RU103077U1

RU103077U1 - DEVICE FOR REMOVING DROP LIQUID FROM GAS FLOWS

Info

Publication number: RU103077U1
Application number: RU2010134184/05U
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Сербиненко; Вадим Васильевич Варвянский; Дмитрий Владимирович Сербиненко; Андрей Николаевич Загоруйко; Сергей Алексеевич Лопатин
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Сибметаллсервис"
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2010-08-16
Publication date: 2011-03-27

Abstract

1. Устройство для удаления капельной жидкости из газовых потоков, включающее герметичный корпус, выполненный в виде полой цилиндрической обечайки с крышками, снабженный патрубком подачи исходного газового потока, хотя бы двумя патрубками раздельного вывода потоков очищенного газа и отделенной жидкости, и хотя бы один расположенный внутри корпуса проницаемый для потоков фильтрующий блок, содержащий хотя бы один слой фильтрующего коалесцентного материала, отличающееся тем, что фильтрующий блок выполнен в виде опорной рамы прямоугольной формы, внешние края которой герметично прикреплены к внутренней поверхности цилиндрической обечайки корпуса и к внутренним поверхностям крышек, и расположенной параллельно оси симметрии корпуса и перпендикулярно крышкам корпуса. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен содержащим внешнюю опорную конструкцию, выполненную с возможностью расположения корпуса устройства при эксплуатации таким образом, чтобы угол отклонения плоскости слоев фильтрующего материала от вертикали был не ниже угла оттока отделяемой жидкости. ! 3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что патрубок подачи исходного газового потока дополнительно содержит распределительный элемент для гашения кинетической энергии потока. ! 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что распределительный элемент патрубка подачи исходного газового потока выполнен в виде эллиптического отражателя. ! 5. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что фильтрующий блок выполнен в виде опорной рамы прямоугольной формы, содержащей пластины из пористо-ячеистого металла или сплава, либо их � 1. A device for removing droplet liquid from gas streams, including a sealed housing made in the form of a hollow cylindrical shell with covers, provided with a pipe for supplying the source gas stream, at least two pipes for separate output of purified gas and separated liquid streams, and at least one inside permeable to the flow filter block containing at least one layer of filter coalescent material, characterized in that the filter block is made in the form of a rectangular support frame forms, the outer edges of which are hermetically attached to the inner surface of the cylindrical shell of the housing and to the inner surfaces of the covers, and located parallel to the axis of symmetry of the housing and perpendicular to the housing covers. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the housing is made containing an external supporting structure configured to arrange the housing of the device during operation so that the angle of deviation of the plane of the layers of filter material from the vertical is not lower than the angle of outflow of the separated liquid. ! 3. The device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the supply pipe of the source gas stream further comprises a distribution element for damping the kinetic energy of the stream. ! 4. The device according to p. 3, characterized in that the distribution element of the supply pipe of the source gas stream is made in the form of an elliptical reflector. ! 5. The device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the filter unit is made in the form of a rectangular support frame containing plates of porous-cellular metal or alloy, or their

Description

Полезная модель относится к области химии, нефтехимии, нефте- и газопереработки, а именно к устройствам и системам для выделения капельной жидкости, жидкостных аэрозолей и туманов из газовых потоков.The utility model relates to the field of chemistry, petrochemistry, oil and gas processing, and in particular to devices and systems for separating droplet liquid, liquid aerosols and mists from gas streams.

Разделение гетерогенных систем, в которых мелкодисперсные капли жидкости находятся в объеме газа в виде устойчивого аэрозоля или тумана, является важной технической задачей. В частности, к таким задачам относится обезвоживание природного и попутного нефтяного газа в газопроводах, а также удаление туманов в различных технологических потоках на предприятиях химического, нефтехимического и газоперерабатывающего профилей.Separation of heterogeneous systems in which fine liquid droplets are in the gas volume in the form of a stable aerosol or fog is an important technical problem. In particular, such tasks include dehydration of natural and associated petroleum gas in gas pipelines, as well as the removal of mists in various process streams at chemical, petrochemical and gas processing enterprises.

Отделение капельных жидкостей от газа может производиться путем их адсорбции или абсорбции, однако, это сопряжено со значительными капитальными и энергетическими затратами.Separation of dropping liquids from gas can be carried out by their adsorption or absorption, however, this is associated with significant capital and energy costs.

Эффективным способом отделения капельных жидкостей от газового потока является коалесцентная фильтрация, основанная на пропускании очищаемого газового потока через фильтрующие материалы, которые стимулируют коалесценцию (слияние) мелких капель диспергированной жидкости в более крупные, что облегчает и ускоряет их последующее выделение из потока. Коалесцентная фильтрация отличается высокой эффективностью и весьма малым уровнем энергетических и прочих эксплуатационных расходов.An effective way to separate droplet liquids from the gas stream is coalescence filtration, based on passing the cleaned gas stream through filter materials that stimulate coalescence (fusion) of small droplets of dispersed liquid into larger ones, which facilitates and accelerates their subsequent separation from the stream. Coalescence filtration is highly efficient and has a very low level of energy and other operating costs.

Существует задача поиска оптимальной конструкции устройств для удаления капельной жидкости из газовых потоков и оптимального способа расположения в них слоев фильтрующего материала, обеспечивающих максимальную эффективность удаления капельной жидкости из газовых потоков при минимальных габаритах устройства в сочетании с простотой их эксплуатации.There is the task of finding the optimal design of devices for removing droplet liquid from gas streams and the optimal way of arranging layers of filter material in them, providing maximum efficiency for removing droplet liquid from gas streams with the minimum dimensions of the device in combination with the simplicity of their operation.

Известно устройство для удаления капельной жидкости из газовых потоков, содержащее корпус и размещенный в нем газопроницаемый ячеистый блок, состоящий из набора наклонных пластин пористо-ячеистого никеля, уложенных слоями числом не ниже двух без промежутков между ними и под углом не ниже угла оттекания жидкости. (Патент РФ №2105595, МПК B01D 46/00, B01D 19/00, приоритет от 25.04.1997, опубликовано 27.02.1998). Такая конструкция отличается простотой и позволяет создавать устройства большой единичной мощности.A device for removing droplet liquid from gas streams is known, comprising a housing and a gas-permeable cellular block placed therein, consisting of a set of inclined porous-cellular nickel plates laid in layers of at least two without gaps between them and at an angle not lower than the angle of fluid outflow. (RF patent No. 2105595, IPC B01D 46/00, B01D 19/00, priority dated 04.25.1997, published 02.27.1998). This design is simple and allows you to create devices of large unit capacity.

Недостатком этого устройства является высокая сложность изготовления, укладки и замены слоев фильтрующего материала, связанная со специфической (овальной) формой этих слоев.The disadvantage of this device is the high complexity of the manufacture, installation and replacement of layers of filter material associated with the specific (oval) shape of these layers.

Перед авторами ставилась задача разработать простое по конструкции устройство, обеспечивающее компактную упаковку фильтрующих слоев с возможностью их технологически простой установки и замены, при сохранении высокой эффективности удаления капельной жидкости из газовых потоков.The authors were tasked with developing a device with a simple design that provides compact packaging of filter layers with the possibility of their technologically simple installation and replacement, while maintaining high efficiency in removing droplet liquid from gas streams.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для удаления капельной жидкости из газовых потоков, включающем герметичный корпус, выполненный в виде полой цилиндрической обечайки с крышками, снабженный патрубком подачи исходного газового потока, хотя бы двумя патрубками раздельного вывода потоков очищенного газа и отделенной жидкости, и хотя бы один расположенный внутри корпуса проницаемый для потоков фильтрующий блок, содержащий хотя бы один слой фильтрующего коалесцентного материала, фильтрующий блок выполнен в виде опорной рамы прямоугольной формы, внешние края которой герметично прикреплены к внутренней поверхности цилиндрической обечайки корпуса и к внутренним поверхностям крышек, и расположенной параллельно оси симметрии корпуса и перпендикулярно крышкам корпуса. При этом корпус устройства может быть выполнен содержащим внешнюю опорную конструкцию, выполненную с возможностью расположения корпуса устройства при эксплуатации таким образом, чтобы угол отклонения плоскости слоев фильтрующего материала от вертикали был не ниже угла оттока отделяемой жидкости. Патрубок подачи исходного газового потока может дополнительно содержать распределительный элемент для гашения кинетической энергии потока, в частности - эллиптический отражатель. Фильтрующий блок может содержать пластины из пористо-ячеистого металла или сплава, либо их комбинации с другими фильтрующими материалами.The problem is solved in that in a device for removing droplet liquid from gas streams, including a sealed enclosure made in the form of a hollow cylindrical shell with lids, equipped with a supply pipe for the source gas stream, at least two pipes for separate output of purified gas and separated liquid streams, and at least one filtering unit permeable to flows located inside the housing, containing at least one layer of filtering coalescent material, the filtering unit is made in the form of a support frame s a rectangular shape, the outer edges of which are sealingly attached to the inner surface of the cylindrical shell body and the inner surfaces of the covers, and arranged parallel to the axis of symmetry of the housing and perpendicular to the housing cover. In this case, the device housing can be made comprising an external support structure configured to arrange the device housing during operation so that the angle of deviation of the plane of the layers of filter material from the vertical is not lower than the angle of outflow of the separated liquid. The supply pipe for the source gas stream may further comprise a distribution element for damping the kinetic energy of the stream, in particular an elliptical reflector. The filter unit may contain plates of porous-cellular metal or alloy, or a combination thereof with other filter materials.

Технический эффект заявляемой полезной модели заключается в существенном упрощении и удешевлении конструкции устройства, а также упрощении его обслуживания за счет того, что фильтрующие блоки в этом случае имеют прямоугольный вид, что существенно упрощает их изготовление, загрузку и замену в них слоев фильтрующего материала в ходе эксплуатации. При этом наклон слоев фильтрующего материала, необходимый для эффективного оттока жидкости, может задаваться наклонным расположением самого корпуса устройства за счет использования различных внешних опорных конструкций. Использование входного патрубка с дополнительным распределительным элементом позволяет существенно понизить кинетическую энергию потока и тем самым уменьшить его разрушающее действие на фильтрующий материал и увеличить срок его службы.The technical effect of the claimed utility model is to significantly simplify and cheapen the design of the device, as well as simplifying its maintenance due to the fact that the filter units in this case have a rectangular shape, which greatly simplifies their manufacture, loading and replacing layers of filter material in them during operation . In this case, the inclination of the layers of filter material necessary for effective outflow of liquid can be set by the inclined arrangement of the device body itself due to the use of various external supporting structures. The use of the inlet pipe with an additional distribution element can significantly reduce the kinetic energy of the flow and thereby reduce its destructive effect on the filter material and increase its service life.

Система поясняется чертежами, на фиг.1 изображен общий вид устройства для удаления капельной жидкости из газовых потоков, где 1 - цилиндрическая обечайка, 2 - фильтрующие блоки, 3 - патрубок для подачи исходного газа, 4 - патрубок для вывода очищенного газа, 5 - патрубки для вывода отделенной жидкости, 6 - крышка корпуса устройства, 7 - распределительный элемент; на фиг.2 и фиг.3 изображены возможные комбинации корпуса устройства с внешней опорной конструкцией, где 8 - внешняя опора корпуса устройства, 9 - воображаемая вертикальная линия, 10 - ось симметрии корпуса устройства, 11 - поток исходного газа, 12 - поток очищенного газа, 13 - поток отделенной жидкости.The system is illustrated by drawings, Fig. 1 shows a general view of a device for removing droplet liquid from gas flows, where 1 is a cylindrical shell, 2 are filtering blocks, 3 is a pipe for supplying source gas, 4 is a pipe for removing purified gas, 5 are pipes for withdrawing the separated liquid, 6 - the cover of the device, 7 - distribution element; figure 2 and figure 3 shows possible combinations of the device casing with an external supporting structure, where 8 is the external support of the device casing, 9 is an imaginary vertical line, 10 is the axis of symmetry of the device casing, 11 is the source gas stream, 12 is the stream of purified gas , 13 - flow of separated liquid.

Устройство состоит из цилиндрической обечайки 1 с верхней и нижней крышками. Внутри корпуса устройства параллельно осевой линии корпуса и перпендикулярно крышкам располагаются прямоугольные фильтрующие блоки 2, представляющие собой опорные рамы, в которых установлены слои фильтрующего материала. В устройстве предусмотрены патрубок 3 для подачи исходного газового потока 11, патрубок 4 вывода потока очищенного от капельной жидкости газа 12 и патрубки 5 для слива отделенной жидкости 13. Загрузка и замена слоев фильтрующего материала в опорных рамах осуществляется при открытии верхней крышки устройства 6. Во входном патрубке 3 может быть установлен распределительный элемент 7 для гашения кинетической энергии входного потока. Слои фильтрующего материала могут изготавливаться из пластин из пористо-ячеистых металлов или сплавов отдельно либо в идее их комбинаций с другими фильтрующими материалами (см., например, патент РФ №2146164, МПК B01D 17/022, приоритет от 14.10.1998).The device consists of a cylindrical shell 1 with upper and lower covers. Inside the device’s casing, parallel to the axial line of the casing and perpendicular to the covers are rectangular filtering blocks 2, which are supporting frames in which layers of filtering material are installed. The device provides a pipe 3 for supplying the source gas stream 11, a pipe 4 for outputting the stream of gas purified from the dropping liquid 12 and a pipe 5 for draining the separated liquid 13. The layers of filter material in the support frames are loaded and replaced when the top cover of the device is opened 6. In the inlet the nozzle 3 can be installed distribution element 7 to quench the kinetic energy of the input stream. The layers of filtering material can be made of plates of porous-cellular metals or alloys separately or in the idea of their combinations with other filtering materials (see, for example, RF patent No. 2146164, IPC B01D 17/022, priority dated 10/14/1998).

На чертежах фиг.2 и 3 показаны возможные комбинации корпуса устройства с внешней опорной конструкцией, позволяющие наклонять корпус устройства таким образом, чтобы угол отклонения плоскостей слоев фильтрующего материала от вертикали был не ниже угла оттока отделяемой жидкости. В первом случае (фиг.2) устройство устанавливается на внешней опоре 8 таким образом, чтобы ось симметрии корпуса устройства 10 отклонялась от вертикали 9 на угол не ниже угла оттока отделяемой жидкости. Во втором случае (фиг.3) фильтр устанавливается на опоре на боковую сторону таким образом, что ось симметрии устройства располагается горизонтально, а отклонение плоскостей 10 слоев фильтрующего материала от вертикали 9 задается поворотом корпуса устройства на необходимый угол.The drawings of figures 2 and 3 show possible combinations of the device body with an external supporting structure, allowing to tilt the device body so that the angle of deviation of the planes of the layers of filter material from the vertical is not lower than the angle of outflow of the separated liquid. In the first case (figure 2), the device is mounted on the external support 8 so that the axis of symmetry of the housing of the device 10 deviates from the vertical 9 by an angle not lower than the angle of outflow of the separated liquid. In the second case (Fig. 3), the filter is mounted on a support on the side so that the axis of symmetry of the device is horizontal, and the deviation of the planes 10 of the layers of filter material from vertical 9 is set by turning the device casing by the required angle.

Применение описанного устройства обеспечивает высокую эффективность удаления капельной жидкости из газовых потоков, низкое гидравлическое сопротивление устройства газовому потоку при обеспечении технологической простоты процедуры изготовления, загрузки и замены слоев фильтрующего материала. Кроме того, применение данной конструкции устройства позволяет проводить удаление капельной жидкости из газовых потоков в компактных и простых по конструкции устройствах с весьма малыми габаритами и металлоемкостью и высокой надежностью при эксплуатации, что существенно расширяет возможности их практического применения.The application of the described device provides high efficiency for removing droplet liquid from gas streams, low hydraulic resistance of the device to gas flow while ensuring the technological simplicity of the manufacturing process, loading and replacing layers of filter material. In addition, the use of this device design allows the removal of droplet liquid from gas streams in compact and simple in design devices with very small dimensions and metal consumption and high reliability during operation, which significantly expands the possibilities of their practical application.

Claims

1. A device for removing droplet liquid from gas streams, including a sealed housing made in the form of a hollow cylindrical shell with covers, provided with a pipe for supplying the source gas stream, at least two pipes for separate output of purified gas and separated liquid streams, and at least one inside permeable to the flow filter block containing at least one layer of filter coalescent material, characterized in that the filter block is made in the form of a rectangular support frame forms, the outer edges of which are hermetically attached to the inner surface of the cylindrical shell of the housing and to the inner surfaces of the covers, and located parallel to the axis of symmetry of the housing and perpendicular to the housing covers.

2. The device according to claim 1, characterized in that the housing is made containing an external supporting structure configured to arrange the housing of the device during operation so that the angle of deviation of the plane of the layers of filter material from the vertical is not lower than the angle of outflow of the separated liquid.

3. The device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the supply pipe of the source gas stream further comprises a distribution element for damping the kinetic energy of the stream.

4. The device according to p. 3, characterized in that the distribution element of the supply pipe of the source gas stream is made in the form of an elliptical reflector.

5. The device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the filter unit is made in the form of a rectangular support frame containing plates of porous-cellular metal or alloy, or a combination thereof with other filter materials.