CS233073B1

CS233073B1 - Equipment for drop separation from gas stream

Info

Publication number: CS233073B1
Application number: CS328283A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Beranek; Jan Pavlicek
Original assignee: Frantisek Beranek; Jan Pavlicek
Priority date: 1983-05-10
Filing date: 1983-05-10
Publication date: 1985-02-14

Abstract

Vynález se týká separace kapek z proudu stlačeného plynu. Ředí uspořádání separační vestavby s horizontálně protékanými lamelovými áeparačnimi vrstvami tak, že prvky vestavby a stěna nádoby uzpůsobují část vstupního prostoru, přilehlou ke vstupním povrchům separačních vrstev do tvaru vstupních kanálů, jejichž průřez se zmenšuje ve směru toku plynu a část výstupního prostoru do tvaru výstupních kanálů, jejichž průřez se zvětšuje ve směru toku plynu. Osy kanálů mají horizontální polohu a svírají s přilehlými povrchy separačních vrstev úhel menši než 60°.The invention relates to the separation of droplets from a stream of compressed gas. Thin order separation installations with horizontal flowing lamellar aeparation layers so that the elements of the built-in and the wall the containers accommodate a portion of the entrance space adjacent to the separation surfaces layers into the shape of input channels whose cross section decreases in the direction gas flow and part of the exit space into the shape of the outlet channels whose cross section increases in the direction of gas flow. Axes channels have a horizontal position and clamp with adjacent surfaces of the release layers angle less than 60 °.

Description

Vynález se týká zařízení pro odloučení kapek z proudu plynu, které obsahuje separační vestavbu s horizontálně protékanými lamelovými separačními vrstvami, u kterých se řeší uspořádání separační vestavby pro vytvoření vstupních a výstupních kanálů účinného tvaru»BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a device for separating droplets from a gas stream, comprising a separator assembly with horizontally flowing lamellae separating layers, in which an arrangement of the separator assembly for forming inlet and outlet channels of effective shape is solved.

Je známo zařízení pro odloučení kapek z proudu plynu, obsahující separační vestavbu s jednou jednoduchou nebo dělenou přibližně horizontálně protékanou lamelovou separační vrstvou, která rozděluje vnitřní prostor nádoby na vstupní prostor a výstupní prostor, přičemž do vstupního a výstupního prostoru jsou zaústěna vstupní a výstupní hrdla nádoby tak, že jejich osy jsou kolmé ke vstupnímu, případně k výstupnímu povrchu lamelové separační vrstvy, přičemž u dělené separační vrstvy jsou její sekce uspořádány v jedné rovině nad sebou. Dále jsou známa zařízení se separační vestavbou, která nemají vstupní hrdlo, ale jejich vstupní prostor je přímo propojen s prostorem nádoby, která obsahuje jiné vestavby, předřazené separační vestavbě. V těchto zařízeních je plyn přiváděn do lamelové separační vrstvy podél jejího vstupního povrchu ve směru svislém. Ve zvláštních případech se řeší usměrnění toku do směru kolmého k průtočnému průřezu separační vrstvy propustnou přepážkou, předřazenou před celou plochu vstupního průřezu a vytvořenou jako soustava lopatek nebo výřezů. Nevýhodou známých zařízení je především nerovnoměrné rozdělení proudu plynu, přiváděného na vstupní průřez separační vrstvy. Ve vstupních hrdlech bývá vysoká rychlost , překračující Často 30 m/s, zatímco dovolená rychlost průtoku lamelovou separační vrstvou je v závislosti na hustotě plynu 10-2 m/s a velikost prostoru mezi hrdlem a vstupním povrchem separační vrstvy obvykle neumožňuje použití účJnného systému rozváděčích lopatek, nehledě na to, žeA device for separating drops from a gas stream is known, comprising a separator installation with one single or divided approximately horizontally flowing lamella separating layer which divides the interior of the vessel into an inlet and an outlet space, with inlet and outlet ports opening into the inlet and outlet ports. such that their axes are perpendicular to the inlet or outlet surface of the lamella separating layer, and in the case of the separating separating layer, its sections are arranged one above the other. Furthermore, separation device devices are known which do not have an inlet throat, but their inlet space is directly interconnected with a vessel space which contains other inclusions prior to the separation device. In these devices, the gas is fed to the lamella separation layer along its inlet surface in a vertical direction. In special cases, the flow is directed in a direction perpendicular to the flow cross-section of the separating layer through a permeable baffle upstream of the entire inlet cross-sectional area and formed as a system of blades or slots. A disadvantage of the known devices is, in particular, the uneven distribution of the gas stream supplied to the inlet cross-section of the separation layer. There is a high velocity in the inlet orifices, often exceeding 30 m / s, while the permissible flow velocity through the lamella separation layer is 10-2 m / s depending on the gas density, and the size of the space between the orifice and inlet surface of the separator layer usually apart from that

233 073233 073

- 2 lopatková mříž v místě vysoké rychlosti má obvykle nepřípustnou tlakovou ztrátu. Nerovnoměrné rozdělení průtoku plynu separační vrstvou vede ke snížení účinnosti zařízení únosem v místech překročení kritické únosové rychlosti a snížením odlučivosti v místech s nízkou rychlostí plynu. U zařízení, ve kterých je plyn přiváděn ke vstupnímu povrchu separaČní vrstvy ve svislém směru podél jejího povrchu, může při vyšší průtočné rychlosti plynu vrstvou docházet ke strhávání z hladiny ve vaně, do které je svazek lamel ponořeno Společnou nevýhodou známých zařízení, užitých pro velké množství plynu při zvýšeném tlaku, jsou velké rozměry tlakové nádoby a nízké využití tlakového prostoru.- 2 blade grilles at high speed usually have an unacceptable pressure drop. Uneven distribution of the gas flow through the separation layer leads to a reduction in the efficiency of the device by hijacking at locations where the critical hijacking speed is exceeded and by reducing the separation at low gas velocities. In devices in which the gas is supplied to the inlet surface of the separation layer vertically along its surface, at a higher gas flow rate through the layer, entrainment may occur from the surface in the tub into which the lamella bundle is submerged. gas at elevated pressure, large pressure vessel dimensions and low pressure space utilization.

Podstata zařízení pro odloučení kapek z proudu plynu podle vynálezu spočívá v tom, že prvky separační vestavby nebo/a stěna nádoby uzpůsobují část vstupního prostoru přilehlou k vstupnímu povrchu lamelových separačních vrstev do tvaru vstupních kanálů, jejichž průtočný průřez se s rostoucí vzdáleností od jejich ústí zmenšuje, nebo/a část výstupního prostoru přilehlou k výstupnímu povrchu lamelových separačních vrstev do tvaru výstupních kanálů, jejichž průřez se s ubývající vzdáleností od jejich ústí zvětšuje. Podélné osy vstupních a výstupních kanálů mají přibližně horizontální polohu a svírají s přilehlými povrchy lamelových separačních vrstev úhel menší než 60°. Stěny vstupních kanálů jsou tvořeny buá stěnou nádoby, nebo přepážkami separační vestavby,případně obě boční stěny jsou tvořeny vstupními povrchy sousedních lamelových separačních vrstev. Zejména pro velké množství odlučované kapaliny je výhodné uspořádat lamely separačních vrstev tak, aby směry jejich šikmých vstupních částí svíraly se směrem vstupního povrchu lamelové vrstvy při jejich orientaci ve smyslu příslušných toků plynu úhel větší než 90°.The essence of the device for separating the droplets from the gas stream according to the invention is that the separator installation elements and / or the container wall adapt the part of the inlet space adjacent to the inlet surface of the lamella separating layers into the inlet channels whose flow cross section decreases with increasing distance from their mouth or / and a portion of the outlet space adjacent to the outlet surface of the lamella separating layers in the form of outlet channels whose cross-section increases as the distance from their mouth increases. The longitudinal axes of the inlet and outlet channels are approximately horizontal and form an angle of less than 60 ° with adjacent surfaces of the lamella separating layers. The walls of the inlet ducts are formed either by the vessel wall or by the separating wall partitions, or both side walls are formed by the entrance surfaces of adjacent lamella separating layers. Particularly for a large amount of liquid to be separated, it is advantageous to arrange the slats of the separating layers so that the directions of their oblique inlet portions are at an angle of greater than 90 ° with respect to the respective gas flows in the direction of the inlet surface of the slat.

Výhody zařízení pro odloučení kapek z proudu plynu podle vynálezu spočívají v tom, že vstupní a výstupní kanály odstíní vstupní průřez lamelových separačních vrstev proti dyna mickému účinku plynu, přiváděného vysokou rychlostí do vstupního prostoru, zrovnoměrňují nátok na paralelní separační vrstvy a usměrňují tok plynu na vstupu, případně i na výstupu ze separačních vrstev tak, že v celém vstupním a výstupním· průřezu má rychlost plynu stejný směr a velikost. VhodnouAdvantages of the droplet separation device according to the invention are that the inlet and outlet ducts shield the inlet cross-section of the lamellar separation layers against the dynamic effect of the gas supplied at high velocity to the inlet space, streamline the inlet to the parallel separation layers and stream the gas flow at the inlet or at the outlet of the separating layers so that the gas velocity has the same direction and size throughout the inlet and outlet sections. Appropriate

233 073233 073

- 3 orientací polohy lamel v separační vrstvě se dosahuje na vstupu dalšího přídavného ohybu proudu plynu, kterým se účinně odloučí kapky již na vstupních částech lamel. Tím dochází k od' lehčení jejich dalších části od velkého množství kapaliny,snižuje se únos z jejich stěn a tím se zvyšuje účinnost separační vrstvy při vysoké průtočné rychlosti plynu, U vstupních kanálů, jejichž jedna boční stěna je tvořena přepážkou, jsou separační vrstvy odlehčeny i o velké množství kapaliny, která se odloučí na této stěně a je svedena mimo separační vrstvu, Září zení pro odloučení kapek podle vynálezu umožňuje lepší využití prostoru tlakové nádoby a dovoluje navrhovat odlučovače pro velká množství stlačeného plynu.- 3 orientation of the lamellas position in the separating layer is achieved at the inlet of another additional bend of the gas stream, which effectively separates the drops already on the inlet parts of the lamellas. This removes their other portions from a large amount of liquid, reduces their wall drainage and thereby increases the efficiency of the separation layer at a high gas velocity. For inlet ducts whose side wall is formed by a partition, the separation layers are also relieved The large amount of liquid that separates on this wall and is led away from the separation layer. The droplet separation apparatus of the invention allows better use of the pressure vessel space and allows the design of separators for large amounts of compressed gas.

Příklady provedení zařízení pro odlučování kapek z proudu plynu, která obsahují separační vestavbu s jednou, nebo několika paralelně zapojenými lamelovými separačními vrstvami jsou schematicky znázorněny na připojených výkresech, kde na obr.1 je znázorněn půdorys podélného řezu zařízením s jednou horizontálně protékanou lamelovou separační vrstvou se vstupním a výstupním kanálem, na obr.2 je znázorněn půdorys podélného řezu zařízením se čtyřmi paralelně řazenými separačními vrstvami se dvěma společnými vstupními kanály, jedním společným výstupním kanálem a dvěma samostatnými výstupními kanály, na obr,3 je znázorněn půdorys podélného řezu zařízením se dvěma paralelně řazenými separačními vrstvami se samostatnými vstupními a výstupními kanály, na obr,4 je znázorněn půdorys podélného řezu zařízením se dvěma paralelně řazenými separačními vrstvami, které máji společný vstupní kanál a samostatné výstupní kanály,Exemplary embodiments of a device for separating drops from a gas stream comprising a separator installation with one or more parallel connected lamellae separating layers are schematically shown in the attached drawings, where Fig. 1 shows a plan view of a longitudinal section of the device 2 is a plan view of a longitudinal section through a device with four parallel-spaced separation layers with two common inlet channels, one common outlet channel and two separate outlet channels; FIG. 3 shows a plan view of a longitudinal section through a device with two parallel Fig. 4 shows a plan view of a longitudinal section through a device with two parallel-separated separation layers having a common inlet and outlet Analog and separate output channels

V nádobě 14 s horizontální podélnou osou (obr,l) je umístěna separační vestavba J obsahující horizontálně protékanou lamelovou separační vrstvu 4. Separační vestavba 2 rozděluje vnitřní prostor nádoby 14 na vstupní prostor 1 a výstupní pros tor 2, přičemž její prvky uzpůsobují část vstupního prostoru 1 do tvaru vstupního kanálu 8, jehož boční 3těny jsou tvořeny vstupním povrchem 5, lamelové separační vrstvy a přepážkou 12 a část výstupního prostoru 2 do tvaru výstupního kanálu 2, jehož boční stěny jsou tvořeny výstupním povrchem 6 lamelové separační vrstvy J. a přepážkou 12, Vstupní kanál 8 je zaústěn do svislého žlabu 10 pro odvod kapaliny, který je· vytvořen p-lIn the container 14 with the horizontal longitudinal axis (FIG. 1) there is a separator assembly J comprising a horizontally flowing lamella separation layer 4. The separator assembly 2 divides the interior space of the container 14 into the inlet space 1 and the outlet space 2, its elements adjusting part of the inlet space 1 into the shape of the inlet channel 8, whose side walls are formed by the inlet surface 5, the lamella separation layer and the partition 12 and a part of the outlet space 2 into the shape of the outlet channel 2, the side walls are formed by the exit surface 6 The inlet channel 8 is connected to a vertical liquid discharge trough 10 formed by pl

- 4 233 073 zadní straně vstupního povrchu 11 lamelové separační vrstvy Průřez vstupního kanálu 8 se s rostoucí vzdáleností od vstupního ústí u zmenšuje, průřez výstupního kanálu 2 ^{ae 3} ubývající vzdáleností od výstupního ústí 16 zvětšuje, přičemž podélné osy 15 vstupního kanálu 8 a výstupního kanálu 2 mají horizontální polohu a svírají s přilehlými povrchy lamelových separačních vrstev 4 úhel menší než 60°. Lamely 2 lamelové separační vrstvy 4 jsou umístěny tak, že úheloC, který svírají směry šikmých vstupních částí lamel 2 ^se směrem vstupního povrchu 2 lamelové separační vrstvy 2, je při jejich orientaci ve smyslu příslušných toků plynu větší než 90°.The cross section of the inlet channel 8 decreases with increasing distance from the inlet orifice, the cross section of the outlet channel 2 ^{and e 3} decreases with the distance from the outlet orifice 16, with the longitudinal axes 15 of the inlet channel 8 and the outlet channel. 2 have a horizontal position and make an angle of less than 60 ° with adjacent surfaces of the lamella separating layers 4. The lamellae 2 of the lamellae separating layer 4 are positioned such that the angle θ formed by the directions of the inclined inlet portions of the lamellae 2 ^{with the} direction of the inlet surface 2 of the lamellae separating layer 2 is greater than 90 °.

Separační vestavba 2 (obr.2) umístěná v nádobě 14 s horizontální podélnou osou obsahuje čtyři horizontálně protékané lamelové separační vrstvy £ řazené paralelně, přičemž dvě dvojice lamelových separačních vrstev £ mají společné vstupní kanály 8, jejichž boční stěny jsou tvořeny jejich vstupními povrchy 2, jedna dvojice má společný výstupní kanál 2t jehož boční stěny jsou tvořeny jejich výstupními povrchy 6 a dvě lamelové separační vrstvy J, mají samostatné výstupní kanály 2» jejichž jedna boční stěna je tvořena stěnou nádoby 14. Vstupní kanály 8 jsou zaústěny do svislého žlabu ip pro odvod kapaliny. Podélné osy 15 vstupních kanálů 8 a výstupních kanálů 2 svírají s přilehlými povrchy lamelových separačních vrstev 2 úhel menší než 60°.The separator assembly 2 (FIG. 2) disposed in a container 14 with a horizontal longitudinal axis comprises four horizontally flowing lamellae separating layers arranged in parallel, two pairs of lamellae separating layers having common inlet channels 8, the side walls of which are formed by their inlet surfaces 2, one pair has a common outlet channel 2t whose side walls are formed by their outlet surfaces 6 and two lamellae separating layers J, have separate outlet channels 2 whose one side wall is formed by the container wall 14. The inlet channels 8 are connected to a vertical channel ip for discharge liquid. The longitudinal axes 15 of the inlet channels 8 and the outlet channels 2 form an angle of less than 60 ° with the adjacent surfaces of the lamella separating layers 2.

Separační vestavba 2 (obr.3), umístěná v nádobě 14 8 horizontální podélnou osou, obsahuje dvě paralelně řazené separační. lamelové vrstvy 2, jejichž vstupní povrchy 2 jeou rovnoběžné. Boční stěny vstupních kanálíi 8 a výstupních kanálů 2 jsou tvořeny přepážkou 12.The separator assembly 2 (FIG. 3), disposed in the vessel 14 8 by the horizontal longitudinal axis, comprises two parallel separator assemblies. the lamella layers 2, whose entrance surfaces 2 are parallel. The side walls of the inlet ducts 8 and the outlet ducts 2 are formed by a partition 12.

V nádobě 14 s horizontální podélnou osou (obr.4) je umístěna separační vestavba 2 ^se úvěrná paralelně řazenými horizontálně protékanými lamelovými separačními vrstvami 2, jejichž vstupní povrch 2 tvoří boční stěny společného vstupního kanálu 8 a výstupní povrchy 6 se stěnou nádoby 14 tvoří boční stěny samostatných výstupních kanálů Vstupní kanál 8 je zaústěn do žlabu 10 pro odvod kapaliny.In the vessel 14 with the horizontal longitudinal axis (Fig. 4) there is a separator assembly 2 ^with credit parallel horizontal-flow lamella separating layers 2, whose inlet surface 2 forms the side walls of the common inlet channel 8 and the outlet surfaces 6 with the wall 14 Separate outlet ducts The inlet duct 8 is connected to a liquid discharge trough 10.

Plyn s obsahem kapek, přiváděný do vstupního prostoru 1, se rovnoměrně rozděluje do jednotlivých paralelně řazených sekcí separační vestavby 2° ^v těchto sekcích vstupuje plynThe gas containing the droplets supplied to the inlet space 1 is evenly distributed to the two parallel sections of the separator installation 2 ° ⁱⁿ which the gas enters

233 073233 073

- ₅ vstupním ústím 13 do vstupního kanálu 8, protéká jím podél vstupního povrchu £ lamelové separační vrstvy do které vstupuje se změnou směru větší než 90° danou sklonem a orien tací šikmých vstupních částí lamel ]_<> Po průchodu lamelovou separační vrstvou 4 prochází vyčištěný plyn výstupním kanáT lem 2 přes výstupní ústí 16 do výstupního prostoru 2« Část kapaliny obsažené v plynu, která se odloučí již na stěnách vstupního kanálu 8, je svedena žlabem 10, vytéká do vstupního prostoru 1 a je odváděna z nádoby 14 vývodem pro odvod kapaliny. _{5 through the} inlet opening 13 into the inlet channel 8, flows through it along the inlet surface 6 of the lamella separation layer into which it enters with a direction change greater than 90 ° due to the inclination and orientation of the inclined inlet portions of the lamellae. gas through the outlet duct 2 through the outlet orifice 16 into the outlet space 2. A portion of the liquid contained in the gas which is already separated on the walls of the inlet channel 8 is led through the trough 10, flows into the inlet space 1 and is discharged from the vessel 14 through a liquid outlet .

Claims

A device for separating drops from a gas stream, comprising a separator assembly having one or more parallelly connected approximately horizontally flowing lamellar separating layers, which is disposed in a vessel, the interior of which divides into an inlet space and an outage-free means marked by the separator installation elements. (3) or / and the container wall (14) accommodates a portion of the inlet space (1) adjacent the inlet surface (5) of the lamella separation layers (4) into the shape of the inlet channels (8) whose flow cross-section increases ) decreases and / or a portion of the outlet space (2) adjacent to the outlet surface (6) of the lamella separating layers (4) in the form of outlet channels (9) whose cross-section increases with decreasing distance from their mouths (13); ) the input channels (8) and / or the output channels (9) have approximately horizontal They form an angle (3) less than 60 ° with adjacent surfaces of the lamella separating layers (4).

2o Device according to claim 1, characterized in that one side wall of the at least one inlet duct (8) or the outlet duct (9) is formed by a partition (12) or a container wall (14) »

Device according to claim 1, characterized in that at least two adjacent lamella separating layers (4) have a common inlet channel (8) whose side walls are formed by their inlet surfaces (5) or a common outlet channel (9) whose side walls are formed by their exit surfaces (6).

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the inlet channel (8) opens at an rear side (11) of the inlet surface (5) of the lamella separation layer (4) into an approximately vertical channel (10) for draining the liquid.

Device according to claim 1, characterized in that the angle (° C) between the inclined inlet portions of the slats (7) and the direction of the inlet surface of the slat (5) is greater than 90 ° when oriented in terms of respective gas flows.

- 7 233 073

6. Device according to claim 1, characterized in that the inlet space (1) is provided with an outlet for draining of liquid adhered to its walls.