DE2622938A1

DE2622938A1 - Zweistufiger zyklonen-filter-abscheider

Info

Publication number: DE2622938A1
Application number: DE19762622938
Authority: DE
Inventors: Spartaco Berti
Original assignee: SnamProgetti SpA
Current assignee: SnamProgetti SpA
Priority date: 1975-05-23
Filing date: 1976-05-21
Publication date: 1976-12-02
Also published as: JPS51143960A; IT1038382B; ES448433A1; GB1537863A; DE2622938B2; NL7605429A; FR2311574B1; FR2311574A1; DE2622938C3

Description

"Zweistufiger Zyklonen-Fiiter-Abscheider"

Priorität: 23. 5. 1975, Italien, Nr. 23665-A/75

Die Erfindung betrifft einen zweistufigen Zyklonen-Filter-Abscheider für natürliche Gase, der einen außerordentlich großen Abscheidungswirkungsgrad von Verunreinigungspartikeln aus dem Gas aufweist, wobei sowohl feste als auch flüssige Partikeln von außerordentlich geringer Größe abgeschieden werden können.

Es sind grundsätzlich Zyklonen-Filter-Abscheider bekannt, diese bekannten Einrichtungen haben jedoch sowohl technische als auch wirtschaftliche Nachteile.

Bekannte Vorrichtungen zur Abscheidung von Verunreinigungen aus Gasen, wie sie normalerweise beispielsweise in einer Raffinerie verwendet werden, lassen sich in drei Arten einteilen:

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Vorrichtungen mit Filterelementen, als Zyklon ausgebildete Vorrichtungen und eine Kombination aus beiden oben genannten Typen. Alle diese Arten haben gemäß den obigen Ausführungen Mangel und erfordern' eine häufige Wartung.

Bei dem erstgenannten Typ von Vorrichtungen ist ein häufiges Austauschen der Filterelemente erforderlich, und es wird der Filterwirkungsgrad durch eine Verstopfung der Filter beträchtlich herabgesetzt. Bei dem zweiten Typ besteht zusätzlich zu einem Funktionsproblem weiterhin die Schwierigkeit, die Zyklonenpackung auszutauschen, weil die darin angebrachten Düsen die einzigen Bauteile sind, welche leicht ausgebraucht sind. Der Zyklon selbst ist nur in der Weise wirksam, daß verhältnismäßig große Partikeln abgeschieden werden, d.h. Partikeln oberhalb von 30 Mikron, während die feineren Partikeln und solche Partikeln, die kleiner sind als 5 Mikron, nur teilweise abgeschieden werden. IJm eine vollständige Filtration und ein reines Gas zu erhalten, wird gemäß der Erfindung eine Zyklon-Filter-Kombination vorgesehen, die spezielle Eigenschaften aufweist, wie nachfolgend im einzelnen beschrieben sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Abscheiden von festen und/oder flüssigen Verunreinigungen aus einem Gas der eingangs näher erläuterten Art zu schaffen, welche sich bei einfachem Aufbau und einfacher Wartung durch einen besonders guten Betriebswirkungsgrad auszeichnet.

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Zur Lösung der Erfindungsaufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist insbesondere der wesentliche Vorteil erreichbar, daß neben wirtschaftlichen und funktioneilen Verbesserungen gegenüber bekannten Einrichtungen der Austausch von Bauteilen außerordentlich stark erleichtert wird.

Weiterhin lassen sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter anderen folgende Vorteile erreichen: eine besonders wirksame Reinigung läßt sich dadurch erreichen, daß gemäß der Erfindung ein Zyklon vorgesehen ist, welcher mit einer austauschbaren Düse ausgestattet ist und welcher sich verjüngende, aufgerauhte oder gerändelte Strömungsbrecherstangen oder -stifte aufweist, welche die zusätzliche Aufgabe haben, Verunreinigungen abzuscheiden.

Die Überprüfung und die Wartung der Vorrichtung werden durch ein Schnellverschlußsystem stark erleichtert.

Durch die Anordnung von Gaseintritts- und Gasaustrittsöffnungen auf derselben horizontalen Achse wird ermöglicht, daß insbesondere in Eolonnenanordnungen in begrenztem Raum ein wesentlich besserer Zugang gewährleistet ist.

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Ein Faktor von außerordentlicher Bedeutung besteht darin, daß der erfindungsgemäße Zyklonen-Filter-Abscheider auch dann vollkommen störungsfrei und ordnungsgemäß arbeitet, wenn der Durchfluß unter den minimalen Betriebswert absinkt oder den maximalen Betriebswert überschreitet. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Verminderung des Durchflusses keine Abnahme in der Wirkung der Filtration durch die erste Filterstufe (Zyklon) bewirkt, da Elemente wie Strömungsbrecher und Spiralen entlang der Achse des Zyklonenauslaßrohres angeordnet sind, während die verminderte Geschwindigkeit des Fluides durch das Patronenelement eine verbesserte Filterwirkung mit sich bringt, da die Verunreinigungspartikeln in geringerer Menge ankommen und die Gasströmung nicht axial in das Filter eintritt, sondern vielmehr tangential und somit über einen größeren Bereich verteilt wird, so daß die Mengen der absorbierten Verunreinigung spar tike In dieselben sind, wodurch die Filter einen höheren Wirkungsgrad haben.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; ind dieser zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in der Fig. 1, Fig .3 einen Querschnitt entlang der Linie B-B in der Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt durch den Zyklon 12 und die Austrittsdüse 17 für die Verunreinigungen sowie durch den Weg der Verunreinigungen, wobei die Austrittsdüse 17 leicht austauschbar ist, indem sie von ihrem in spezieller Weise ausgebildeten Sitz abgeschraubt wird,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Zyklon entlang den Pfeilen A'-A^f, in welchem der Gaseinlaß in den Zyklon dargestellt ist und bei 18 die aufgerauhten konischen Strömungsbrecherstangen dargestellt sind, welche sowohl auf der Innenwand als auch auf der Außenwand des Zyklons angeordnet sind,

Fig. 6 einen Horizontalschnitt entlang der Linie C-C in der Fig. 4, und

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Mg. 7 einen Horizontalschnitt entlang der Linie D-D in
der Pig. 4.

Der erfindungsgemäße Abscheider besteht gemäß Fig. 1 iiw
wesentlichen aus einem zylindrischen Körper 1, aus einem
Einlaßstück 2 und einem Auslaßstück 3 für die Gase, aus
schnell verschließbaren Inspektrionsöffnungen 4-, die einander gegenüber angeordnet sind und im Bodenteil des Zylinders 1 liegen, durch welche auch ein Zugang zu den Düsen 17 besteht, weiterhin aus-einer schnell verschließbaren Öffnung 5, welche auf der Oberseite des Zylinders 1 angeordnet ist, um die Filterelemente 15 herausnehmen und warten zu können, aus Armaturen zum Einsetzen von Differentialmanometern mit doppelter Skala zur Überprüfung von ΛP* und zwar von der
ersten und der zweiten Stufe. An dem Zylinderboden ist ein Rohrbogen 6 angeordnet, welcher mit einem Absperrventil und einer öffnung 13' für den Austritt von "Verunreinigungen ausgestattet ist.

Im Inneren des Zylinders sind eine Trennwand 7* auf welcher die Zyklonen in vertikaler Position angeordnet sind, sowie
die Trennwand 8 vorgesehen, die ebenfalls die Funktion hat, Filterpatronen zu halten, und es ist weiterhin eine Trennwand 9 vorhanden.

Im Innenraum sind auch die Zyklonen 12 angeordnet, von denen jeder folgende Teile aufweist:

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einen zentralen Körper, der einen elliptischen Querschnittsumriß aufweist, wobei in den Fig. 5 und 6 bei A'-A¹ speziell vorgesehene Längsschlitze dargestellt sind, welche zur Einführung von Fluid dienen. Weiterhin eine Austrittsdüse 17₅ welche leicht austauschbar ist und unter dem Zyklonenhauptkörper angeordnet ist, weiterhin ein Rohr, welches koaxial zu den obigen Bauteilen angeordnet ist und dazu dient, Gas zu führen, wobei Filter sowohl im oberen als auch im unteren Teil dieses Rohres angeordnet werden können. Im Inneren des Rohres sind hingegen wendeiförmige Flächen angeordnet, die auf dem unteren Filter aufliegen und durch das obere Filter blockiert werden oder die wendeiförmigen Flächen sind mit speziellen Speichenhalteelementen befestigt, um eine zusätzliche Wirbelbewegung des Gases hervorzurufen, und somit eine zusätzliche Abscheidung von Verunreinigungspartikeln.

Schließlich sind Filter vorhanden, von welchen die endgültige Abscheidung von Partikeln unterhalb einer Größe von 3 Mikron herbeigeführt wird.

. Gemäß den obigen Ausführungen sind an der Außenseite des Zylinders öffnungen 2 und 3 für den Einlaß und den Auslaß von Gas angeordnet, der obere Deckel 5* welcher als Schnellverschluß ausgebildet ist, um einen Zugang zu den Filterelementen zu gewährleisten, die schnell verschließbaren öffnungen 4- für Prüfzwecke, einander gegenüber auf dem Bodenteil des Zylinders 1, sind weitere Bestandteile der Vorrichtung.

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Die Öffnungen 4 dienen auch dazu, einen schnellen Zugang zu den Düsen zu gewährleisten, so daß aufgebrauchte Düsen leicht ersetzt werden können.

Somit kann durch einfache Vorgänge bei geringen Kosten die Vorrichtung wieder instandgesetzt werden. Die Trennwände teilen den Zylinderkörper in verschiedene Kammern: die Bodenkammer 10 dient dazu, Verunreinigungen aufzunehmen, welche aus dem Gas mit Hilfe des Zyklons abgeschieden wurden, während die übrigen Kammern die Funktion haben, das Gas in verschiedenen Behandlungsstufen zu verteilen. Der Filter-Abscheider gemäß der Erfindung, wie er in der Fig. dargestellt ist, arbeitet folgendermaßen: durch die Einlaßöffnung 2, welche mit einem Absperrventil ausgestattet ist, tritt das zu reinigende Gas ein, und zwar in einer Querrichtung und gelangt in die Kammer 11, um nachfolgend den Zyklonen 12 zugeführt zu werden, und zwar entlang den Pfeilen gemäß Fig. 5 und 6. Die Zyklonen 12 erteilen dem Fluid eine spiralförmige Bewegung. Die Zentrifugalkraft, welche auf die Partikeln wirkt, hat die Tendenz, die Partikeln radial nach außen gegen die Innenwände des Zyklons zu schleudern, während sie auf einer spiralförmigen Wirbelbewegung dem Boden 10 zugeführt werden, und sie werden während der Wartung durch die Öffnung 4- abgeführt, die im Bodenteil des Zylinders 1 angeordnet ist, oder sie werden durch die Auslaßöffnung 13' abgeführt. Dasjenige Gas, welches noch nicht vollständig gereinigt ist, verläßt die Zyklonen, und es geht bei einer

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Aufwärtsbewegung aus der Oberseite der Röhren 13 hinaus, welche auch kegelstumpfförmig oder nach Art eines Venturi-Rohres ausgebildet sein können, und es können am Ende der Röhren mit öffnungen versehene Scheiben mit Hilfe von Schnellbefestigungselementen angeordnet oder angebracht sein, wie es in der Fig. 7 dargestellt ist. Im Inneren der Röhren 13 können ebenfalls wendeiförmige Flächen angeordnet sein, die auf den mit öffnungen versehenen unteren Scheiben aufliegen, und die wendeiförmigen Flächen können durch die oberen, mit öffnungen versehenen Scheiben gemäß der Darstellung in den Fig. 4- und 7 verriegelt sein. Solche Einrichtungen, d. h. mit öffnungen versehene Scheiben und wendeiförmige Flächen ermöglichen eine zusätzliche Abscheidung und Filtration während der Aufwärtsbewegung des Gases, welches noch Verunreinigungspartikeln enthält.

Das aus den Röhren 13 austretende Gas gelangt in die Kammer 14- und tritt schließlich in radialer Richtung in die Filter 15 ein, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist. Hier wird das Gas vollständig gereinigt, tritt aus dem Bodenteil des Filters aus und wird der Kammer 16 zugeführt, von wo das gereinigte Gas durch die Auslaßöffnung 3 abgeführt wird.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Zweistufiger Zyklonen-Filter-Abscheider, insbesondere zur Abscheidung von Verunreinigungspartikeln in fester und/oder flüssiger Form aus einem natürlichen Gas, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hauptzylinder vorgesehen ist, der eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung aufweist, daß die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung miteinander fluchten und daß schnell verschließbare Prüf- und Wartungsöffnungen vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum des' Hauptzylinders Trennwände vorgesehen sind, welche den Hauptzylinderkörper in eine Mehrzahl von Kammern unterteilen, welche die Funktion haben, das Gas während der verschiedenen Behandlungsstufen aufzunehmen und zu verteilen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Zyklonen als auch die Filterpatronen in einer vertikalen Position auf den Trennwänden angebracht sind.

4-, Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklonendüsen austauschbar sind.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß entlang den Röhren der Zyklonen wendeiförmige Flächen angeordnet sind und daß an den Enden der Röhren schraubbare Filter vorgesehen sind, welche eine große Maschenweite haben, so daß eine dritte Abscheidung von Verunreinigungen aus dem Gas gewährleistet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß sowohl auf der Innenwand als auch auf der Außenwand des Zyklons mit Gewinde, versehene, konische, aufgerauhte Stangen angeordnet sind, welche dazu dienen, eine zweite Verminderung von Verunreinigungspartikeln zu erreichen.

7· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase zwar nicht in der axialen Richtung, jedoch in der radialen Richtung eintreten, so daß dadurch eine größere Filteroberfläche gewährleistet ist.

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