3/26; B01D 45/12 (прототип устройства). Прямоточно-центробежный элемент включает цилиндрический патрубок с завихрителем в нижней части и пленкосъемником в верхней части, кольцевую опорную перегородку, выполненную из двух секторов, размещенных друг над другом, один из которых закреплен на наружной поверхности патрубка, а другой с возможностью осевого поворота.The closest device of the same purpose to the claimed device in the group of inventions for the totality of features is "Direct-flow centrifugal separation element" - patent No. 2094073, IPC: B01D 3/26; B01D 45/12 (prototype device). The direct-flow centrifugal element includes a cylindrical nozzle with a swirl in the lower part and a film stripper in the upper part, an annular support partition made of two sectors placed one above the other, one of which is mounted on the outer surface of the nozzle, and the other with axial rotation.

Указанное техническое решение позволяет производить отбор жидкости по внутреннему радиусу каплесъемника (большому радиусу), а отбор газовой фазы по наружному диаметру патрубка, что снижает повторный унос жидкости попутным газовым потоком, выходящим из-под каплесъемника.The specified technical solution allows the selection of liquid along the inner radius of the dropper (a large radius), and the selection of the gas phase along the outer diameter of the nozzle, which reduces the repeated entrainment of the fluid by the associated gas stream coming out from under the dropper.

Недостатком этого устройства является выход газожидкостного потока из одного канала - кольцевого сектора с одной стороны, что ведет к повторному дроблению жидкости газовым потоком, выходящим из-под каплесъемника, и ухудшению эффективности сепарации.The disadvantage of this device is the exit of the gas-liquid stream from one channel — the annular sector, on the one hand, which leads to the re-crushing of the liquid by the gas stream coming out from under the dropper and the deterioration of the separation efficiency.

Задача, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, заключается в создании эффективного способа и устройства сепарации жидкости из газового потока при изменяющихся нагрузках по газу и жидкости.The problem to which the claimed group of inventions is directed is to create an effective method and device for separating liquid from a gas stream under varying loads of gas and liquid.

Единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-способу достигается тем, что в способе сепарации жидкости из газового потока, включающем закручивание газожидкостного потока, формирование вращающегося слоя жидкости на поверхностях осевого и периферийного тел вращения, разделение потоков на жидкую и газовую фазы и их последующий отбор, на максимальных радиусах вращающихся слоев жидкости, сформированных на осевом и (или) периферийном телах вращения путем воздействия на эти слои закрученным газовым потоком, образуют дискретные укрупненные капли жидкости.A single technical result in the implementation of the group of inventions in terms of the object method is achieved by the fact that in the method of separating liquid from a gas stream, including swirling a gas-liquid stream, forming a rotating liquid layer on the surfaces of the axial and peripheral bodies of revolution, separating the flows into liquid and gas phases and their subsequent selection, at the maximum radii of the rotating fluid layers formed on the axial and (or) peripheral bodies of revolution by exposing these layers to a swirling gas stream, Braz discrete enlarged liquid droplets.

Отбор жидкости и газа производят раздельно, причем отбор жидкой фазы осуществляют на максимальном радиусе, а газовой фазы на минимальном радиусе.The selection of liquid and gas is carried out separately, and the selection of the liquid phase is carried out at the maximum radius, and the gas phase at the minimum radius.

Вращающий слой жидкости на поверхности периферийного тела вращения образуют диафрагмированием закрученного газожидкостного потока, при этом осуществляют отбор части жидкости непосредственно перед ее диафрагмированием и подачу газожидкостной смеси на рециркуляцию после диафрагмирования.The rotating fluid layer on the surface of the peripheral body of revolution is formed by the diaphragm of a swirling gas-liquid flow, while part of the liquid is sampled immediately before its diaphragm and the gas-liquid mixture is recycled after the diaphragm.

Единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту - устройство достигается тем, что в устройстве для сепарации жидкости из газового потока, включающем полотно тарелки с прямоточно-центробежными элементами, каждый из которых состоит из цилиндрического патрубка с завихрителем на входе и сепарационным устройством в виде колпачкового пленкосъемника на выходе, кольцевую опорную перегородку и вытеснитель внутри цилиндрического патрубка, канал рециркуляции, вытеснитель и (или) цилиндрический патрубок снабжены наклонными зубьями, расположенными на их периферийной кромке, причем наклон зубьев ориентирован в сторону закрутки газового потока.A single technical result in the implementation of the group of inventions on the object - the device is achieved by the fact that in the device for separating liquid from the gas stream, including the plate plate with direct-flow centrifugal elements, each of which consists of a cylindrical nozzle with a swirl at the inlet and a separation device in the form of a cap a film stripper at the exit, an annular support partition and a displacer inside a cylindrical pipe, a recirculation channel, a displacer and (or) a cylindrical pipe are provided on inclined teeth located on their peripheral edge, and the inclination of the teeth is oriented towards the swirl of the gas stream.

На внутренней стенке патрубка выше полотна тарелки расположена кольцевая диафрагмирующая перегородка, непосредственно над и под которой соответственно расположены каналы для подачи газожидкостной смеси и отбора жидкости.An annular diaphragm partition is located on the inner wall of the nozzle above the plate plate, directly above and below which are channels for supplying a gas-liquid mixture and for taking liquid.

Между внутренней стенкой колпачкового каплесъемника и наружной стенкой цилиндрического патрубка установлена опорная кольцевая П-образная перегородка с противоположно расположенными каналами для отбора жидкостной и газовой фаз, причем каналы для отбора жидкой фазы выполнены на максимальном радиусе, а для отбора газовой фазы на минимальном радиусе.Between the inner wall of the cap dropper and the outer wall of the cylindrical nozzle there is a support ring U-shaped partition with oppositely arranged channels for sampling the liquid and gas phases, and the channels for sampling the liquid phase are made at the maximum radius, and for the selection of the gas phase at the minimum radius.

Цилиндрический патрубок выполнен из ромбовидного листа, при соединении сторон которого образован спиральный стык, ориентированный в направлении движения газожидкостного потока, а канал рециркуляции выполнен в виде отверстий или трубки рециркуляции с центральными отбортованными вверх стенками, на которых закреплен вытеснитель.The cylindrical nozzle is made of a diamond-shaped sheet, when the sides are connected, a spiral joint is formed, oriented in the direction of gas-liquid flow, and the recirculation channel is made in the form of holes or a recirculation tube with central walls flanged upwards, on which the displacer is fixed.

Сепарация жидкости от газового потока путем укрупнения капель жидкости до узкого диапазона, одинаковых по размеру, и выполнение устройства, конструкция которого обеспечила возможность укрупнения капель жидкости, позволили осуществить создание эффективного способа и устройства сепарации жидкости из закрученного газового потока при изменяющихся нагрузках по газу и жидкости.The separation of the liquid from the gas stream by enlarging the liquid droplets to a narrow range of the same size, and the implementation of the device, the design of which made it possible to enlarge the liquid droplets, made it possible to create an effective method and device for separating liquid from a swirling gas stream under varying gas and liquid loads.

Авторам не известны способы сепарации жидкости из газового потока и устройства для его осуществления, в которых бы повышение эффективности сепарации жидкости при изменяющихся нагрузках по газу и жидкости достигалось подобным образом.The authors are not aware of methods for separating liquid from a gas stream and devices for its implementation, in which an increase in the efficiency of liquid separation under varying loads of gas and liquid would be achieved in a similar way.

На фиг.1 представлена схема, иллюстрирующая предлагаемый способ сепарации жидкости от газового потока.Figure 1 presents a diagram illustrating the proposed method for separating liquid from a gas stream.

На фиг.2 представлено устройство для осуществления способа сепарации жидкости от газового потока.Figure 2 presents a device for implementing a method of separating a liquid from a gas stream.

На фиг.3, 4, 5 показаны поперечные разрезы: А-А, Б-Б, В-В фиг.2.Figure 3, 4, 5 shows a cross section: aa, bb, bb of Fig.2.

На фиг.6 представлено устройство для осуществления способа сепарации жидкости от газового потока с трубкой рециркуляции.Figure 6 presents a device for implementing the method of separating liquid from a gas stream with a recirculation tube.

Объект - способ сепарации жидкости из газового потока осуществляется следующим образом. Газожидкостной поток G0 (фиг.1) разделяют на множество потоков газа q0 и жидкости L0, которые закручивают, образуя множество тангенциально направленных газовых и жидкостных струй (фиг.1, 5). Из жидкости тангенциально направленными газовыми струями формируют цилиндрический вращающийся слой L. Затем цилиндрический вращающийся слой жидкости L диафрагмируют, при этом осуществляют отбор части жидкости (поток L1) из цилиндрического вращающегося слоя жидкости L непосредственно перед ее диафрагмированием. После диафрагмирования из капель жидкости образуют вращающиеся слои жидкости L2 и L3 на поверхностях осевой и периферийной тел вращения (на поверхности вытеснителя и внутренней поверхности цилиндрического патрубка) соответственно. На максимальном радиусе вращающегося слоя жидкости L2, образованного на поверхности осевого тела вращения, формируют дискретные укрупненные капли жидкости Lв путем переноса его газовым потоком q. Эти дискретные укрупненные капли жидкости Lв потоком газа q переносят на вращающийся слой жидкости L3, образованный на периферийном теле вращения (внутренней поверхности цилиндрического патрубка).Object - a method of separating liquid from a gas stream is as follows. The gas-liquid flow G 0 (FIG. 1) is divided into a plurality of gas flows q 0 and liquids L 0 , which are twisted, forming a plurality of tangentially directed gas and liquid jets (FIGS. 1, 5). A cylindrical rotating layer L is formed from the liquid by tangentially directed gas jets. Then a cylindrical rotating layer of liquid L is diaphragmed, and a part of the liquid (stream L 1 ) is selected from the cylindrical rotating layer of liquid L immediately before its diaphragm. After diaphragm from the liquid droplets, rotating fluid layers L 2 and L 3 are formed on the surfaces of the axial and peripheral bodies of revolution (on the surface of the displacer and the inner surface of the cylindrical pipe), respectively. At the maximum radius of the rotating liquid layer L 2 formed on the surface of the axial body of revolution, discrete enlarged droplets of liquid L are formed by transferring it by a gas stream q. These discrete enlarged drops of liquid L in the gas stream q are transferred to a rotating liquid layer L 3 formed on the peripheral body of revolution (inner surface of the cylindrical pipe).

В зоне сепарации на максимальном радиусе вращающегося слоя жидкости L3, сформированном на периферийном теле вращения, путем воздействия на этот слой закрученным газовым потоком q могут быть также образованы дискретные укрупненные капли жидкости Lп.In the separation zone at the maximum radius of the rotating fluid layer L 3 formed on the peripheral body of revolution, discrete enlarged fluid drops L p can also be formed by acting on this layer with a swirling gas stream q.

Укрупненные капли жидкости Lп переносят закрученным газовым потоком q1 в сепарационную зону и осаживают в виде слоя жидкости на ее поверхности (внутренней поверхности колпачкового каплесъемника), откуда ее отбирают (поток L4) на максимальном радиусе. Газ (поток G1) отбирают на минимальном радиусе, при этом отбор газа и жидкости осуществляют в противоположно расположенных каналах.Coarse liquid droplets L p are transferred by a swirling gas stream q 1 into the separation zone and precipitated as a liquid layer on its surface (inner surface of the cap dropper), from where it is taken (stream L 4 ) at the maximum radius. Gas (stream G 1 ) is taken at a minimum radius, while the selection of gas and liquid is carried out in oppositely located channels.

Основной поток закрученного газа G отбирают из осевой зоны сепарации.The main swirling gas stream G is taken from the axial separation zone.

Поток газа G1, отобранный из сепарационной зоны, делят на два потока G2 и Gр. Поток G2 соединяют с основным потоком закрученного газа G, отобранным из осевой зоны сепарации. А поток газа Gр и отобранную из сепарационной зоны часть жидкости Lp потока L4 отправляют на рециркуляцию в качестве газожидкостной смеси Gр Lp в зону после диафрагмирования. Оставшийся основной поток жидкости Lт подают на полотно тарелки, откуда отводят.The gas stream G 1 selected from the separation zone is divided into two flows G 2 and G p . The stream G 2 is connected to the main swirling gas stream G, selected from the axial separation zone. And the gas stream G p and part of the liquid L p of the stream L 4 taken from the separation zone is sent for recirculation as a gas-liquid mixture G p L p to the zone after diaphragm. The remaining main fluid stream L t is fed onto the plate web, from where it is diverted.

Пример.Example.

Максимальный расход газа, кг/ч - 64447The maximum gas consumption, kg / h - 64447

Давление газа, МПа - 12,48Gas pressure, MPa - 12.48

Температура, газа, °С - 29Temperature, gas, ° С - 29

Объемный расход жидкости, м3/с - 0,0072The volumetric flow rate of liquid, m 3 / s - 0,0072

Диаметр прямоточно-центробежного элемента, м - 0,1The diameter of the direct-flow centrifugal element, m - 0.1

Диаметр вытеснителя, м - 0,05Displacer diameter, m - 0.05

Площадь дискретной поверхности, м2 - (0,001·0,001)=1·10-6 Discrete surface area, m 2 - (0.001 · 0.001) = 1 · 10 -6

Число дискретных поверхностей (зубьев), шт.- 24The number of discrete surfaces (teeth), pcs. - 24

Увеличение диаметра капли на дискретных поверхностях, разThe increase in droplet diameter on discrete surfaces, times

(0,05·3,14·0,001/24·1·10-6)=6,5(0.05 · 3.14 · 0.001 / 24 · 1 · 10 -6 ) = 6.5

Скорость рабочая в прямоточно-центробежном элементе, м/с - 0,6Working speed in a direct-flow centrifugal element, m / s - 0.6

Унос жидкости с газом, г/1000 нм3 ≈12Fluid entrainment with gas, g / 1000 nm 3 ≈12

Объект - устройство для осуществления способа сепарации жидкости от газового потока (фиг.2) содержит прямоточно-центробежные элементы 1, установленные на полотне тарелки 2, каждый элемент состоит из цилиндрического патрубка 3, на входе которого установлен завихритель 4 с жалюзийными каналами 5 (фиг.2, 5), а на выходе сепарационное устройство, выполненное в виде колпачкового каплесъемника 6, а внутри цилиндрического патрубка 3 расположены кольцевая диафрагмирующая перегородка 7 и вытеснитель 8, снабженный заостренными наклонными зубьями 9 (фиг.2, 3). Над кольцевой диафрагмирующей перегородкой 7, которая расположена выше полотна тарелки 2, расположен канал рециркуляции 10 для подачи газожидкостной смеси, а под ней канал для отбора жидкости 11. Верхняя часть цилиндрического патрубка 3 может быть снабжена заостренными наклонными зубьями 12 (фиг.2, 3). Между наружной стенкой цилиндрического патрубка 3 и внутренней стенкой колпачкового каплесъемника 6 установлена опорная П-образная перегородка 13, на которой расположены на большем радиусе канал для отбора жидкости 14 (фиг 2, 4) и на малом радиусе каналы для отбора газа 15 (фиг 2, 4). Канал для отбора жидкости 14 и каналы для отбора газа 15 выполнены противолежащими.The object is a device for implementing the method of separating liquid from a gas stream (Fig. 2) contains direct-flow centrifugal elements 1 mounted on a plate of plate 2, each element consists of a cylindrical pipe 3, at the inlet of which a swirler 4 with louvred channels 5 is installed (Fig. 2, 5), and at the output a separation device made in the form of a cap dropper 6, and inside the cylindrical pipe 3 there is an annular diaphragm septum 7 and a displacer 8 equipped with pointed oblique teeth 9 (Fig. 2, 3). Over the annular diaphragm septum 7, which is located above the plate 2, there is a recirculation channel 10 for supplying a gas-liquid mixture, and below it a channel for liquid selection 11. The upper part of the cylindrical pipe 3 can be equipped with pointed inclined teeth 12 (Fig.2, 3) . Between the outer wall of the cylindrical pipe 3 and the inner wall of the cap dropper 6, a support U-shaped partition 13 is installed, on which there is a larger radius for the fluid sampling channel 14 (Figs. 2, 4) and a small radius for the gas sampling ducts 15 (Fig. 2, four). The channel for the selection of liquid 14 and channels for the selection of gas 15 are made opposite.

Цилиндрический патрубок 3 выполнен из листа в виде параллелограмма. При соединении сторон листа образован спиральный стык 16 с углом наклона ≈45°, ориентированный в направлении движения газожидкостного потока.The cylindrical pipe 3 is made of a sheet in the form of a parallelogram. When connecting the sides of the sheet, a spiral joint 16 is formed with an inclination angle of ≈45 °, oriented in the direction of gas-liquid flow movement.

При малых нагрузках по жидкости канал отбора жидкости 11 отсутствует, а канал рециркуляции 10 выполняется в виде трубки 17 с отбортованными по центру вверх стенками 18, на которых по оси патрубка закреплен вытеснитель 8 (фиг.6).At low fluid loads, the fluid withdrawal channel 11 is absent, and the recirculation channel 10 is in the form of a tube 17 with walls 18 flanged upwards in the center and on which a displacer 8 is fixed along the pipe axis (Fig. 6).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Газожидкостной поток G0 (фиг.1) подают в прямоточно-центробежный элемент 1 через жалюзийные каналы 5 завихрителя 4 (фиг.2, 5), на которых его разделяют на множество потоков газа q0 и жидкости L0 и закручивают (фиг.1, 5). Слой жидкости L на внутренней поверхности цилиндрического патрубка 3 устанавливают внутренним диаметром кольцевой диафрагмирующей перегородки 7. При больших массовых соотношениях жидкости к газу (более 0,02) жидкость (поток L1) отбирают с внутренней поверхности цилиндрического патрубка 3 через каналы 11 на полотно тарелки 2, откуда отводят.The gas-liquid flow G 0 (Fig. 1) is fed to the direct-flow centrifugal element 1 through the louvre channels 5 of the swirler 4 (Figs. 2, 5), on which it is divided into many gas flows q 0 and liquid L 0 and twisted (Fig. 1 , 5). The liquid layer L on the inner surface of the cylindrical pipe 3 is set by the inner diameter of the annular diaphragm septum 7. With large mass ratios of the liquid to gas (more than 0.02), the liquid (stream L 1 ) is taken from the inner surface of the cylindrical pipe 3 through channels 11 onto the plate 2 from where they take it away.

При использовании прямоточно-центробежного элемента 1 в качестве массообменного каналы 11 не выполняются или заглушаются, а в каналы 10 подается жидкость с полотна тарелки 2 на контакт с газовыми потоками q0 (фиг.1, 5).When using a direct-flow centrifugal element 1 as mass transfer channels 11 are not executed or are drowned out, and channels 10 are supplied with liquid from the plate 2 to contact with gas flows q 0 (Figs. 1, 5).

После диафрагмирования жидкость под действием центробежных сил подают на поверхности тел вращения: внутреннюю поверхность цилиндрического патрубка 3 (фиг.2), образуя на ней слой жидкости L3 (фиг.1), и поверхность вытеснителя 8 (фиг.2), образуя на ней слой жидкости L2 (фиг.1).After the diaphragm, the liquid under the action of centrifugal forces serves on the surface of the bodies of revolution: the inner surface of the cylindrical pipe 3 (figure 2), forming a layer of liquid L 3 on it (figure 1), and the surface of the displacer 8 (figure 2), forming on it a layer of liquid L 2 (figure 1).

Слой жидкости L2 с поверхности вытеснителя 8 переводят закрученным газовым потокам q на поверхности зубьев 9, чем увеличивают его толщину. Затем на остриях равномерно расположенных наклонных зубьев 9, поверхность которых минимальна, формируют укрупненные капли жидкости Lв (фиг.1). Укрупненные капли Lв с остриев зубьев 9 газовым потоком q переносят на внутреннюю поверхность цилиндрического патрубка 3 в слой жидкости L3, который затем переносят на поверхности зубьев 12 (при их наличии) в верхней части цилиндрического патрубка 3. На остриях зубьев 12 также формируют укрупненные капли жидкости Lп.Сформированные капли жидкости Lп переносят газовым потоком G1 на внутреннюю поверхность колпачкового каплесъемника 6, образуя на ней слой жидкости L4. Отсепарированный от жидкости газ отбирают закрученным потоком G по центру колпачкового каплесъемника 6. Отсепарированную жидкость из-под колпачкового каплесъемника 6 отбирают по каналу для отбора жидкости 14 (поток L4), а газ (поток G1) по каналам для отбора газа 15. Из отобранного газа (поток G1) отделяют часть газа (поток Gp) и отправляют на рециркуляцию в канал 10. Для повышения эффективности сепарации осуществляют рециркуляцию газожидкостной смеси (поток Gр, L4), образованной из потока отсепарированной жидкости L4 и потока газа Gр, из межпатрубкового пространства через каналы 10, которые расположены выше диафрагмирующей перегородки 7. Оставшуюся часть газа (поток G2) фиг.1 соединяют с отсепарированным от жидкости газом (поток G).A layer of liquid L 2 from the surface of the displacer 8 is transferred to swirling gas flows q on the surface of the teeth 9, thereby increasing its thickness. Then, on the tips of evenly spaced inclined teeth 9, the surface of which is minimal, coarse drops of liquid L in are formed (Fig. 1). Coarse droplets L in from the tips of the teeth 9 with a gas stream q are transferred to the inner surface of the cylindrical nozzle 3 into a layer of liquid L 3 , which is then transferred to the surface of the teeth 12 (if any) in the upper part of the cylindrical nozzle 3. On the tips of the teeth 12, coarsened liquid droplets L p. Formed liquid droplets L p are transferred by a gas stream G 1 to the inner surface of the cap dropper 6, forming a layer of liquid L 4 on it . The gas separated from the liquid is taken off by a swirling flow G in the center of the cap dropper 6. The separated liquid from under the cap dropper 6 is taken off through the liquid withdrawal channel 14 (stream L 4 ), and the gas (stream G 1 ) through the gas withdrawal channels 15. From the selected gas (stream G 1 ), a part of the gas is separated (stream G p ) and sent for recirculation to the channel 10. To increase the separation efficiency, the gas-liquid mixture (stream G p , L 4 ) formed from the separated liquid stream L 4 and the gas stream is recycled G p, from mezhpat ubkovogo space via channels 10 which are located above the diaphragmed walls 7. The remaining part of gas (stream G 2) 1 connected to a separated liquid from the gas (stream G).

При наличии одного канала рециркуляции 10 (без канала 11) (фиг.6) потоки рециркуляции Lр и Gp подают по каналу 10 трубки 17 на поверхность вытеснителя 7.If there is one recirculation channel 10 (without channel 11) (Fig. 6), recirculation flows L p and G p are fed through channel 10 of the tube 17 to the surface of the displacer 7.

Использование предлагаемого способа и устройства для сепарации жидкости от газового потока позволило обеспечить эффективную сепарацию жидкости из закрученного газового потока, в том числе при изменяющихся нагрузках по газу и жидкости. Повышение эффективности сепарации достигнуто увеличением диаметра сепарируемых капель в центробежном поле, приведением капель к однородному диаметру и равномерному расположению их на периметре тел вращения с максимальным радиусом. Диафрагмированием жидкостного потока выше полотна тарелки достигнут расширенный диапазон эффективной работы сепарационного устройства. Расширена область применения устройства, которое может быть использовано в качестве массообменного и сепарационного. Выполнение зубьев на верхней части патрубка обеспечивает возможность посадки каплесъемника на патрубок с переводом жидкости непосредственно на внутреннюю стенку каплесъемника без дробления жидкости газовым потоком и возможностью гарантийной соосной установки и обеспечения площади сечения выхода газожидкостной смеси каплесъемника и патрубка.The use of the proposed method and device for separating liquid from a gas stream made it possible to ensure effective separation of liquid from a swirling gas stream, including under varying gas and liquid loads. An increase in the separation efficiency was achieved by increasing the diameter of the separated droplets in a centrifugal field, bringing the droplets to a uniform diameter and their uniform distribution on the perimeter of rotation bodies with a maximum radius. By diaphragming the liquid flow above the plate web, an extended range of effective operation of the separation device is achieved. The scope of the device, which can be used as mass transfer and separation, has been expanded. The implementation of the teeth on the upper part of the nozzle allows the dropper to fit on the nozzle with the transfer of fluid directly to the inner wall of the dropper without crushing the liquid by the gas stream and the possibility of warranty coaxial installation and to ensure the exit cross-sectional area of the gas-liquid dropper and nozzle mixture.

Claims (7)

1. Способ сепарации жидкости из газового потока, включающий закручивание газожидкостного потока, формирование вращающегося слоя жидкости на поверхностях цилиндрического патрубка и осевого тела вращения, разделение потоков на жидкую и газовую фазы и их последующий отбор, отличающийся тем, что на максимальном радиусе периферийной кромки осевого тела вращения, снабженного наклонными зубьями, увеличивают толщину слоя жидкости и формируют дискретные укрупненные капли жидкости путем воздействия на слои жидкости закрученным газовым потоком.1. A method of separating liquid from a gas stream, including swirling a gas-liquid stream, forming a rotating fluid layer on the surfaces of a cylindrical pipe and an axial body of revolution, separating the flows into liquid and gas phases and their subsequent selection, characterized in that at the maximum radius of the peripheral edge of the axial body rotation, equipped with inclined teeth, increase the thickness of the liquid layer and form discrete enlarged liquid droplets by exposing the liquid layers to a swirling gas flow m 2. Способ сепарации жидкости из газового потока по п.1, отличающийся тем, что отбор жидкости и газа производят раздельно.2. The method of separating liquid from a gas stream according to claim 1, characterized in that the selection of liquid and gas is carried out separately. 3. Способ сепарации жидкости из газового потока по п.1, отличающийся тем, что вращающийся слой жидкости на поверхности цилиндрического патрубка диафрагмируют, при этом осуществляют отбор части жидкости непосредственно до диафрагмирования и подачу газожидкостной смеси на рециркуляцию после диафрагмирования.3. The method of separating liquid from a gas stream according to claim 1, characterized in that the rotating liquid layer on the surface of the cylindrical nozzle is diaphragmed, while part of the liquid is taken directly before the diaphragm and the gas-liquid mixture is recycled after diaphragm. 4. Устройство для сепарации жидкости из газового потока, включающее полотно тарелки с прямоточно-центробежными элементами, каждый из которых состоит из цилиндрического патрубка с завихрителем на входе и сепарационным устройством в виде колпачкового пленкосъемника на выходе, кольцевую перегородку между наружной стенкой цилиндрического патрубка и внутренней стенкой колпачкового пленкосъемника, расположенный внутри цилиндрического патрубка вытеснитель, канал рециркуляции, отличающееся тем, что вытеснитель снабжен наклонными зубьями, расположенными на его периферийной кромке, причем наклон зубьев ориентирован в сторону закрутки газового потока, при этом кольцевая перегородка выполнена с противоположно расположенными каналами для отбора жидкой и газовой фаз, причем каналы для отбора жидкой фазы выполнены на максимальном радиусе перегородки, а для отбора газовой фазы - на ее минимальном радиусе.4. A device for separating liquid from a gas stream, including a plate cloth with straight-through-centrifugal elements, each of which consists of a cylindrical nozzle with a swirl at the inlet and a separation device in the form of a cap film stripper at the outlet, an annular partition between the outer wall of the cylindrical nozzle and the inner wall cap film stripper, a displacer located inside the cylindrical nozzle, a recirculation channel, characterized in that the displacer is equipped with inclined teeth, located on its peripheral edge, and the inclination of the teeth is oriented towards the swirl of the gas stream, while the annular partition is made with oppositely arranged channels for the selection of liquid and gas phases, and the channels for the selection of the liquid phase are made at the maximum radius of the partition, and for the selection of the gas phase at its minimum radius. 5. Устройство для сепарации жидкости из газового потока по п.4, отличающееся тем, что на внутренней стенке цилиндрического патрубка выше полотна тарелки расположена кольцевая перегородка, непосредственно над и под которой расположены канал рециркуляции для подачи газожидкостной смеси и канал отбора жидкости, а периферийная кромка цилиндрического патрубка снабжена наклонными зубьями, наклон которых ориентирован в сторону закрутки газового потока.5. A device for separating liquid from a gas stream according to claim 4, characterized in that an annular partition is located on the inner wall of the cylindrical pipe above the plate blade, directly above and below which there is a recirculation channel for supplying a gas-liquid mixture and a liquid withdrawal channel, and a peripheral edge the cylindrical nozzle is equipped with inclined teeth, the inclination of which is oriented towards the swirl of the gas stream. 6. Устройство для сепарации жидкости из газового потока по п.4, отличающееся тем, что цилиндрический патрубок выполнен из листа в виде параллелограмма, при соединении сторон которого образован спиральный стык, ориентированный в направлении движения газожидкостного потока.6. A device for separating liquid from a gas stream according to claim 4, characterized in that the cylindrical pipe is made of a sheet in the form of a parallelogram, when connecting the sides of which a spiral joint is formed, oriented in the direction of movement of the gas-liquid stream. 7. Устройство для сепарации жидкости из газового потока по п.4, отличающееся тем, что канал рециркуляции для подачи газожидкостной смеси выполнен в виде отверстий или трубки рециркуляции с центральными отбортованными вверх стенками, на которых закреплен вытеснитель. 7. A device for separating liquid from a gas stream according to claim 4, characterized in that the recirculation channel for supplying a gas-liquid mixture is made in the form of holes or a recirculation tube with central walls flanged upwards, on which the displacer is fixed.
RU2007111362/15A 2007-03-28 2007-03-28 Method of liquid separation from gas flow and device for its realisation RU2344869C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007111362/15A RU2344869C2 (en) 2007-03-28 2007-03-28 Method of liquid separation from gas flow and device for its realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007111362/15A RU2344869C2 (en) 2007-03-28 2007-03-28 Method of liquid separation from gas flow and device for its realisation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007111362A RU2007111362A (en) 2008-10-10
RU2344869C2 true RU2344869C2 (en) 2009-01-27

Family

ID=39927169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007111362/15A RU2344869C2 (en) 2007-03-28 2007-03-28 Method of liquid separation from gas flow and device for its realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2344869C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2424846C1 (en) * 2010-01-11 2011-07-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") Spiral-gravity flow separator
RU2567317C1 (en) * 2014-06-18 2015-11-10 Илшат Минуллович Валиуллин Method of gas separation from admixtures and device for its realisation
RU2622656C1 (en) * 2016-03-31 2017-06-19 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" (АО "ЦКБН") Contact-separation element
RU2650985C2 (en) * 2016-08-31 2018-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт по переработке попутного нефтяного газа" (ООО "НИИ ПНГ") Separating centrifugal element
RU2760671C1 (en) * 2021-03-15 2021-11-29 Валентин Николаевич Косенков Direct-flow centrifugal vortex separator for separating gas-liquid flows

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109621558B (en) * 2019-01-24 2020-11-06 中国石油集团东北炼化工程有限公司 Post rotary dehydration device for flue gas dewatering

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1286228A1 (en) * 1985-04-17 1987-01-30 Горьковский политехнический институт им.А.А.Жданова Mass exchange apparatus
RU2094073C1 (en) * 1995-11-24 1997-10-27 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" Straight-way centrifugal member
RU2150315C1 (en) * 1998-12-30 2000-06-10 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа Centrifugal separation member
RU2192912C1 (en) * 2001-04-18 2002-11-20 Дочернее открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" Открытого акционерного общества "Газпром" Method of contacting gas and liquid and device for method embodiment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1286228A1 (en) * 1985-04-17 1987-01-30 Горьковский политехнический институт им.А.А.Жданова Mass exchange apparatus
RU2094073C1 (en) * 1995-11-24 1997-10-27 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" Straight-way centrifugal member
RU2150315C1 (en) * 1998-12-30 2000-06-10 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа Centrifugal separation member
RU2192912C1 (en) * 2001-04-18 2002-11-20 Дочернее открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" Открытого акционерного общества "Газпром" Method of contacting gas and liquid and device for method embodiment

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2424846C1 (en) * 2010-01-11 2011-07-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") Spiral-gravity flow separator
RU2567317C1 (en) * 2014-06-18 2015-11-10 Илшат Минуллович Валиуллин Method of gas separation from admixtures and device for its realisation
RU2622656C1 (en) * 2016-03-31 2017-06-19 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" (АО "ЦКБН") Contact-separation element
RU2650985C2 (en) * 2016-08-31 2018-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт по переработке попутного нефтяного газа" (ООО "НИИ ПНГ") Separating centrifugal element
RU2760671C1 (en) * 2021-03-15 2021-11-29 Валентин Николаевич Косенков Direct-flow centrifugal vortex separator for separating gas-liquid flows

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007111362A (en) 2008-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2344869C2 (en) Method of liquid separation from gas flow and device for its realisation
US4838906A (en) Contact-and-separating element
US6007055A (en) Gas and liquid contact apparatus
US3526082A (en) Apparatus for removing dust from gases
RU2244584C1 (en) Small-sized high performance separator "kolibry" ("humming-bird")
US3533560A (en) Cooling tower spray nozzle
US3767174A (en) Gas scrubber, entrainment separator and combination thereof
JPH0214092A (en) Device for discharging aggregate by rotary siphon from steam heating type drying cylinder, etc.
CN1156639A (en) Scraped agitated film gas-liquid mass transfer reactor
RU58380U1 (en) VORTEX GAS-DYNAMIC SEPARATOR
RU2376054C1 (en) Separator
US2891632A (en) Cyclone steam and water separator with whirl chamber cage in mixture inlet chamber
RU2346727C1 (en) Gas separator of vortex type
RU2780517C1 (en) Contact device for heat and mass exchanger
RU2579084C2 (en) Contact interaction between gas and fluid and device to this end
RU2359737C2 (en) Separator for fluid separation from gas flow
CN2229833Y (en) Concentric annular thin-plate packed rotating bed gas-liquid mass transfer reactor
RU2325939C2 (en) Vortex gasodynamic separator
SU1375275A1 (en) Separating member for multihydrocyclone
RU2477646C1 (en) Centrifugal separator
SU1681910A1 (en) Separation of aerosols
RU100426U1 (en) HORIZONTAL MASS TRANSFER APPARATUS
RU2311946C1 (en) Vortex type gaseous separator
RU89625U1 (en) COMPLEX OF EQUIPMENT FOR CLEANING AND COOLING OF EXHAUST GASES
RU2056893C1 (en) Heat- and mass-exchanging apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20090525

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180329