RU2469770C1

RU2469770C1 - Separator for gas purification

Info

Publication number: RU2469770C1
Application number: RU2011126832/02A
Authority: RU
Inventors: Мансур Инсафович Фарахов; Марат Наильевич Ахлямов; Фархад Абдряуфович Байгузин; Руслан Робертович Нигматов; Ильяс Масгутович Шигапов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ"
Priority date: 2011-06-29
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2012-12-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: separator for gas purification contains case with branch pipes of unpurified gas input, purified gas output and liquid output, as well as gas-distributing device, above which installed are mesh drop eliminator and direct-flow drop eliminator with centrifuging separating elements. In separator direct-flow drop eliminator is located above mesh drop eliminator, and under mesh drop eliminator installed is distributor of liquid for irrigation of mesh drop eliminator, working in mode of ascending direct flow.

EFFECT: invention makes it possible to improve efficiency of gas purification with increase of rate factor in separator

at positive and negative temperatures of gas.

1 dwg

Description

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.The invention relates to the field of gas purification from impurities, mainly from various kinds of liquid media, and can be used for gas treatment in gas, gas production, oil, chemical and other industries.

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.A known separator for gas purification, comprising a housing with nozzles for inlet gas, gas outlet and liquid outlet, separation elements located on a plate equipped with a drain pipe, a cyclone is installed in the separator, the inlet of the gas inlet pipe of which is mounted in the cavity of the crude gas inlet, and the axial zone is connected to the end of the fluid drain pipe, see RU Patent No. 2147914, IPC8 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.The disadvantage of such a separator is the low efficiency of the separation of fine particles of liquid, associated with an insufficient coalescence surface, which is limited to the surface of centrifugal separation elements.

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.A known gas purifier separator comprising a vertical housing, an inlet chamber, a centrifugal separation stage arranged in series along the gas, including a plurality of parallel-flow cyclone elements and an inertial separation stage, the inertial separation stage is made in the form of a plate with longitudinal windows provided with inclined visors, this inertial separation elements are mounted vertically on the plate, the upper end adjacent to the visor, while the plate is equipped with hydrochloric pipe end connected to the liquid collection tank and the inlet of the separator chamber is provided with a swirling device, see. RU Patent №2056135, IPC 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.The disadvantages of the separator are the low cleaning efficiency at high speed factors in the separator

in which the liquid, which is accumulated on inertial separation elements, is picked up by the gas stream and carried out from the separator, as well as the inability of the separator to clean the gas at low gas temperatures (t≤0 ° C), at which the separation elements are iced up.

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.The closest in technical essence is a separator for gas purification, comprising a housing with nozzles for raw gas inlet, gas outlet and liquid outlet, and a gas distribution device and filter sections installed in the housing, the gas distribution device is made in the form of a truncated cone or a truncated pyramid expanding from the bottom up the input and intermediate sections of which guide rails with rectangular or square holes are installed, while the guide rails are made of flat mounted plates, the height of which is equal to the length of one of the sides of the square hole or the smaller side of the rectangular hole, while the inlet filter section is made in the form of a plate mounted above the raw gas inlet with direct-flow centrifugal separation elements and a gas distribution device placed under it, and the outlet the filtering section is made in the form of at least two collapsible plates located on top of one another with ring mesh nozzles, and between the plates E is a gas distribution grille cm. RU Patent №2252813, IPC 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.The disadvantages of the known separator is the low cleaning efficiency at high speed factors in the separator

at which choking of droplet eliminators with mesh nozzles occurs and leads to secondary droplet formation and removal of secondary droplets by a gas stream from the separator. Another disadvantage of the separator is the inability of the separator to clean the gas at low gas temperatures (t≤0 ° C), at which icing of droplet eliminators with mesh nozzles occurs.

Задачей изобретения является создание сепаратора, позволяющего улучшить эффективность очистки газа при увеличении фактора скорости в сепараторе The objective of the invention is the creation of a separator that improves the efficiency of gas purification with an increase in the velocity factor in the separator

при положительной и отрицательной температурах газа.

at positive and negative gas temperatures.

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.The technical problem is solved in that the separator for gas purification comprises a housing with nozzles for raw gas inlet, purified gas outlet and liquid outlet and a gas distribution device and above a mesh eliminator and a direct-flow eliminator with centrifugal separation elements, in which a direct-flow eliminator is located above the mesh a droplet eliminator, and a liquid distributor for irrigation of a mesh droplet eliminator operating in Rising bench forward flow.

Решение технической задачи позволяет улучшить эффективность очистки газа при увеличении фактора скорости в сепараторе

при положительной и отрицательной температурах газа.The solution to the technical problem improves the efficiency of gas purification with an increase in the velocity factor in the separator

at positive and negative gas temperatures.

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.The gas purifier separator comprises a housing 1 with raw gas inlet nozzles 2, a purified gas outlet nozzle 3 and a liquid outlet nozzle 4, and a gas distribution device 5 and above a mesh eliminator 6 and a direct-flow eliminator 7 with centrifugal separation elements 8, an in-line eliminator 7 located above the mesh drip eliminator 6, and under the mesh drip eliminator of the separator 6, a liquid distributor 9 is installed to irrigate the mesh drip eliminator operating in the ascending mode direct forward flow, see Figure 1.

Заявляемый сепаратор работает следующим образом.The inventive separator operates as follows.

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.The crude gas is supplied through the raw gas inlet 2 to the gas distribution device 5, in which a partial separation of the droplet liquid from the gas stream takes place and evenly distributes the gas stream over the cross-section of the separator. Next, the gas stream enters the mesh droplet eliminator 6, under which a liquid distributor 9 is installed to irrigate the mesh calve eliminator, operating in the upward flow mode. With speed factors

there is a choking of the mesh droplet eliminator and entrainment of liquid from it by a gas stream. In the flooding mode, the surface of the gas-liquid layer increases significantly, which intensifies the process of droplet deposition from the gas stream, and the drip trap irrigation allows the cleaning process to be carried out in the flooding and entrainment mode even with a small liquid content in the gas stream. Secondary droplets are formed on the upper surface of the mesh droplet eliminator 6, the size of which is significantly larger than the droplets contained in the crude gas. Secondary droplets are picked up by a gas stream and sent to a direct-flow droplet eliminator 7 located above the mesh droplet eliminator 6 and provided with centrifugal elements 8. In centrifugal elements 8, secondary droplets of liquid are separated from the gas stream by centrifugal forces. The separated liquid is discharged through pipes to the lower part of the separator and is discharged through pipe 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.As the irrigation liquid for the mesh cage trap 6, for example, pure water at a positive temperature of the gas stream or a water-methanol solution at a temperature of gas at a negative or close to 0 ° C temperature, which prevents ice formation in the mesh and in-line drip catchers, can be used.

Как показали исследования, заявляемый сепаратор позволяет эффективно очищать газ при увеличении фактора скорости в сепараторе

как при положительной, так и при отрицательной температурах газа.As studies have shown, the inventive separator allows you to effectively clean the gas while increasing the speed factor in the separator

both at positive and at negative gas temperatures.

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.The quality control of the purified gas after the separator was carried out by measuring the entrainment of the dispersed phase in the gas stream, see RU Patent No. 2396553, IPC G01N 25/56 (2006.01), 2010. This method confirmed the effectiveness of the claimed object.

Таким образом, заявляемая конструкция сепаратора позволяет эффективно очищать газ при увеличении фактора скорости в сепараторе

как при положительной, так и при отрицательной температурах газа.Thus, the inventive design of the separator allows you to effectively clean the gas while increasing the speed factor in the separator

both at positive and at negative gas temperatures.

Заявляемый объект прошел промышленные испытания и подтвердил эффективность осушки газа при факторе скорости в сепараторе, равном 6.The inventive object has passed industrial tests and confirmed the efficiency of gas dehydration with a velocity factor in the separator equal to 6.

Claims

A gas purifier separator comprising a housing with nozzles for raw gas inlet, purified gas outlet and liquid outlet and a gas distribution device and above a mesh eliminator installed in the housing, and a direct-flow eliminator with centrifugal separation elements, characterized in that the direct-flow eliminator is located above the mesh eliminator, and under the mesh droplet eliminator there is a liquid distributor for irrigation of the mesh droplet eliminator operating in the upward flow mode.