RU2052272C1

RU2052272C1 - Centrifugal separation member

Info

Publication number: RU2052272C1
Authority: RU
Inventors: С.И. Бойко; Л.М. Мильштейн; И.Л. Манухин
Original assignee: Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1991-01-28
Publication date: 1996-01-20

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: device has a shell with a swirler and trap of separated liquid, and a gas outlet branch pipe. Besides, an additional swirler is installed in the shell between the swirler and gas outlet between the swirlers in cross-section of the shell with an annular gap to it. The packing can be made of pipes installed in alignment and spaced relation to one another. Besides, the surface of the packing pipes on the side of the additional swirler is perforated. The swirlers can be made in the form of guide vanes installed in annular gaps of the packing ends. The angle of turn of swirler vanes is larger than the angle of turn of the vanes of the additional swirler. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике сепарации капель жидкости от газового потока и может быть использовано в газовой, нефтяной и химической отраслях промышленности для отделения мелкодисперсных капель в узлах тонкой очистки газожидкостных сепараторов. The invention relates to a technique for separating liquid droplets from a gas stream and can be used in the gas, oil and chemical industries for separating fine droplets in fine-cleaning units of gas-liquid separators.

Известен центробежный сепарационный элемент, содержащий обечайку, два последовательно установленных завихрителя с направляющими лопатками, ловушку отделенной жидкости и газоотводящий патрубок. Known centrifugal separation element containing a shell, two sequentially installed swirl with guide vanes, a trap for the separated liquid and a gas outlet pipe.

Недостатком устройства является низкая эффективность при отделении мелкодисперсных капель диаметром 10 мкм и меньше. Капли такого диаметра не успевают переместиться к стенке обечайки сепарационного элемента и присутствуют во всем поперечном сечении потока. The disadvantage of this device is the low efficiency in the separation of fine droplets with a diameter of 10 μm or less. Drops of this diameter do not have time to move to the wall of the shell of the separation element and are present in the entire cross section of the flow.

Целью изобретения является повышение эффективности сепарации мелкодисперсных капель из газового потока. The aim of the invention is to increase the efficiency of the separation of fine droplets from the gas stream.

Поставленная цель достигается тем, что известный центробежный сепарационный элемент содержит тонкослойную насадку, размещенную между завихрителями с кольцевым зазором и с зазором друг к другу, при этом поверхность труб насадки со стороны патрубка выхода газа перфорирована. Кроме того, направляющие лопатки завихрителя установлены в кольцевых зазорах торцов насадки. This goal is achieved by the fact that the known centrifugal separation element contains a thin-layer nozzle placed between swirlers with an annular gap and with a gap to each other, while the surface of the nozzle pipes from the side of the gas outlet pipe is perforated. In addition, the swirl guide vanes are installed in the annular gaps of the ends of the nozzle.

Наличие и размещение насадки в виде соосных труб между завихрителями по всему поперечному сечению обечайки с зазором по отношению к ней позволяет повысить эффективность сепарации мелкодисперсных капель за счет их коагуляции в тонкослойном межтрубном пространстве (зазорах), размещенном в центробежном поле, создаваемом первым по ходу газа завихрителем. The presence and placement of the nozzle in the form of coaxial pipes between the swirls along the entire cross section of the shell with a gap in relation to it makes it possible to increase the efficiency of separation of finely divided droplets due to their coagulation in a thin-layer annular space (gaps) placed in a centrifugal field created by the swirl first along the gas .

Размещение направляющих лопаток завихрителя в кольцевых зазорах торцов насадки создает в кольцевых зазорах интенсивные центробежные поля, что повышает эффективность коагуляции мелкодисперсных капель. Placing the swirl guide vanes in the annular gaps of the nozzle ends creates intense centrifugal fields in the annular gaps, which increases the efficiency of coagulation of finely divided drops.

На фиг.1 представлена схема сепарационного элемента; на фиг.2 схема устройства при выполнении завихрителей в виде направляющих лопаток, установленных в кольцевых зазорах торцов насадки; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1. Figure 1 presents a diagram of a separation element; figure 2 diagram of the device when performing swirlers in the form of guide vanes installed in the annular gaps of the ends of the nozzle; figure 3 section aa in figure 1.

Центробежный сепарационный элемент включает обечайку 1 с последовательно установленными завихрителем 2 и дополнительным завихрителем 3. При этом угол поворота лопаток завихрителя 2 больше, чем угол поворота лопаток дополнительного завихрителя 3. Между завихрителями 2 и 3 в поперечном сечении обечайки 1 и с кольцевым зазором к ней установлена насадка 4. Насадка 4 может быть выполнена в виде соосных труб 5, установленных с кольцевым зазором друг к другу. Причем на поверхности труб со стороны дополнительного завихрителя может быть частично нанесена перфорация 6. Устройство имеет ловушку 7 отделенной жидкости и газоотводящий патрубок 8. Завихрители 2 и 3 могут быть выполнены в виде направляющих лопаток, установленных в кольцевых зазорах торцов насадки 4 (фиг.2). The centrifugal separation element includes a casing 1 with sequentially installed swirl 2 and an additional swirl 3. Moreover, the angle of rotation of the blades of the swirl 2 is greater than the angle of rotation of the blades of the additional swirl 3. Between swirls 2 and 3 in the cross section of the shell 1 and with an annular gap to it is installed nozzle 4. Nozzle 4 can be made in the form of coaxial pipes 5 mounted with an annular gap to each other. Moreover, on the surface of the pipes from the side of the additional swirl may be partially perforated 6. The device has a trap 7 of the separated liquid and a gas outlet 8. Swirls 2 and 3 can be made in the form of guide vanes installed in the annular gaps of the ends of the nozzle 4 (figure 2) .

Устройство работает следующим образом. Исходный поток газ с содержанием мелкодисперсных капель (диаметром менее 10 мкм) поступает в завихритель 2, лопатки которого придают потоку смеси вращательное движение. Далее закрученный поток направляется в зазоры между стенками обечайки 1 и соосными трубами 5 насадки 4. Зазоры представляют собой своеобразные тонкослойные каналы, в которых под действием центробежных сил происходит осаждение мелкодисперсных капель на стенки соосных труб. По мере продвижения пленка жидкости поступает на перфорированный участок труб 5, где под действием центробежных сил жидкость проваливается в отверстия 6 и, пересекая последующий осевой зазор, промывает в нем газовый поток, захватывая при этом не отделившиеся мелкодисперсные капли. Скоагулировав в насадке 4 в более крупные капли, жидкость вместе с газом поступает на второй завихритель 3 для окончательного разделения. Очищенный газ отводится через газоотводящий патрубок 8, а отделившаяся и скопившаяся у стенок обечайка 1 жидкость отводится из устройства через ловушку 7. The device operates as follows. The initial gas stream containing fine droplets (with a diameter of less than 10 microns) enters the swirl 2, the blades of which impart a rotational movement to the mixture stream. Then the swirling flow is directed into the gaps between the walls of the shell 1 and the coaxial pipes 5 of the nozzle 4. The gaps are a kind of thin-layer channels in which, under the action of centrifugal forces, fine droplets are deposited on the walls of the coaxial pipes. As it moves, the liquid film enters the perforated pipe section 5, where, under the action of centrifugal forces, the liquid falls into the holes 6 and, crossing the subsequent axial clearance, rinses the gas stream in it, capturing non-separated fine droplets. Having coagulated in the nozzle 4 into larger droplets, the liquid, together with the gas, enters the second swirler 3 for final separation. The purified gas is discharged through the exhaust pipe 8, and the liquid separated and accumulated at the walls of the shell 1 is discharged from the device through the trap 7.

Технико-экономическое сравнение с прототипом показало, что заявляемая конструкция центробежного сепарационного элемента позволяет практически полностью отделить мелкодисперсные капли из газового потока, обеспечивая эффективность улавливания жидкости до 99,9999% за счет осуществления коагуляции капель жидкости в тонкослойном центробежном поле при изменении угла закрутки газового потока. Technical and economic comparison with the prototype showed that the claimed design of the centrifugal separation element allows you to almost completely separate fine droplets from the gas stream, ensuring the efficiency of liquid capture up to 99.9999% due to the coagulation of liquid droplets in a thin layer centrifugal field with a change in the swirl angle of the gas stream.

Claims

1. CENTRIFUGAL SEPARATION ELEMENT, comprising a shell, two successively installed swirls with guide vanes, a trap for separated liquid and a gas outlet pipe, characterized in that it contains a thin-layer nozzle placed between swirls with an annular gap to the ring and made in the form of pipes with a gap to one another, while the surface of the nozzle pipes from the side of the gas outlet pipe is perforated.

2. The element according to claim 1, characterized in that the guide vanes of the swirler are installed in the annular gaps of the ends of the nozzle.