RU1790971C - Разделитель - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к сепарации.

Известен разделитель, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода сред. Недостатком данного разделител   вл етс   невысока  степень разделени  фаз (то есть в т жёлой фазе велика дол  легкой, а в легкой , наоборот,-т желой) из-за интенсивного передвижени  сред.

Известен другой разделитель, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода сред. С патрубками ввода соединен трубопровод с распределительным устройством. Недостатком указанного разделител   вЛ - етс  недостаточно высока  степень разделени  сред из-за наличи  процессов перемешивани , вызванных нисход щим движением т желой фазы и восход щим движением легкой фазы,

Целью изобретени   вл етс  снижение доли примесей в продуктах.

Поставленна  цель достигаетс  тем; что в разделителе, содержащем корпус с патрубками ввода и вывода сред, трубопровод , с нижним срезом которого совмещен распределитель, согласно изобретению, введены новые элементы, а именно: распределитель выполнен из набора кольцевых двухгранных углов и конуса, установленных с зазором один над другим и обращенных вершинами вниз и снабженных кольцевыми пластинами , прикрепленными к срезу внешних сторон кольцевых двухгранных углов и конуса , при этом радиус среза внутренних сторон кольцевых двухгранных углов уменьшаетс  сверху вниз, а вершины кольцевых двухгранных углов соединены с нижерасположенными област ми двухгранных углов и конусом отводными трубками; вершина конуса соединена с нижней областью корпуса межфазной трубкой. Кроме того, разделитель снабжен гидроциклоном, с верхним сливным патрубком которого соединен патрубок ввода и трубопровод, нижний срез которого расположен выше уровн  раздела фаз, а нижний сливной патрубок соединен с дополнительным трубопроводом, нижний срез которого расположен ниже уровн  раздела фаз

и снабжен распределителем, выполненным в виде набора кольцевых элементов, расположенных один над другим и состо щих из чередующихс  кольцевых пластин и кольцевых двухгранных углов, при этом внутренние ра диусы кольцевых элементов уменьшаютс  сверху вниз, а вершины двухгранных углов ориентированы вверх и соединены с вышерасположенными двухгранными углами отводными каналами, вершина верхнего

двухгранного угла соединена с верхней областью корпуса с помощью межфазной трубки, верхний срез которой1 совмещен по высоте с распределителем, установленным выше уровн  раздела фаз, и ориентирован от него,

а нижний срез, межфазной трубки, соединенной с конусом, совмещен по высоте с распределителем , расположенным ниже уровн  раздела фаз, и ориентирован от него.

На фиг.1 представлен общий вид разделител , разрез; на фиг.2 - распределитель и в разрезе с указанием потоков жидкости; на фиг.З - общий вид разделител  с гидроциклоном; на фиг.4 - вид распределител  в разрезе , установленного ниже уровн  раздела

фаз.

Разделитель содержит корпус 1 с патрубком ввода среды 2 и патрубком вывода легкой фазы 3 и т желой фазы 4, С патрубком 2 соединен трубопровод 5, к нижнему срезу которого прикреплен распределитель 6, с которым соединена межфагна  трубка 7. Распределитель 6 состоит из кольцевых двухгранных углов 8 и конуса 9, установлен- 5 ных один над другим с зазором, обращенных вершинами вниз. К срезу внешней относительно общей оси кольцевых двухгранных углов 8 и конуса 9 стороны прикреплены кольцевые пластины, а радиусы Ю внутренних сторон уменьшаютс  сверху вниз. Вершины двухгранных углов 8 соеди- нены отводными трубками 11 с нижерасположенными кольцевыми двухгранными углами 8 или конусом 9. К вершине конуса 9 15 прикреплена межфазна  трубка 7. С корпусом 1 соединен гидроциклон 12, содержа- . щий входной тангенциальный патрубок 13, нижний 14 и верхний 15 сливные патрубки. С нижним сливным патрубком 14 соединен 20 дополнительный трубопровод 16, нижний срез которого находитс  ниже уровн  раздела фаз. К нижнему срезу трубопровода 16 прикреплен дополнительный распределитель 17, состо щий из набора кольцевых 25 элементов 18, представл ющих собой последовательно соединенные кольцевую пластину 19 и кольцевой двухгранный угол 20, Элементы 18 размещены по высоте один над другим с зазором, при э.том 30 двухгранные углы 20 расположены на периферии удаление их от оси симметрии возрастает сверху вниз, а внутренние радиусы кольцевых пластин уменьшаютс  сверху вниз. Вершины кольцевых двухгранных уг- 35 лов ориентированы вверх и соединены отводными каналами 21 с областью двухгранного угла, расположенного выше. С вершиной кольцевого двухгранного угла 20 верхнего элемента 18 соединены допол- 40. нительные межфазные трубки 22, верхний срез.23 которых совмещен по высоте с распределителем 6 и ориентирован по радиусу от него. Патрубок 2 соединен трубопроводом 24 с верхним сливным патрубком 15 45 гидроциклона 12, а нижний срез трубопровода 5 расположен выше уровн  раздела фаз. Нижний срез 25 межфазной трубки 7 совмещен по высоте с распределителем 17, ориентирован по радиусу от распределите- 50 л  17. Кольцевые двухгранные углы имеют внешний срез 26. Двухгранные углы распределител  имеют вершины 27. Вершины двухгранных углов дополнительного распределител  имеют вершины 28.55

Разделитель работает следующим образом .

Пример. Среда через патрубок 2 и трубопровод 5 поступает в распределитель 6, в котором поток делитс  на несколько.

осесимметричных плоских потоков, при этом поток разворачиваетс . Более т жела  составл юща  среды при развороте описывает траекторию большего радиуса, чем менее т жела  фаза, и попадает в область кольцевых двухгранных углов 8 и конуса 9, из которой фаза уже не может выйти, так как преп тствуют кольцевые пластины 10. Кольцевые пластины 10 выполн ют две функции: выполн ют роль перегородок и разделител  потоков на т желую и легкую фазу. Т жела  фаза отводитс  по отводным каналам 11 в конус 9, а оттуда по межфазной трубке 7 в нижнюю часть корпуса 1, а легка  фаза выходит из распределител  6 в виде осесим- метричной струи, при этом удаетс  резко сократить интенсивность восход щих и нисход щих потоков, то есть резко сократить интенсивность процессов перемешивани . Разбивка потока на р д тонких слоев жидкости в распределителе повышает эффективность расслоени  фаз, так как дл  разделени  капл м достаточно пройти небольшой путь. В данном аппарате удаетс  максимальным образом использовать высоту столба жидкости в трубопроводах между аппаратами и в самом разделителе, на нижнем срезе трубопровода 5 вс  потенциальна  энерги  переходит в кинетическую и, следовательно, эффект разделени  максимальный . Легка  фаза удал тс  из корпуса через патрубок 3, а т жела  - через патрубок 4.

Пример 2. Разделитель работает так же, как описано в примере 1, только среда поступает сначала через тангенциальный патрубок 13 в гидроциклон 12, где происходит центробежное расслоение фаз на более легкую и более т желую. Более легка  фаза через сливной патрубок 15, трубопровод 24, патрубок 2 и трубопровод 5 поступает в распределитель 6, где за счет инерционных эффектов происходит разделение фаз, как это описано в примере 1. При этом легка  фаза в виде осеси-мметричной струи выходит из распределител  6, а отсепарированна  т жела  фаза через межфазную трубку 7 подаетс  в нижнюю часть аппарата.

Более т жела  жидкость noctynaeT в патрубок 14, а из него по трубопроводу 16 в распределитель 17 далее поток разворачиваетс  и проходит между кольцевыми элементами 18. Более т желые компоненты концентрируютс  в нижней части зазора между элементами 18, а более легкие в верхней части зазора. Далее легка  фаза поступает в область двухгранных углов 20, а оттуда отводитс  отводными каналами (трубками) 21 в вышенаход щуюс  область двухгранных углов 20. Далее легка  фаза

отводитс  по межфаэной трубке 22 в верх- тою часть корпуса 1. Срезы межфазных трубок 23 наход тс  в потоке, выход щем из распределител  6, и ориентированы от оси распределител . В результате поток, вышед- ший из расп ределител  6, будет обтекать срез 23, создаетс  эжекционный эффект, который будет способствовать подъему легкой фазы из распределител  17. Аналогично стру , вышедша  из распределител  17, будет созда- вать эжекционный эффект на срезе 25, и тем самым ускор етс  удаление т желой фазы из распределител  6 Легка  фаза выводитс  из корпуса через патрубок 3, а т жела  - через патрубок 4. Установка двухгранных углов 20 в кольцевых элементах 18 сверху вниз на большем радиусе от оси позвол ет организовать более плавное расслоение фаз между кольцевыми элементами 18 (между кольцевыми пластинами 19) без интенсив- ного перемешивани , с другой стороны, ни- жерасположенные двухгранные углы поджимают поток вверх и тем самым организуетс  плавное удаление легкой фазы.в области двухгранных углов.

Дл  определени  эффективности данного разделител  были проведены сравнительные эксперименты на лабораторных модел х объемом 0,1 м.Гв качестве рабочей жидкости использовалась смесь лактамного масла с сульфатом аммони . Эксперименты показали, что содержание лактамного масла в сульфате аммони  снизилось на 15- 20% по сравнению с содержанием лактамного масла в сульфате аммони  по- еле разделени  в аппарате-прототипе.

Формул а из. обретени  1. Разделитель, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода сред, соеди- ненный с патрубком ввода трубопровод, с нижним срезо КОТОРОГО совмещен распределитель , отличающийс  тем, что, с целью снижени  доли примесей в продуктах , распределитель выполнен в виде конуса вершиной вниз с присоединенной к вершине межфазной трубкой, набора кольцевых двугранных углов, установленных над конусом с зазором один над другим вершинами вниз, кольцевых пластин, прикрепленных к внешнему срезу двугранных углов и конуса, при этом радиус среза внутренних сторон двугранных углов уменьшаетс  сверху вниз, а вершины углов соединены с нижележащим двугранным углом и конусом при помощи отводных трубок.

2, Разделитель по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что он снабжен гйдроциклоном, с верхним сливным патрубком которого соединен патрубок ввода, нижний срез трубопровода расположён выще уровн  раздела фаз, а нижний сливной патрубок гидроцик- лона снабжен дополнительным трубопроводом , нижний срез которого расположен ниже уровн  раздела фаз и снабжен дополнительным распределителем, выполненным в виде набора кольцевых элементов, расположенных один над другим и состо щих из соединенных между собой кольцевых пластин и кольцевых двугранных углов, при этом внутренние радиусы кольцевых элементов уменьшаютс  сверху вниз, а вершины двугранных углов ориентированы вверх и соединены с вышерасположенными двугранными углами при помощи отводных трубок, вершина верхнего двугранного угла соединена с верхней зоной корпуса с помощью дополнительной межфазной трубки, верхний срез которой совмещен по высоте с основным распределителем ориентирован от него, а нижний срез межфазной трубки основного распределител  совмещён по высоте с дополнительным распределителем и ориентирован, от него.

СЈГЭГ

-5

-у

-7

fe7.

/

Y

PW.3

А

19

Фи&

9Г:

Y

-Ц

-22