NO340458B1 - System og innløpsanordning for separasjon av en blanding - Google Patents

Description

SYSTEM OG INNLØPSANORDNING FOR SEPARASJON AV EN BLANDING

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører et system for å separere en blanding av minst en gass og minst en væske til en tung fraksjon hovedsakelig innholdende væske og en lett fraksjon hovedsakelig innholdende gass. Oppfinnelsen vedrører også en innløpsanordning for forbehandling av en blanding av minst en gass og minst en væske, som skal separeres til en tung fraksjon og en lett fraksjon.

I olje og gassindustrien er separatorer kjent for å separere den tilførte blandingen av væske (olje og/eller vann) og gass til en strøm av hovedsakelig gass og en strøm av hovedsakelig væske. Forskjellige separatorer er kjent for å separere slike gass/væskeblandinger.

Kjent fra WO 03/074156 Al er en separator bestående av et rett oppreist tårn (oppreist beholder) tilveiebrakt med et innløp for blandingen som skal separeres, og et første og andre utløp får utslipp av henholdsvis den separerte tunge fraksjonen og den lette fraksjonen av blandingen. I den kjente separatoren separeres den inngående blandingen i tre trinn.

I det første separasjonstrinnet utføres en første væske/gasseparasjon ved en forbehandlingsenhet koblet til innløpet. Den kjente forbehandlingsenheten er en skovel-type innløpsanordning, som plasseres på innløpsstumpen av separasjonsbeholderen, og som er tilveiebrakt med et antall kurvede blader, som på ensartet måte absorberer momentet av den inngående gass-væskestrømmen. Bladene fører deretter gass-væskestrømmen sideveis inn i den lavere avdelingen av en separasjonsbeholder. Som et resultat av denne kontrollerte inngangstrømmen av gass/væskeblandingen, vil en første del av væsken allerede være separert, hvormed væskebelastningen på den agglomerende enheten og separatoren montert nedstrøms blir betydelig redusert.

I det andre separasjonstrinnet blir blandingen tvunget gjennom en horisontal "dråpeutskiller" av "koalescer", for eksempel dannet med et nett av metalltråder eller "tråddukspute", tilveiebrakt mellom en nedre del av beholderen og en øvre del av beholderen. Som nevnt ovenfor, under innmating er en del av væsken allerede separert fra blandingen ved forbehandlingsanordningen. Den separerte væsken akkumulerer i bunnen av den nedre avdelingen. Den gjenværende delen av gass/væskeblandingen blir deretter ledet gjennom koalesceren. Væskedråpene i blandingen, for leding gjennom trådduken, kolliderer med trådene og vokser dermed til et væskelag. Dersom hastigheten av den tilførte gass/væskeblandingen er tilstrekkelig lav, vil væsken fra væskelaget falle tilbake, under påvirkning av gravitasjonskraften, til den nedre avdelingen, og falle inn i væsken som allerede er tilstede der.

I det tredje separasjonstrinnet ledes blandingen gjennom en eller flere sykloner arrangert i den øvre avdelingen nedstrøms for agglomereringsenheten, for ytterligere separasjon av blandingen til en hovedsakelig væskeinnholdende blandingsdel og en hovedsakelig gassinnholdende blandingsdel. Blandingen som går inn i syklonene settes i en roterende bevegelse, hvormed en tung fraksjon, hvor en relativ stor mengde med væske er til stede, slenges mot den ytre veggen til syklonen og slippes ut via åpninger i sideveggen, for derved å tilveiebringe en videre separasjon av den tunge og lette fraksjonen.

Sykloner med svært høy separasjonsvirkningsgrad er kjent, for eksempel vist i EP

1 154 862 A, av hvilket innholdet bør anses som interpolert heri. Beskrevet heri er en installasjon, hvori et antall bokser med svært effektive aksielle resirkulasjonssykloner arrangeres i den øvre avdelingen av beholderen.

Istedenfor skoveltype-innløpsanordningen nevnt tidligere, kan det første trinnet i separasjonsprosessen utføres av en eller flere syklontype-forbehandlingsanordninger. Gass/væskeblandingen som går inn innløpsdysen av separasjonsbeholderen ledes til en syklon hvor blandingen settes i spinn ved anvendelse av et virvelelement, som inkluderer en eller flere ledende skovler, eller på grunn av anvendelse av et tangentialinnløp til hovedlegemet av syklonen. Den tunge fraksjonen i blandingen kastes mot denne ytre veggen av syklon legemet, mens den lette fraksjonen konsentreres i sentrum av strømningslegemet i syklonen. Gassen unnslipper oppover gjennom en passasje tilveiebrakt innenfor strømningslegemet av syklonen.

I konvensjonelle konstruksjoner er bunndelen av innløpssyklonen, det vil si utløpet for den tunge fraksjonen eller av den innløpsseksjonen, nedsenket i væske. Dette er på grunn av det faktum at det er påkrevd med et statisk væsketrykk, som er nødvendig for å forhindre gass fra å bryte ut gjennom bunnen av syklonen. I en anvendelse, hvor det tilgjengelige statiske væsketrykket er for lite, kan disse typene av sykloninnløpsanordning ikke brukes. Dette er pga. at dersom gass bryter gjennom i bunnen av syklonen, er det en mulighet for at store mengder væske løftes oppover når gassen går inn i væsken som omslutter syklonen. Denne væsken kan igjen overbelaste en hvilken som helst annentrinns separasjonsenhet installert nedstrøms for innløpssyklonen.

Dersom en innløpssyklon skulle ha blitt installert, som ikke er (delvis) nedsenket i væsken i den nedre avdelingen, da kan følgende problemer oppstå. Ved noen omstendigheter vil for mye gass slippes ut fra væskeutløpet i innløpssyklonen. Dersom for mye gass slippes ut fra dette utløpet, kan gassen ha tilstrekkelig hastighet til også å fange væske oppover etter å ha forlatt bunndelen av syklonen fra væskeutløpet. Gassmengden som går ut fra bunnvæskeutløpet kan også være så stor at den vil forstyrre væskeove rf laten. Dette kan forårsake at væske fanges inn fra væskeoverflaten, som fører til forverret separasjonseffektivitet.

Et annet problem er at gass fra det innvendige av separasjonsbeholderen kan suges inn i innløpssyklonen gjennom væskeutløpet av syklonen. Dette kan skje siden det er en lavtrykkssone innenfor innløpssyklonen, på grunn av de roterende fluidene. Dersom gassen suges inn i innløpssyklonen gjennom væskeutløpet, vil dette blokkere væsken fra å bli sluppet ut på en ordentlig måte. Resultatet er at væsken må følge gasstrømmen oppover gjennom passasjen i strømningslegemet og gassutløpet til innløpssyklonen. Dette er det verste scenariet ettersom separasjonseffektiviteten for væske blir praktisk talt null.

Ytterligere kjent teknikk fremkommer av dokument WO 03033106 Al.

Det er et formål av den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en innløpsanordning og et system, hvori de ovenfor identifiserte problemene løses. Det er et videre formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en innløpsanordning og system med forbedrede separasjonskarakteristika.

Disse formålene er delvis eller helt oppnådd ved en innløpsanordning og et system i henhold til de uavhengige krav. Foretrukne utførelsesformer er åpenbare fra de avhengige krav.

Ifølge et første aspekt av den foreliggende oppfinnelsen oppnås dette formålet i et system for å separere en blanding av minst en gass og minst en væske til en tung fraksjon, hovedsakelig inneholdende væske og en lett fraksjon hovedsakelig inneholdende gass, systemet omfatter: en separasjonsbeholder som har et væskeinnløp for tilførsel av blandingen som skal separeres, et øvre beholderutløp for utslipp av den lette fraksjonen og et nedre beholderutløp for utslipp av den tunge fraksjonen;

minst en innløpsanordning for forbehandling av innløpsblandingen,

innløpsanordningen, under bruk, blir montert i separasjonsbeholderen og kobles til beholderinnløpet, innløpsanordningen omfatter;

en innfatning som har et væskeutløp for utslipp av en første blandingsdel,

hovedsakelig innholdende væske, til en nedre avdeling av separasjonsbeholderen;

et strømningslegeme hovedsakelig arrangert konsentrisk i innfatningen;

en utløpskanal, som strekker seg fra et gassinnløp, gjennom strømningslegemet til et gassutløp for utslippet av en andre blandingsdel, hovedsakelig inneholdende gass, til en øvre avdeling av separasjonsbeholderen;

rotasjonsmiddel for å sette blandingen som går inn i innløpsanordningen i en roterende bevegelse, rotasjonsmidlet er operativt for så å forårsake et relativ tung blandingsdel å bli slynget mot veggen av innfatningen og en relativ lett blandingsdel å strømme inn i et område i nærheten av strømningslegemet,

minst et dråpeutskillerelement arrangert ved en posisjon under gassutløpet for å separere væske fra gassen i den første blandingsdelen som strømmer fra væskeutløpet.

I en foretrukket utførelsesform omfatter innløpsanordningen en momentbryter arrangert nedenfor væskeutløpet av innfatningen, for således i det minst delvis å absorbere momentet av den første blandingsdelen, og et dråpeutskillingselement posisjonert oppstrøms for momentbryteren. Momentbryteren, for eksempel et platelignende element, som strekker seg i rett vinkel for strømmen med den relativ tunge blandingsdelen fra det nedre utløpet av innløpsanordningen, platen arrangeres nedenfor væskeutløpet, forhindrer gass/væskeblandingen å sprute inn i væskesumpen i den nedre avdelingen av beholderen. Dette reduserer væskemengden som kan fanges av gass/væskeblandingen fra væskeoverflaten. Separasjonseffektiviteten kan forbedres ytterligere ved å tilveiebringe minst et dråpeutskillingselement. Momentet for væske/gassblandingen som forlater syklonutløpet vil deretter delvis bli absorbert, samtidig med at det vil drenere væsken. Væske ses typisk i dreneringen av den nedre avdelingen av separatoren gjennom den nedre delen av dråpeutskillingselementet. Gassen endrer retning og beveger seg oppover. Effekten er en videre forbedring av den totale separasjonseffektiviteten for innløpsanordningen.

I en foretrukket utførelsesform plasseres dette dråpeutskillingselementet på toppen av momentbryteren, men dråpeutskillingselementet kan arrangeres ved en hvilken som helst lokasjon mellom momentbryteren og væskeutløpet av syklonen. Dersom vi for eksempel anvender en trådduk med en fast plate under, blir gassen fordelt innenfor trådduken og forlater momentbryteren ved en mye lavere hastighet. Koalescens av væskedråper vil også skje innenfor tråddukken, og således ser vi en separasjon av væske innenfor tråddukken. Siden gassen forlater momentbryteren ved mye lavere hastigheter, kan gassen ikke fange inn så mye væske som man ser i platealternativet. Mindre fanget væske betyr mindre væske transportert oppover til nedstrøms dråpeutskilleren.

Platen arrangeres (trådduk eller enhver annen type porøst materiale, for eksempel strukturert eller tilfeldig pakket) for å forhindre gass og væske fra å sprute rett gjennom anordningen. Dersom dette skjer, og væskenivået i beholderen er tilstrekkelig nær momentbryteren, vil væskefanging skje.

I noen foretrukne utførelsesformer kan momentbryteren, som er i form av en eller flere platelignende elementer, settes ut med og under væskeutløpet av innløpssyklonen bare et eller flere dråpeutskillerelementer er arrangert.

Momentbryteren kan være utført som en fast plate. Imidlertid, fortrinnsvis omfatter momentbryteren en perforert plate.

I en annen utførelsesform omfatter systemet et andre dråpeutskillingselement arrangert rundt strømningslegemet ved en posisjon ovenfor væskeutløpet og nedenfor gassutløpet av innløpsanordningen. Blandingen som forlater væskeutløpet inneholder en viss mengde av gass, som er forklart tidligere. Det andre dråpeutskillingselementet, for eksempel en tråddukspute og/eller en skovelpakning og/eller multisyklon, vil tilveiebringe for ytterligere separasjon av gass/væskeblandingen før blandingen ledes til et ytterligere (andre og/eller tredje) separasjonstrinn ved den betingelsen at gassmengden som forlater væskeutløpet ikke er så høy at den vil overbelaste det andre dråpeutskillingselementet.

I en foretrukket utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen strekker separasjonsbeholderen seg hovedsakelig vertikalt under bruk. I en rett oppstående separasjonsbeholder er minst det ene dråpeutskillingselementet arrangert over hovedsakelig hele tverrsnittet av beholderen rundt strømningslegemet, for således å fange hovedsakelig hele den oppadrettede blandingsstrømmen.

I en annen foretrukket utførelsesform strekker separasjonsbeholderen seg hovedsakelig horisontalt under bruk. Ved en liggende separasjonsbeholder er det andre dråpeutskillingselementet arrangert mellom innfatningen og momentbryteren, for så å danne et hovedsakelig lukket område, gjennom hvilket blandingen fra den nedre utløpet av innløpsanordningen skal strømme. På den måten strømmer hovedsakelig hele blandingen fra væskeutløpet av innløpsanordningen for å passere minste et dråpeutskillingselement.

Som nevnte tidligere, er innmaten i separasjonsbeholderen, det vil si den første-, andre- og tredjetrinns separatorene, utført slik at det nedre utløpet for innløpsanordningen strekker seg over væske-gassgrenseflaten for væsken som akkumuleres under bruk i den nedre avdelingen av separasjonsbeholderen, som betyr at utløpet ikke er nedsenket i væsken.

Ifølge et andre aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen er det tilveiebrakt en innløpsanordning for forbehandling av en blanding av minst en gass og minst en væske, som kan separeres til en tung fraksjon hovedsakelig innholdende væske, og en lett fraksjon hovedsakelig innholdende gass, anordningen omfatter;

en innfatning, som har et væskeutløp for utslipp av en første blandingsdel

hovedsakelig inneholdende væske;

strømningslegemet arrangert hovedsakelig konsentrisk i innfatningen;

en utløpskanal som strekker seg fra et gassinnløp gjennom strømningslegemet til et gassutløp for utslipp av en andre blandingsdel hovedsakelig inneholdende gass;

rotasjonsmiddel for å sette blandingen som går inn i innløpsanordningen i en roterende bevegelse, rotasjonsmidlet er operativt for så å forårsake et relativ tung blandingsdel å bli slynget mot veggen i innfatningen og en relativ lett blandingsdel å strømme inn i et område i nærheten av strømningslegemet;

minste et dråpeutskillingselement arrangert ved en posisjon nedenfor gassutløpet for ytterligere separasjon av væske fra gassen i den første blandingen.

Det verdsettes at selv om de foretrukne utførelsesformer av den foregående oppfinnelsen er beskrevet for en tretrinns separasjonsprosess, kan innløpsanordningen ifølge oppfinnelsen anvendes på en separasjonsbeholder uten ytterligere separasjonstrinn, eller med bare det andre eller tredje separasjonstrinnet. Faktisk kan innløpsanordningen ifølge den foreliggende oppfinnelsen anvendes i kombinasjon med ethvert annet separasjonsmiddel arrangert innenfor separasjonsbeholderen for ytterligere separasjon av blandingen.

Spesielt gode resultater oppnås imidlertid i en ytterligere foretrukket utførelsesform, hvori separasjonsmiddelet omfatter et eller flere dråpeutskillingselementer (andre trinn), for eksempel en eller flere agglomeratorer/koalescere, for eksempel i en rett oppstående beholder som strekker seg hovedsakelig horisontalt over hovedsakelig hele tverrsnittet av beholderen. Alternativt, eller i tillegg, kan separasjonsresultatene forbedres når systemet omfatter en posisjon mellom det øvre beholderutløpet og innløpsanordningen en eller flere aksielle sykloner, fortrinnsvis resirkuleringssykloner, for ytterligere separasjon av blandingen.

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for å operere systemet eller innløpsanordningen som beskrevet her.

Ytterligere fordeler, særtrekk og detaljer av den foregående oppfinnelsen vil bli belyst på med basis i den følgende beskrivelsen, med henvisning til de vedlagte tegningene, hvor: Figur 1 viser en delvis avkuttet perspektivbetraktning av en rett oppstående separasjonsbeholder ifølge oppfinnelsen, hvor en innløpsanordning ifølge en utførelsesform av den foregående oppfinnelsen er arrangert; Figur 2 viser skjematisk et tverrsnitt av en andre foretrukket utførelsesform av en innløpsanordning ifølge den foregående oppfinnelsen i en separasjonsbeholder; Figur 3 viser skjematisk et tverrsnitt av den første utførelsesformen av innløpsanordningen som viste i figur 1; Figur 4 viser skjematisk et tverrsnitt av en tredje foretrukket utførelsesform av en innløpsanordning ifølge den foregående oppfinnelsen, og Figur 5 viser skjematisk et tverrsnitt av en fjerde foretrukket utførelsesform av en innløpsanordning ifølge den foregående oppfinnelsen i en liggende separasjonsbeholder. Figur 1 viser en foretrukket utførelsesform av et separasjonssystem 1. Figuren viser en rett oppstående separasjonsbeholder 2 (separasjonstårn), for å separere en inngående behandling til en hovedsakelig gassinnholdende fraksjon, også referert til som en lett fraksjon, og hovedsakelig væskeinnholdende fraksjon (vann og/eller olje), også referert til som en tung fraksjon. Beholder 1 er tilveiebrakt med en koblende stump 3 for innmating av gass/væskeblandingen, en koblende stump 5 for utslipp av den tunge fraksjonen (heri av praktiske årsak også referert til som væsken), og en koblende stump 6 for utslipp av den lette fraksjonen (heri av praktiske hensyn også referert til som gassen). Den koblende stumpen 5 er posisjonert i en nedre avdeling (A) av beholder 2 for drenering av væsken Fi samlet opp i bunnen av beholderen 2. Den koblende stumpen 6 er posisjonert i en øvre avdeling (B) av beholderen 2 for drenering av gassen.

Gass/væskeblandingen tilføres beholderen 2 via en frittstående (det vil si ikke nedsenket) innløpssyklon 7, som vises i figurer 1 og 3. Den innstrømmende blandingen (Pi) fra innløpsstumpen 3 ledes gjennom et innløpsrør 20 til et strømningsrom definert (P2) innenfor en generelt vertikalt utstrekkende sykloninnfatning 21, lukket i toppen med topplate 16 og åpen i bunnen. Innenfor strømningsrommet er et strømningslegeme 22 arrangert. Mellom strømningslegemet 22 og innfatningen 21 er det arrangert en flerhet av ledende skovler 23, som forårsaker at olje/gassblandingen, som strømmer der langsmed og settes inn i en roterende bevegelse (P3). Den roterende bevegelsen genererer sentrifugalkrefter i blandingen, som forårsaker at en tung fraksjon av olje/gassblandingen, hvor en relativ stor mengde av væske er til stede, blir slynget mot veggen 21 av syklonen 7. En tung fraksjon av blandingen blir deretter sluppet ut fra en åpning med tung fraksjon, også kalt en væskeutløpsåpning 26, i bunnen av sykloninnfatningen 21 (retning P4). Denne lette fraksjonen, hvor en relativ stor gassmengde er til stede, forblir i senterområdet rundt strømningslegemet 22. Den lette fraksjonen endrer retning (P5) og blir til slutt ledet oppover gjennom innløpet 24 av en passasje 31 tilveiebrakt innenfor strømningslegemet 22 og sluppet ut ved den øvre enden av syklonen 7 via en utløpsåpning 25 (P6).

Nedenfor utløpsåpningen 26 av innløpssyklonen er en plate 28 posisjonert. Platen 28 er montert ved anvendelse av støttestrimler 33 til innfatningen 21 av syklonen 7, eller alternativt til selve separasjonsbeholderen 2. Platen dimensjoneres til å virke som en momentbryter av blandingsstrømmen fra utløpsåpningen 26 av syklonen, forhindrer gass/væskeblandingen fra å sprute på væskeoverflaten av væsken Fi akkumulert i bunnen av beholderen 2. I de foretrukne utførelsesformene. som vist i figurer 2 og 3. er platen 28 tilveiebrakt med en tråddukspute 22. Trådduksputen 27 plasseres på toppen av momentbryteren.

Gass/væskeblandingen som forlater bunnen av syklonen, sammen med væsken, slår an (P7) på den platelignende momentbryteren 28, og forårsaker at blandingen divergerer sideveis (P8). En del av den divergerte blandingen (P9) vil ende opp i fluidet Fi akkumulert i bunnen av beholderen 2, mens den gjenværende delen av blandingen vil bli tvunget oppover (Pi0)- Trådduksputen 27 på toppen av momentbryter platen 28 vil delvis absorbere momentet i blandingen, samtidig med at den vil drenere noe væske ut fra gass/væskeblandingen. Væske ses typisk som drenerende nedover gjennom den nedre delen av trådduksputen 27. Absorpsjonen av væsken forbedrer separasjonseffektiviteten til separatoren. Videre, gassen som forlater momentbryteren blir mer effektivt fordelt. Avhengig av gassbelastningen kan vi faktisk også se separasjon innenfor momentbryteren, siden koalescens av væskedråper finner sted innenfor dråpeutskillingselementet. Siden gassen/væsken forlater momentbryteren ved mye lavere hastigheter, kan gassen/væsken ikke fange inn så mye væske som ses i platealternativet. Mindre fanget væske betyr mindre væske transportert oppover til en hvilken som helst nedstrøms separator.

Avstanden (k) mellom utløpsåpningen 26 av syklonen og platen 28 velges slikt at den tilveiebringer den etterspurte forstyrrelsen av momentet i blandingen som strømmer fra utløpsåpningen 26 av syklonen. Avstanden avhenger av belastningen fra blandingsstrømmen som går inn i syklonen og syklonen karakteristika. I praksis varierer avstanden mellom 5 cm og 50 cm. Tykkelsen (a) av trådduksputen kan variere mellom 3 cm og 40 cm.

Siden gassen som forlater væskeutløpet vil ha innfangede væskedråper, må væskedråpene fjernes før gass/væske blander med hovedgassen som forlater gassutløpet 25 til innløpssyklonen. Ved å ikke fjerne denne væsken, vil dette bety at dråpeutfellingen plassert ovenfor innløpssyklonen (hvis det er noen) må håndtere en relativt stor væskemengde. Dersom væskebelastningen på det videre dråpeutskillingselementet er for høy, kan denne bli overbelastet og således kan man se væskeoverføring gjennom gassutløpet 6.

Figur 2 viser en annen utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen. Utførelsesformen av figur 2 tilsvarer i stor grad den tidligere utførelsesform. Istedenfor en tråddukspute plassert på toppen av momentbryteren, er en horisontal tråddukspute 30 arrangert rundt den utvendige overflaten av en innfatning 21 av innløpssyklonen over hovedsakelig hele tverrsnittet av beholderen 2. Trådduksputen er arrangert ved en posisjon mellom væskeutløpsåpningen 26 og gassutløpsåpningen 25.

Gass/væskeblandingen, etter å ha blitt avbøyd fra momentbryterplaten 28, ledes (Pio) gjennom trådduksputen 30. En del av væsken til stede i gass/væskeblandingen agglomererer i trådduksputen 30, det vil si væsken samles opp eller akkumuleres i trådduksputen i relativ store væskedråper. De relativ store væskedråpene faller nedover under påvirkning av gravitasjon inn i væskestumpen Fi i bunnen av beholderen, og slippes ut via væskeutløpet 5 (P5). Den gjenværende gass/væskeblandingen som strømmer oppover inneholder derfor mindre væskemengde, som fører til en ytterligere forbedring av separasjonseffektiviteten i separatoren. Ovenfor innløpssyklonen blir den gjenværende gass/væskeblandingen gjenforent med gassen fra gassutløpsåpningen 25 og ledes til et eller flere ytterligere separasjonstrinn (hvis det er noen), som vil bli forklart heretter.

I figur 4 er det vist den tredje utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen. I denne utførelsesformen har det blitt arrangert både en tråddukspute 27 over momentbryterplaten 28 og en tråddukspute 30 i beholderen 2.

I figur 1 er det vist et eksempel på ytterligere separasjonstrinn for å separere væsken fra gass/væskeblandingen eller en lett fraksjon etter at blandingene fra gassutløpet 25 og væskeutløpet 26 har blitt gjenforent. Den separerte lette fraksjonen som, selv om den inneholder mindre væske enn blandingen til fra utsiden, fortsatt har et visst væskeinnhold, blir først ledet (Pi2) ved en høy hastighet gjennom et agglomererende element 10 (også kjent som et dråpeutskillingselement eller en koalescer) i det andre trinnet i separasjonsprosessen. Agglomereringselementet er horisontalt avsatt i beholderen 2 og danner derved en separasjon mellom nedre avdeling A og øvre avdeling B i beholderen 1. En detaljert beskrivelse av et eksempel på et egnet agglomereringselement 10 er gitt i W 03/074156 Al.

Agglomereringselementet forårsaker agglomerering av væsken, det vil si oppsamlingen eller akkumulering av væsken i relativ store væskedråper. Agglomereringselementet blir fortrinnsvis utført i en trådduk, foreksempel i form av et antall lag av metalltrådfilter. Andre typer av agglomereringsenheter kan imidlertid også anvendes, så som etter flere lag av strukturerte pakking eller av skovler eller skovelpakninger. Koalesceren er konstruert til å virke i en flommet tilstand. For å forhindre at for mye væske samles opp over den agglomererende enhetsoverflaten og fordelingen av væske som forflyttes til en ytterligere separator, som fortsatt blir påvirket på en uheldig måte, slippes væsken ut via et oppsamlingstrau eller oppsamlingsreservoar eller, hvor væsken F2kan samles opp. Via to utløpskanaler 12, som strekker seg nedenfor væskenivået Fi i bunnen av den nedre avdelingen, kan den oppsamlede væsken F2føres over til en nedre avdeling A av beholder 2, hvor væsken kan dreneres via utløpsstumpen 5.

Blandingen som fortrenges videre oppover (pil P13), i hvilken blanding en relativ stor gassmengde og væske er til stede i relativ store dråper, separeres videre i et tredje trinn ved et antall syklonseparatorer. Et antall bokser 13 arrangeres for dette formålet i øvre avdeling B av beholder 2 (figur 1). Tilveiebrakt nedstrøms derav er koblingsstumpen 6 for utslipp av gassen (Pi4), som tørkes til et betydelig omfang. Bokser 13 er det hver seg separat eller sammen tilveiebrakt med et nedløpsrør 14, som er i kommunikasjon med væske Fi i bunnen av beholderen for drenering av væske fra hver av boksene.

Åtte sykloner 15 er arrangert i hver av boksene 13. I en særskilt effektiv utførelsesform er disse aksielle resirkuleringssykloner, fortrinnsvis av typen som beskrevet i WO 00/25931, av hvilken offentliggjøring herved er innlemmet ved referanse. Hver syklon 15 omfatter i denne utførelsesformen en sylindrisk vegg 15, som danner på undersiden et innløp for gass/væskeblandingen og har en utløpsåpning 16 på den øvre siden derav. Omtrent senterplassert i rommet som er omsluttet av den sylindriske veggen plasseres et såkalt virvelelement, som tilveiebringes med blader for å sette blandingen inn i en roterende bevegelse. En del av blandingen slynges utover ved denne roterende bevegelsen og transporteres

via et mellomrom til en resirkuleringskanal. Resirkuleringskanalen strekker seg gjennom virvelelement. Videre koblet til rommet mellom veggen og veggen til boksen er et nedfallsrør 6, som er koblet på den andre siden av rommet i bunnen av beholderen for oppsamling av væske Fi. Separasjonseffektiviteten av typen av aksiell resirkuleringssyklon, i kombinasjon med innløpsanordningen som beskrevet her og i enda større grad i kombinasjon med agglomereringselementet 10 beskrevet her, har blitt funnet å være spesielt høy, som gjøre mulig blant annet med en kompakt utførelsesform av installasjonen.

Den ovenfor beskrevne tretrinns rettoppstående separasjonsbeholderen tilveiebringer en effektiv separator for å separere væske/gassblandingen, som strekker seg i rett oppstående posisjon. Selv om den rett oppstående separatoren er svært kompakt og kan anvendes i mange applikasjoner, kan separasjonsbeholderen også plasseres i liggende posisjon. Figur 5 viseren ytterligere utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen hvori innløpssyklonen, som kan være identisk med innløpssyklonen beskrevet ovenfor, eller driftes tilsvarende, monteres i en horisontal separasjonsbeholder eller gravitasjonsbeholder 2'. For å skille ut dråpene i gassen/væsken som forlater væskeutløpsåpningen 26, er en tråddukspute 35 festet til innsatsen 21 og momentbryterplaten 28, slik at et lukket areal dannes hvor blandingen fra det nedre utløpet av innløpsanordningen må strømme. En del av væsken til stede i gass/væskeblandingen, som traverserer trådduksputen 35 agglomererer der. Væsken faller da tilbake inn i væskesumpen Fi i bunnen av beholderen 2', og slippes ut gjennom et væskeutløp (ikke vist i figuren) av beholderen 2'. Den gjenværende gassen/væsken mates sammen med gass/væskeblandingen fra gassutløpsåpningen 25, til et eller flere videre trinn (hvis det er noen) for ytterligere separasjon av væske og gass.

Selv om ovenstående utførelsesform, hvori en trådduk omslutter væskeutløpet i innløpssyklonen anvendes, er der beskrevet i forbindelse med en liggende beholder, kan en slik trådduk som omslutter væskeutløpet i en annen foretrukket utførelsesform også anvendes i en rett oppstående separasjonsbeholder.

I utførelsesformene beskrevet heri er separasjonsbeholderen tilveiebrakt med en innløpsanordning. I andre utførelsesformer er det to eller flere innløpsanordninger (sykloner) arrangert innenfor beholderen. Når for eksempel høyden fra innløpet til væskeoverflaten er for liten til å passe til innløpssyklonen, anvendes to eller flere innløpsanordninger av mindre størrelse. Hver innløpssyklon kan ha sin egen momentbryterplate og/eller trådduk, eller alle innløpssykloner kan dele en felles momentbryter og/eller tråddukspute.

I en utførelsesform vist i tegningen omfatter rotasjonsmidlet av innløpssyklonen en eller flere ledende skovler. De ledende skovlene påfører en roterende bevegelse på blandingen som strømmer langs de ledende skovlene. I andre utførelsesformer omfatter imidlertid innløpsanordningen en tangensial innløpsdel, for eksempel dannet av en innvendig veggdel av innsatsen, den innvendige veggdelen er buet for så å bringe blandingen som strømmer der i roterende bevegelse. Det tangentielle innløpet forårsaker at blandingen som går inn i innløpsanordningen roterer.

Den foreliggende oppfinnelsen er ikke begrenset til de ovenstående beskrevne utførelsesformer derav; rettighetene som søkes er definert ved de følgende kravene, innenfor omfanget av hvilket mange modifikasjoner kan tenkes.

Claims (18)

1. Innløpsanordning (7) for forbehandling av en blanding av i det minste én gass og i det minste én væske som skal separeres inn i en tung fraksjon hovedsakelig inneholdende væske og en lett fraksjon hovedsakelig inneholdende gass, karakterisert vedat anordning omfatter: et foringsrør (21) som har et væskeutløp (26) for utslipp av en første blandingsdel hovedsakelig inneholdende væske; et strømningsorgan (22) anordnet hovedsakelig konsentrisk i foringsrøret (21); en utslippskanal (31) som strekker seg fra et gassinnløp (24) gjennom strømningsorganet (22) til et gassutløp (25) for utslippet av en andre blandingsdel hovedsakelig inneholdende gass; rotasjonsmidler (23) for å sette blandingen som entrer innløpsanordningen i roterende bevegelse, rotasjonsmidlene er i drift for derved å bevirke at en relativt tung blandingsdel slynges mot veggen av foringsrøret og en relativt lett blandingsdel strømmer i et område i nærheten av strømningsorganet; i det minste ett dråpeutskillingselement (27, 30, 35) anordnet i en posisjon nedenfor gassutløpet (25) for videre separasjon av væske fra gassen i den første blandingen.

2. Innløpsanordning ifølge krav 1, inkludert en momentbryter (28) anordnet nedenfor væskeutløpet (26) av foringsrøret og dråpeutskillingselement (27).

3. Innløpsanordning ifølge krav 2, hvor dråpeutskillingselement (27) er plassert på toppen av momentbryter (28) for derved i det minste delvis å absorbere bevegelsesmomentet til den første blandingsdelen.

4. Innløpsanordning ifølge hvilket som helst av kravene 1-3, omfattende et dråpeutskillingselement (30) anordnet rundt foringsrøret (21) i en posisjon ovenfor væskeutløpet (26) og nedenfor gassutløpet (25).

5. Innløpsanordning ifølge krav 4, hvor dråpeutskillingselementet (30) er anordnet over hovedsakelig hele tverrsnittet av beholderen rundt den ytre overflaten av foringsrøret (21).

6. Innløpsanordning ifølge krav 2, hvor dråpeutskillingselementet (35) er anordnet mellom foringsrøret (21) og momentbryteren (28) for derved å danne et hovedsakelig lukket område gjennom hvilket blandingen fra det nedre utløpet (26) av innløpsanordningen (7) skal strømme.

7. Innløpsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor rotasjonsmidlene omfatter et tangentialt innløpsparti, det tangentiale innløpspartiet er fortrinnsvis dannet av et innervegg parti av foringsrøret, innerveggpartiet er buet for derved å føre blandingen som strømmer der langs inn i en roterende bevegelse.

8. Innløpsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor rotasjonsmidlene omfatter én eller flere ledeskovler (23) anordnet mellom strømningsorganet (22) og foringsrøret (21), ledeskovlene er i det minste delvis buede for derved å føre blandingen som strømmer der langs inn i en roterende bevegelse.

9. Innløpsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor et dråpeutskillingselement (27, 30, 35) omfatter en perforert plate.

10. Innløpsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor et dråpeutskillingselement (27, 30, 35) omfatter en tråddukspute.

11. Innløpsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor dråpeutskillingselement (27, 30, 35) omfatter skovlpakning.

12. Innløpsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor et dråpeutskillingselement (27, 30, 35) omfatter en kombinasjon av hvilke som helst av en perforert plate og en maskematte eller en skovlpakke.

13. Innløpsanordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor i det minste ett dråpeutskillingselement (27) er anordnet i en posisjon nedenfor væskeutløpet (26) for videre separasjon av væske fra gassen i den første blandingen.

14. System (1) for separasjon av en blanding av i det minste én gass og i det minste én væske inn i en tung fraksjon hovedsakelig inneholdende væske og en lett fraksjon hovedsakelig inneholdende gas, karakterisert vedat systemet omfatter: en separasjonsbeholder (2) som har et beholderinnløp (3) for tilførselen av blandingen som skal separeres, et øvre beholderutløp (6) for utslipp av den lette fraksjonen og et nedre beholderutløp (5) for utslipp av den tunge fraksjonen; i det minste én innløpsanordning (7) ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, idet innløpsanordningen er montert i separasjonsbeholderen (2) og forbundet med beholderinnløpet (3).

15. System ifølge krav 14, hvor mellom det øvre beholderutløpet (6) og innløpsanordningen (7) én eller flere separasjonsmidler (10, 15) er anordnet inne i separasjonsbeholderen (2) for videre separasjon av blandingen, idet separasjonsmidlene omfatter én eller flere tredje dråpeutskillingselement (10), hvor separasjonsbeholderen (2) fortrinnsvis er en oppreist beholder, det tredje dråpeutskillingselement (10) strekker seg hovedsakelig horisontalt over hovedsakelig hele tverrsnittet av beholderen.

16. System ifølge krav 15, hvor det tredje dråpeutskillingselementet (10) er utstyrt med en drenering (12) som strekker seg til den nedre seksjonen av separasjonsbeholderen (2) for utslipp av væske akkumulert av det tredje dråpeutskillingselementet (10).

17. System ifølge et hvilket som helst av kravene 14-16, omfattende i en posisjon mellom det øvre beholderutløpet (6) og innløpsanordningen (7) én eller flere aksiale resirkuleringssykloner (15) for videre separasjon av blandingen.

18. Fremgangsmåte for operasjon av et system ifølge et hvilket som helst av kravene 14-17, karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter: en blanding som skal separeres tilføres inn i innløpsanordningen montert på beholderinnløpet (3) av separasjonsbeholderen; blandingen separeres inn i en første blandingsdel hovedsakelig inneholdende væske til en nedre seksjon av separasjonsbeholderen og en andre blandingsdel hovedsakelig inneholdende gass til en øvre seksjon av separasjonsbeholderen, idet separasjonen omfatter at blandingen som entrer innløpsanordningen settes i roterende bevegelse for derved å bevirke at en relativt tung blandingsdel slynges mot veggen av foringsrøret og en relativt lett blandingsdel strømmer i et område i nærheten av strømningsorganet; videre separeres væske fra gassen i den første blandingsdelen ved at den første blandingsdelen fra væskeutløpet strømmes gjennom et dråpeutskillingselement anordnet i en posisjon nedenfor gassutløpet.