HU184775B - Gas-purifiing apparatus for removing liquide and solide impurities, and for inhibiting production of ice or hydrates - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya gáztisztító berendezés a gázban lévő folyékony és szilárd szennyezések eltávolítására, valamint a jég, illetve hidrátképződés megakadályozására. A találmány célja a nyomáscsökkentő szelep utáni jég és hidratkiválást megakadályozó berendezés létrehozása, amely egyben a gáz szilárd és folyékony szennyeződésektől való megtisztítását is elvégzi . A találmány szerint a fenti célt azáltal érjük el, hogy a nagynyomású gázt önmagában ismert örvénycsőbe vezetjük, amelynek egyik végén kúpos szelepe van. Az örvénycsőből kiáramló nagy energiatartalmú gázzal az örvénycső külső palástját melegítjük a kiválások megelőzése érdekében. A szennyeződések leválasztására az örvénycsőben terelő elem van elhelyezve és megfelelő elvezető nyílások vannak kialakítva. -1-

Description

A találmány tárgya gáztisztító berendezés a gázban lévő folyékony és szilárd szennyezések eltávolítására, valamint a jég, illetve hidrátképződés megakadályozására. Hasonló célra tehát gáz tisztítására, illetve a jég, valamint hidrátképződés megakadályozására már ismeretesek eljárások és berendezések.

A gázok szilárd szennyeződéstől való megtisztítását általában úgynevezett szűrőszeparátorokkal végzik, amelyek hatékonyan eltávolítják a szennyeződéseket, de a szennyeződés lerakódásának mértékétől függően növekszik rajtuk a nyomásesés. Tisztításukhoz, illetve a szűrőelem cseréjéhez általában üzemleállás szükséges. Ajég, illetve hidrátképződés veszélye különösen a gázátadó állomások nyomáscsökkentő szelepeinél áll fenn. A távvezetékek végpontjain ugyanis a nyomás jelentős mértékben meghaladja a fogyasztói hálózatban biztosítandó nyomást. Ily módon a gázátadó állomások nyomáscsökkentő szelepeiben jelentős expanziónak kell létrejönnie a szükséges nyomásredukció biztosítása érdekében. Ez jelentős mértékű lehűléssel jár együtt, amely közben jégkiválás, illetve az adott nyomáson stabil szilárd fázisú földgázhidrát keletkezhet. A hidrát- vagy jégszemcsék a szelepben lerakódva csökkentik az áramlási csatorna keresztmetszetét és ezáltal üzemzavarokat okozhatnak.

Ajég- és hidrátképződés megakadályozása, illetve a lerakódás kiküszöbölése érdekében elterjedt megoldás a szelepek házának kívülről történő fűtése. Ez azonban csak kis teljesítményű gázátadó állomásokkal valósítható meg, mert a hőátadó felület kicsi.

További ismert megoldásnál a gáz egész térfogatát a nyomáscsökkentő szelep előtti hőcserélőben olyan hőmérsékletre melegítik fel, hogy az expanzió közben bekövetkezett hőmérsékletesés szilárd fázis (jég, földgázhidrát) kiválás létrejöttét ne tegye lehetővé. Ezt földgázátadó állomások esetén úgy valósítják meg, hogy a földgáz egy részét elégetik és ezzel melegítik a gázáramot.

A jég és hidrátképződés kiküszöbölésére irodalmi hivatkozásokból ismeretes olyan megoldás, hogy a jég- és hidrátképződésű feltételek létrejötte örvénycső alkalmazásával elkerülhető. Ennek magyarázata, hogy az örvénycsőben örvénylő közeg energiatartalma a sugár függvényében változó, az örvénycső belseje felé csökken. Az örvénycsőben az örvénylés által létrehozott centrifugális erő a kondenzált fázisú részecskéket eltávolítja az alacsony hőmérsékletű felületek közeléből és az alacsony hőmérsékletű térrészekből, és így összefüggő szilárd fázis kialakulni, illetve lerakódni nem tud. Ez a megoldás alkalmas a jég és hidrátképződés megakadályozására megfelelő méretezés esetén, de nem különíti el a gázáramban lévő szilárd és folyékony szennyezéseket (port, vizet és gazolint stb.).

Összefoglalóan megállapítható, hogy az ismert berendezések nem alkalmasak a nyomáscsökkentő szelep utáni jég- és gázhidrát kiválás, valamint a gáztisz.títás egyidejű, egy lépcsőben történő megvalósítására.

A találmány célja a nyomáscsökkentő szelep utáni jég- és hidrátkiválást megakadályozó berendezés létrehozása, amely egyben a gáz szilárd és folyé2 kony szennyeződésektől való megtisztítását is elvégzi.

A találmány szerinti gáztisztitó berendezés a jeges gázhidrátképződést üzembiztosán meggátolja és egyidejűleg a szilárd és folyékony szennyeződés jelentős részét a gázból eltávolítja.

A találmány feladata a csővezetékekből, ülepítő tartályokból, egyéb ismert gáztechnikái elemekből és gáztisztító centrifugából álló gáztisztító berendezés oly módon történő kialakítása, hogy az a jég és hidrátképződési feltételek kialakulásának megakadályozásával együtt a gáz tisztítására is alkalmas legyen.

A találmány szerint a fenti feladatot oly módon o’djuk meg, hogy a gáztisztító centrifuga hengeres csőből, ehhez érintőlegesen csatlakozó fúvókából, a hengeres csőhöz koncentrikusan csatlakozó, és tengelye mentén longitudinálisán elmozdítható kúpból, a hengeres cső ellentétes végén koncentrikusan elhelyezett csőből, a hengeres cső és a hozzá csatlakozó kúp által létrehozott szűkület után kialakított gázkivezetö nyílásból, a hengeres cső körül kialakított fűtőköpenyből, a hengeres csőben elhelyezett terelő elemből és ezen folyadékterelő elem előtt a hengeres cső palástján kiképzett nyílással közlekedő folyadék elvezető csőtoldatból áll.

A találmány szerinti gáztisztitó berendezés előnyös kiviteli alakjánál a fúvóka hengeres csőre merőleges síkja és a kúp közötti távolság a hengeres cső belső átmérőjének 15-szöröse és 40-szerese közé esik.

A találmány szerinti gáztisztító berendezés további előnyös kiviteli alakjánál a hengeres cső belső átmérője és a terelő elem belső átmérője közötti különbség 3-7 milliméter.

A találmány szerinti gáztisztitó berendezés további előnyös kiviteli alakjánál a hengeres csőhöz csatlakozó perdítő kamra palástján folyadékelvezető furat van kialakítva, amely a hengeres csövet a fúvókánál tengelyre merőlegesen metsző síktól a hideg gázt elvezető csővezeték felé esik.

A találmányt az alábbiakban a mellékelt rajzokon levő ábrák alapján részletesebben ismertetjük.

Λ rajzokon az 1. ábra a találmány szerinti gáztisztító berendezés elvi rajza, a 2. ábra a találmány szerinti gáztisztító berendezésben alkalmazott gáztisztító centrifuga részmetszete.

.Az 1. ábrán látható, hogy az 1 távvezeték a 33 gáztisztitó centrifugához csatlakozik. Ugyancsak a 33 gáztisztító centrifugával van csővezetékkel öszszekötve 6 önműködő nyomásszabályozó szelep is, amely a 33 gáztisztító centrifuga utáni nyomást a fogyasztói hálózatban megkívánt értéken stabilizálja. A gáztisztító centrifuga 23 csőtoldata és 29 furata 4 és 5 kézi szabályozó szelepeken keresztül közös csővezetéken át 9 és 10 bevezető gömbcsapokhoz, ezek pedig 7 és 8 ülepítő tartályokhoz vannak csatlakoztatva. A 7 és 8 ülepítő tartályok felső részéhez csővezetékeken át 11 és 12 gázelvezető gömbcsapok vannak csatlakoztatva, amelyek közös csővezetékkel a 33 gáztisztító centrifugát és a 6 önműködő nyomásszabályozó szelepet összekötő egyik csővezetékhez csatlakoznak. A 9 és 10 bevezető gömbcsapok csatlakozási helye alatt a 7 ί

és 8 ülepítő tartályokhoz 26 és 27 folyadékszint szabályozó szelepek csatlakoznak. A 7 és 8 ülepítő tartályok alsó részéhez 13 és 14 szilárd anyag ürítő csapok vannak csatlakoztatva. A 33 gáztisztitó centrifuga· 31 gázelvczető nyílása csővezetékkel ugyancsak a 33 gáztisztitó centrifugát és a 6 önműködő nyomásszabályozó szelepet összekötő csővezetékhez van csatlakoztatva.

A találmány szerinti gáztisztitó berendezés működését a 2. ábrán ábrázolt gáztisztító centrifuga működésével együtt ismertetjük.

A 2. ábrán látható 33 gáztisztító centrifuga 2 hengeres csőből, 3 kúpból, 15 fúvókából, 16 perdítő kamrából, 17 csővezetékből, 18 és 19 karimákból, 20 örvénycső falból, 21 fűtőköpenyből, 22 folyadékgyűjtő gyűrűből, 23 csőtoldatből, 24 karimából, 25 diffúzorbóí, 28 gázkivezető nyílásból, 29 folyadékelvezető furatból, 30 gázbevezető nyílásból, 31 gázelvezető nyílásból, 32 terelő elemből áll.

Az I távvezetéken érkező nagy nyomású gáz a 15 fúvókán keresztül a 16 perdítő kamrába kerül. Ebben és a 2 hengeres cső terében örvénylő gáztér alakul ki, amelynek szilárd és folyékony halmazállapotú szennyeződései a gáztér magasabb energiatartalmú fal közeli részébe sodródnak a centrifugális erő hatására. A 2 örvénycső öelső teréből az alacsony energiatartalmú hideg gáz a 17 csővezetéken keresztül, a magasabb energiatartalmú meleg gáz pedig a 24 karima és a 3 kúp által alkotott szeieprésen áta~25ú3iffúzorbelsőterébe7majd innen a 28 gázkivezető nyíláson és a 30 gázbevezető nyíláson keresztül a 21 fütőköpenvbe távozik. A 21 fűtőkőpenyből a gáz a 31 gáz.elvezető nyíláshoz csatlakoztatott csővezetéken keresztül a 6 önműködő nyomásszabályozó szelephez vezetett 17 csővezetékbe csatlakozik.

A 21 fűtőköpenyben áramló meleg gáz a 2 hengeres cső 20 örvénycsö falát fűti és így a gázban levő folyadék a 20 örvénycső falra szilárd fázisban nem rakódik le. A 3 kúp felé áramló nagy energiatartalmú gázban lévő szilárd és folyékony szennyeződéseket (a gáz egy részével együtt) a 32 terelő elem 22 folyadékgyűjtő gyűrűn át a 23 csőtoldaton keresztül a kezelő szervek állásától függően a 7, 8 ülepítő tartályok valamelyikébe tereli. Ugyanide kerül a 16 perdítő kamrában felgyűlt szennyező anyag is, amely a 29 folyadékelvezetö furaton keresztül távozik. A 3 kúp tengelyirányú elmozdításával a 24 karima és a 3 kúp által alkotott szeleprés nagysága változik és így változtatható a 17 csővezetéken, illetve a szeleprésen át kiáramlott gázmennyiségek aránya is.

A 7 és 8 ülepítő tartályok tőkése, leürítése és folyadékszint szabályozása a korábban felsorolt kezelő sz.ervckkel önmagában ismert módon valósítható meg.

A találmány szerinti gáztisztitó berendezés előnye, hogy alkalmazásával a gáz tisztítását, szárítását és gazolinmentesítését külön szűrőelemek alkalmazása nélkül végre lehet hajtani, továbbá elkerülhető az expanziónál fellépő lehűlés által létrehozott jég- és hidrátképződés és -lerakódás az expanziót létrehozó szelep környezetében.

A berendezésben eltömődésnek kitett, karbantartás-igényes szűrőelem nincs.

Feleslegessé teszi a gázátadó állomáson átáramló teljes gázáram eddig szokásos felfűtését, és így energiamegtakaritást hoz létre, valamint csökkenti 10 a robbanásveszélyt a nyíltlángú tüzelés kiküszöbölésével.

A találmány szerinti gáztisztitó berendezés további előnye, hogy csökkenti a gázátadó állomás területigényét és ezáltal beruházási költségét, mert 15 a melegítő berendezés kiküszöbölésével a gáztisztító berendezés mérete csökken, felépítése egyszerűsödik.

Claims (4)

1. 20 Szabadalmi igénypontok

   1. Gáztisztitó berendezés a gázban lévő folyékony és szilárd szennyezések eltávolítására, valamint a jég-, illetve hidrátképződés megakadályozá25 sara, amely önmagukban ismert csővezetékekből, ülepítő tartályokból, egyéb gáztechnikái elemekből és gáztisztító centrifugából áll, azzal jellemezve, hogy a gáztisztító centrifuga (33) hengeres csőből (2), ehhez érintőlegesen csatlakozó fúvókából (15),

   30 a hengeres csőhöz (2) koncentrikusan csatlakozó és tengelye mentén longitudinálisán elmozdítható kúpból (3), a hengeres cső (2) ellentétes végén célszerűen koncentrikusan elhelyezett csővezetékből (17), a hengeres cső (2) és a hozzá csatlakozó kúp

   35 (3) által létrehozott szeleprés után kialakított gázkivezető nyílásból (28), a hengeres cső (2) körül kialakított fűtőköpenyből (21), a hengeres csőben (2) elhelyezett terelő elemből (32) és ezen terelő elem (32) előtt a hengeres cső (2) palástján kiképzett

   40 nyílással közlekedő folyadékelvezető csőtoldatból (23) áll.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti gáztisztító berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a fúvókán (15) átmenő és a hengeres csőre (2) merőleges sík, vala45 mint a kúp (3) közötti távolság a hengeres cső (2) belső átmérőjének (D) 15-szöröse és 40-szerese közé esik.
3. 3. Az 1-2. igénypontok bármelyike szerinti gáztisztító berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve,

   50 hogy a hengeres cső (2) belső átmérője (D) és a terelő elem (32) belső átmérője (d) közti különbség értéke 3-7 milliméter.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti gáztisztító berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve,

   55 hogy a hengeres csőhöz (2) csatlakozó perdítő kamra (16) palástjában folyadékelvezető furat (29) van kialakítva, amely a hengeres csövet (2) a fúvókánál (15) tengelyre merőlegesen metsző síktól a hideg gázt elvezető csővezeték (17) felé van elhelyezve.

   2 db ábra