NL8902978A - Inrichting voor het afscheiden van vloeistoffen en/of vaste stoffen uit een gasstroom. - Google Patents

Description

INRICHTING VOOR HET AFSCHEIDEN VAN VLOEISTOFFEN ΕΝ/OF VASTE STOFFEN UIT EEN GASSTROOM

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het afscheiden van vloeistoffen en/of vaste stoffen uit een gasstroom, omvattende een cilindrisch vat met nagenoeg vertikaal gestelde aslijn, waarin is aangebracht: een bovenkamer waaraan de gasstroom wordt toegevoerd; een middenkamer omvattende een aantal helicoidaal rond de aslijn gevormde schoepen; een onderkamer voor het scheiden van de vloeistof en/of vaste stof, en een gasafvoerleiding coaxiaal met de aslijn en naar boven toe uitstekend vanuit de onderkamer door de middenkamer en de bovenkamer waaromheen de helicoidale schoepen zijn aangebracht, waarbij in de onderkamer onder de gasafvoerleiding tenminste een plaat is aangebracht met een cirkelvormige rand, die loodrecht staat op de aslijn van het vat, en waarbij onder de onderste plaat tenminste een diametraal schot is aangebracht.

Een dergelijke inrichting is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3.822.533. Dergelijke afscheiders van cilindrische vorm worden in het bijzonder toegepast voor het afscheiden van verontreinigingen uit gassen die onder hoge druk staan, bijvoorbeeld drukken van meer dan 8 bar.

Deze afscheiders hebben het bezwaar dat de afgescheiden stoffen zich tijdens bedrijf op de bodem van' het vat in heftige rotatie bevinden. Het gevolg hiervan is dat slijtage of erosie van de bodem en van de binnenwand nabij de bodem optreedt. Ook wordt het afvoeren van de afgescheiden stoffen bemoeilijkt. Bovendien worden reeds afgescheiden stoffen weer in de gasafvoerpijp meegevoerd.

Dit verschijnsel wordt reentrainment genoemd. Reeds afgescheiden vloeistof en/of vaste stof wordt op een later moment weer uit de cycloon geblazen. Dit doet zich vooral voor wanneer vloeistof of stof, dat zich in het reservoir bevindt, nog in beweging is.

Om aan bovengenoemde bezwaren tegemoet te komen wordt in het genoemde Amerikaanse octrooischrift 3.822.533 voorgesteld om onder de gasafvoerpijp van de afscheider, op betrekkelijk korte afstand hiervan, een grote, loodrecht op de aslijn van het vat geplaatste, ronde plaat aan te brengen en onder deze plaat verdere middelen om de afgescheiden stoffen tot rust te brengen. Deze ronde plaat noemt men dan ook wel rustplaat. Gebleken is dat de rustplaat wel effectief is maar toch onvoldoende om de rotatie van het gas en daarmee van de afgescheiden verontreinigingen in het reservoir volledig te onderdrukken, en daarmee het verschijnsel erosie. Daartoe is er tenminste één diametraal schot onder de rustplaat geplaatst om de rotatie van het gas verder tot rust te brengen. Gebleken is dat er toch nog fijne stofdeeltjes in beweging zijn die door de opwaartse gasstroom meegenomen worden in de gasafvoerpijp. Om deze reentrainment te voorkomen is het gewenst dat ook deze stofdeeltjes tot rust komen.

De uitvinding heeft ten doel een inrichting, zoals in de aanhef genoemd, te verschaffen, welke geschikt is voor het afscheiden van vloeistoffen en/of vaste stoffen uit een gasstroom, waarin zodanige voorzieningen zijn getroffen, dat op een nabij de bodem van het vat nagenoeg geen beweging van fijne stofdeeltjes plaatsvindt, zodat geen stof meegenomen wordt naar de gasafvoerpijp.

Volgens de uitvinding wordt dit bereikt doordat de totale hoogte van ieder schot tenminste gelijk is aan 1,0 maal de binnendiameter van het vat.

Bij voorkeur zijn twee diametrale schotten aangebracht die onderling loodrecht op elkaar staan.

Door het aanbrengen van deze schotten wordt bereikt, dat op en nabij de bodem van het vat, het gas tot rust gebracht wordt en daarmee dus ook de afgescheiden vloeistoffen en/of vaste stoffen. Er vindt nagenoeg geen beweging meer plaats van fijne stofdeeltjes, waardoor het verschijnsel reentrainment 20 goed als opgeheven is.

De totale hoogte van ieder schot is tenminste gelijk aan 1,0 maal de inwendige diameter van het vat.

Bij voorkeur is in elk diametraal schot een uitsparing aangebracht, die 2ich uitstrekt vanaf de onderrand van het schot en symmetrisch is t.o.v. de aslijn van het vat. Deze uitsparingen in de schotten zijn aangebracht om het reservoir goed te kunnen reinigen. De afgescheiden vloeistof en vaste stof vormen een pastavormige substantie, die bij dichte schotten moeilijk te verwijderen zou zijn. Door het aanbrengen van de uitsparingen in de schotten vindt ook geen aankoeking plaats van de pastavormige substantie, welke vooral optreed op die plaatsen waar de schotten elkaar kruisen.

Bovendien zou geen onbelemmerde opwaartse stroming van het gereinigd gas naar de gasafvoerpijp plaatsvinden. De uitsparing in elk schot heeft bij voorkeur een rechthoekige vorm en de hoogte van de uitsparing is tenminste gelijk aan 0,6 maal de binnendiameter van het vat.

De hoogte van het deel van het diametraal schot, dat zich uitstrekt van wand tot wand van het vat is tenminste gelijk aan 0,4 maal de binnendiameter van het vat.

De afmeting van de uitsparing in de richting, loodrecht op de aslijn van het vat, is gelijk aan 0,25 tot 0,5 maal de binnendiameter van het vat.

De afstand tussen het ondereinde van de rustplaat en het boveneinde van de vertikale schotten bedraagt tenminste 0,5 maal de inwendige diameter van het vat. Bij voorkeur ligt het boveneinde van elk diametraal schot gedeeltelijk vrij' van de binnenwand van het vat.

De reden hiervan is om turbulenties te onderdrukken.

De bodem van het vat in de richting van de afvoer voor de afgescheiden vloeistoffen en/of vaste stoffen loopt bij voorkeur konisch toe. Men verkrijgt hierdoor een gelijkmatigere afvoer van de door de diametriale schotten tot rust gebrachte afgescheiden vloeistoffen en/of vaste stoffen.

Andere kenmerken en voordelen zullen duidelijk worden uit de hierna volgende beschrijving waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde tekeningen. Hierin is:

Fig. 1 gedeeltelijk een langsdoorsnede van de afscheider alsmede een gedeeltelijk aanzicht hiervan;

Fig. 2 een doorsnede van de afscheider over de lijn a-a;

Fig. 3 een doorsnede van de afscheider over de lijn b-b, en

Fig. 4 een doorsnede over het vat ter plaatse van detail b in fig. 1.

Het te reinigen gas wordt in de bovenkamer 1 van de afscheider 2 toegevoerd via de leidingaansluiting 3. Door de in de middenkamer 4 aanwezige schoepen 5 wordt het gas in rotatie gebracht, teneinde de stromingsenergie van het gas om te zetten in een centrifugaalkracht, nodig voor de scheiding. De afgescheiden vloeistof en/of vaste stof verzamelt zich op de binnenwand 6 van het vat 2 en verplaatst zich vervolgens naar beneden en wordt tot rust gebracht door de platen 7. Het afgescheiden materiaal wordt afgevoerd via de konische bodem 8 en de leiding 9.

Het gereinigde gas wordt afgevoerd via de gasafvoerleiding 10, welke coaxiaal is met het vat 2 en naar boven uitsteekt vanuit de onderkamer 6 door de middenkamer 4 en de bovenkamer 1.

De helicoïdale schoepen 5 zijn met enige tussenruimte ten opzichte van elkaar aan de gasafvoerpijp 10 bevestigd en overlappen elkaar gedeeltelijk, waardoor het gewenste gekromde kanaal wordt gevormd. Elke helicoidaal gevormde schoep 5 is opgebouwd uit een onderste gedeelte met een konstante spoed en een gedeelte met naar boven toe geleidelijk groter wordende spoed. Hierdoor wordt een geleidelijke versnelling van het in de afscheider 2 toegevoerde gas verkregen, waardoor minder drukverlies van het gas bij het in rotatie brengen hiervan optreedt.

Tussen de schoepen 5 zijn vertikale schotten 11 aangebracht, die zich uitstrekken, gezien in de stromingsrichting van het gas, vanaf de gasvoerbuis 10 in de richting van de binnenwand van het vat 2. Deze schotten 11 zijn als platte vlakken uitgevoerd. Door deze schotten wordt het vermogen om vloeistoffen af te scheiden verbeterd. Dit wordt nog verder verbeterd door de vrije uiteinden van de schotten scherp uit te voeren.

Ter verdere verbetering van de afscheiding van de vloeistoffen uit het gas zijn in het scheidingsgedeelte 6 van het vat 2 aan de buitenzijde van de gasafvoerpijp 12 konische mantelstukken 12 en 13 aangebracht. Deze mantel-stukken werken als een zogenaamde anti-filmrok, dat wil zeggen, dat aanhechtende vloeistof op de buitenzijde van de gasafvoerpijp 10 langs deze konische mantelstukken in de richting van de wand van het vat 2 wordt geleid.

De rustplaat 7, welke hier als een konische plaat is uitgevoerd, heeft ten doel om de uit het gas afgescheiden vloeistoffen en/of vaste stoffen tot rust te brengen. Bij afwezigheid hiervan zouden de afgescheiden vloeistoffen en/of vaste stoffen zich op de bodem van het vat in heftige rotatie bevinden. Het gevolg hiervan is dat erosie van de bodem en van de binnenwand nabij de bodem optreedt. Gebleken is dat de plaat 7 wel effectief is maar toch onvoldoende om de rotatie van het gas in het reservoir volledig te onderdrukken en daarmee de erosie. Daartoe zijn onder de plaat 7 diametrale schotten 14 en 15 aangebracht die onderling loodrecht op elkaar staan. Door deze schotten wordt bereikt dat op en nabij de bodem 8 van het vat 2 het gas tot rust wordt gebracht en daarmee dus ook de afgescheiden vloeistoffen en/of vaste stoffen. De totale · hoogte van ieder schot 14; 15 is tenminste gelijk aan 1,0 maal de inwendige diameter van het vat 2. Zoals fig. 1 en 2 laten zien is in elk schot 14, 15 een uitsparing 16 aangebracht, die zich uitstrekt vanaf de onderrand van het schot en is symmetrisch t.o.v. de aslijn van het vat. Deze uitsparingen 16 in de schotten 14, 15 hebben ten doel om de door de afgescheiden vloeistoffen en vaste stoffen gevormde pastavormige substantie eenvoudig af te voeren, en om aankoeken hiervan te vermijden. Deze aankoeking treedt op bij dichte schotten, vooral ter plaatse waar de schotten elkaar kruisen. Bovendien wordt hierdoor ook de opwaartse stroming van het gereinigd gas naar de gasafvoerpijp 10 minder belemmerd.

De uitsparing 16 in elk schot 14, 15 heeft een rechthoekige vorm en de hoogte van de uitsparing is minimaal gelijk aan 0,6 maal de diameter van het vat 2.

De hoogte van het deel 17, 18 van het diametraal schot 14, 15 dat zich uitstrekt van wand tot wand van het vat is tenminste gelijk aan 0,4 maal de binnendiameter van het vat 2. De afmeting van de uitsparing 16 in de richting loodrecht op de aslijn van het vat is gelijk aan 0,25 tot 0,5 maal de binnendiameter van het vat 2.

De afstand tussen het ondereinde van de rustplaat 7 en het boveneinde van de vertikale schotten 14, 15 bedraagt tenminste 0,5 maal de binnendiameter van het vat.

Zoals fig. 1 en fig. 4 laten zien ligt het boveneinde 19 van elk schot 14, 15 gedeeltelijk vrij van de binnenwand van het vat 2. Dit is gedaan om turbulenties te onderdrukken.

De bodem 8 van het vat 2 is konisch uitgevoerd. Hierdoor wordt een gelijkmatigere afvoer van de tot rust gebrachte afgescheiden vloeistoffen en/of vaste stoffen verkregen.

Met de inrichting volgens de uitvinding worden ook de fijne stofdeeltjes tot rust gebracht, waardoor deze nagenoeg niet meegenomen worden in de gasafvoerpijp.

Claims (11)

1. Inrichting voor het afscheiden van vloeistoffen en/of vaste stoffen uit een gasstroom, omvattende een cilindrisch vat met nagenoeg vertikaal gestelde aslijn, waarin is aangebracht: een bovenkamer waaraan de gasstroom wordt toegevoerd; een middenkamer omvattende een aantal helicoidaal rond de aslijn gevormde schoepen; een onderkamer voor het scheiden van de vloeistof en/of vaste stof en een gasafvoerleiding coaxiaal met de aslijn en naar boven toe uitstekend vanuit de onderkamer door de middenkamer en de bovenkamer waaromheen de helicoidale schoepen zijn aangebracht waarbij in de onderkamer onder de gasafvoerleiding tenminste een plaat is aangebracht met een cirkelvormige rand die loodrecht staat op de aslijn van het vat en waarbij onder de onderste plaat tenminste een diametraal schot is aangebracht, met het kenmerk, dat de totale hoogte van ieder schot gelijk is aan tenminste 1,0 maal de inwendige diameter van het vat.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat twee diametrale schotten zijn aangebracht die onderling loodrecht op elkaar staan.

3. Inrichting volgens een der conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat in elk diametraal schot een uitsparing is aangebracht die zich uitstrekt vanaf de onderrand van het schot en symmetrisch t.o.v. de aslijn van het vat.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de uitsparing een rechthoekige vorm heeft.

5. Inrichting volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat de hoogte van de uitsparing tenminste gelijk is aan 0,6 maal de binnendiameter van het vat.

6. Inrichting volgens een der conclusies 3-5, met het kenmerk, dat de hoogte van het deel van het diametraal schot dat zich uitstrekt van wand tot wand ten minste gelijk is aan 0,4 maal de binnendiameter van het vat.

7. Inrichting volgens een der conclusies 3-6, met het kenmerk, dat de afmeting van de uitsparing in de richting loodrecht op de aslijn van het vat gelijk is aan 0,25 tot 0,5 maal de binnendiameter van het vat.

8. Inrichting volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de afstand tussen het ondereinde van de plaat en het boveneinde van de vertikale schotten tenminste 0,5 maal de inwendige diameter van het vat bedraagt.

9. Inrichting volgens een der conclusies 1-8, met het kenmerk, dat het boveneinde van elk diametraal schot gedeeltelijk vrij ligt van de binnenwand van het vat.

10. Inrichting volgens een der conclusies 1-9, met het kenmerk, dat de bodem van het vat in de richting van de afvoer voor de afgescheiden vloeistoffen en/of vaste stoffen konisch toeloopt.

11. Inrichting zoals is beschreven en/of aan de hand van de tekening is toegelicht.