RU2122880C1

RU2122880C1 - Device for contact of liquid and gas

Info

Publication number: RU2122880C1
Application number: RU97120615A
Authority: RU
Inventors: Г.К. Зиберт
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 1998-12-10

Abstract

FIELD: gas and gas-processing industries, chemical and petrochemical industries in column or separation apparatus for preparation and processing of gas, gas condensate or oil. SUBSTANCE: device includes swirler with supply passages, sleeve with liquid supply passages and holes for primary separation connected with drain well, fairing and film remover mounted coaxially on base. mounted inside device between sleeve and swirler is diaphragm made in form of ring above which tangential passages are located in lower portion of sleeve. Tangential passages used for delivery of liquid are made in form of flanged holes; sizes of flanges do not exceed width of diaphragm ring; upper portion of drain well is located in clearance between sleeve and film remover. Holes of tangential passages for delivery of liquid are flanged aside similarly to holes of tangential passages for delivery of gas and are located above them symmetrically relative to base. EFFECT: increased range of effect operation of device at automatic increase of liquid flow rate in case of increase of gas flow rate. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к газовой, газоперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности и может быть использовано в колонных или сепарационных аппаратах установок подготовки и переработки газа, газового конденсата или нефти. The invention relates to the gas, gas processing, chemical and petrochemical industries and can be used in columned or separation apparatuses for the treatment and processing of gas, gas condensate or oil.

Известно устройство для контакта жидкости и газа (авт. св. N 475160 от 14.10.75, кл. B 01 D 3/26), включающее цилиндрический стакан, в котором соосно размещен осевой завихритель и выполнены по периметру стакана каналы для подачи жидкости, а в верхней части стакана соосно размещен пленкосъемник жидкости. A device for contacting liquid and gas (ed. St. N 475160 from 14.10.75, class B 01 D 3/26), comprising a cylindrical glass in which an axial swirler is coaxially placed and channels for supplying liquid are made along the perimeter of the glass, and in the upper part of the glass, a fluid film remover is coaxially placed.

Недостатком указанного устройства является размещение каналов для подачи жидкости в зоне повышенного давления, образуемой при закрутке газового потока на внутренней стенке стакана, что снижает расход подаваемой жидкости на контакт с газом. The disadvantage of this device is the location of the channels for supplying liquid in the high pressure zone formed when the gas stream is twisted on the inner wall of the glass, which reduces the flow rate of the supplied liquid to contact with the gas.

Известно устройство для контакта жидкости и газа (патент N 1149475 от 20.07.94, кл. B 01 D 3/26, прототип), содержащее коаксиально установленные на основании завихритель с тангенциальными каналами для подачи газа, стакан с каналами для подачи жидкости, обтекатель и пленкосъемник. A device for contacting liquid and gas (patent N 1149475 from 07.20.94, class B 01 D 3/26, prototype), containing a swirl coaxially mounted on the base with tangential channels for supplying gas, a glass with channels for supplying liquid, a fairing and film stripper.

В этом устройстве за счет размещения каналов подачи жидкости в центральной разряженной зоне устранен недостаток устройства, приведенного в качестве аналога. In this device, due to the placement of fluid supply channels in the central discharged zone, the disadvantage of the device provided as an analogue has been eliminated.

Недостатком этого устройства является небольшой диапазон работы из-за малого расхода жидкости в связи с ограничением площади входных каналов для подачи жидкости. Увеличение сечения трубок уменьшает сечение патрубка и увеличивает гидравлическое сопротивление элемента. Для устранения последнего необходимо увеличение межторного расстояния, то есть увеличение металлоемкости. The disadvantage of this device is the small operating range due to the low flow rate due to the limitation of the area of the input channels for supplying liquid. An increase in the cross section of the tubes reduces the cross section of the nozzle and increases the hydraulic resistance of the element. To eliminate the latter, it is necessary to increase the inter-distance, that is, an increase in metal consumption.

Кроме того, к недостаткам следует отнести унос жидкости с газом, выходящим из-под пленкосъемника. Этот недостаток может быть частично устранен при помощи каналов для первичной сепарации жидкости, которые выполняются в стакане и соединяются со сливным карманом (см. авт.св. N 683760, кл. B 03 D 3/30). In addition, the drawbacks include the entrainment of liquid with gas coming out from under the film stripper. This drawback can be partially eliminated by channels for primary liquid separation, which are carried out in a glass and connected to a drain pocket (see ed. St. N 683760, class B 03 D 3/30).

Целью изобретения является расширение диапазона эффективной работы устройства. The aim of the invention is to expand the range of effective operation of the device.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контакта газа и жидкости, содержащем коаксиально установленные на основании завихритель с тангенциальными каналами для подачи газа, стакан с каналами для подачи жидкости и отверстиями для первичной сепарации, соединенными со сливным карманом, обтекатель и пленкосъемник, между стаканом и завихрителем внутри устройства установлена диафрагма в виде кольца, над которой в нижней части стакана расположены тангенциальные каналы для подачи жидкости, выполненные в виде отбортованных отверстий с размерами отбортовок, не превышающими ширину кольца диафрагмы, а верхняя часть сливного кармана расположена в зазоре между стаканом и пленкосъемником, отверстия тангенциальных каналов для подачи жидкости отбортованы в ту же сторону, как и отверстия тангенциальных каналов для подачи газа, и симметричны им относительно основания. This goal is achieved by the fact that in the device for contacting gas and liquid, containing a swirl coaxially mounted on the base with tangential channels for supplying gas, a glass with channels for supplying liquid and holes for primary separation connected to the drain pocket, a cowl and a film stripper, between the glass and a diaphragm in the form of a ring is installed inside the device with a swirler, above which in the lower part of the glass there are tangential channels for supplying liquid, made in the form of flanged holes there are holes with flanges not exceeding the width of the diaphragm ring, and the upper part of the drain pocket is located in the gap between the glass and the film stripper, the openings of the tangential channels for supplying liquid are flanged in the same direction as the openings of the tangential channels for supplying gas, and are symmetrical with respect to the base .

Выполнение между стаканом и завихрителем диафрагмы в виде кольца и тангенциальных каналов для подачи жидкости в виде отбортованных отверстий с размерами отбортовок, не превышающими ширину кольца диафрагмы, и расположение этих отверстий в нижней части стакана по его окружности позволило увеличить входное сечение для жидкости в зоне разрежения, так как каналы расположены не в центре, где площадь ограничена, а на периферии стакана. Это позволило увеличить расход жидкости, не снижая гидравлического сопротивления элемента устройства, и тем самым расширить диапазон эффективной работы устройства. The implementation between the glass and the swirl diaphragm in the form of a ring and tangential channels for supplying liquid in the form of flanged holes with flanges not exceeding the width of the diaphragm ring, and the location of these holes in the lower part of the glass along its circumference allowed to increase the inlet section for the liquid in the rarefaction zone, since the channels are not located in the center, where the area is limited, but on the periphery of the glass. This allowed to increase the flow rate of the liquid without reducing the hydraulic resistance of the element of the device, and thereby expand the range of effective operation of the device.

Выполнение тангенциальных каналов для подачи жидкости стакана комбинированными с тангенциальными и осевыми каналами для подачи газа завихрителя таким образом, что отверстия тангенциальных каналов для подачи жидкости отбортованы в ту же сторону, как и отверстия тангенциальных каналов для подачи газа, и симметричны им относительно основания устройства, позволило увеличить площадь сечения прохода газа и расход газа при снижении гидравлического сопротивления устройства, а также увеличило разрежение и расход по жидкости. The implementation of the tangential channels for supplying the liquid of the cup combined with the tangential and axial channels for supplying gas of the swirler so that the holes of the tangential channels for supplying the liquid are flanged in the same direction as the holes of the tangential channels for supplying the gas and are symmetrical with respect to the base of the device, increase the cross-sectional area of the gas passage and gas flow rate while reducing the hydraulic resistance of the device, and also increased the vacuum and liquid flow rate.

Расположение верхней части сливного кармана в зазоре между стаканом и пленкосъемником позволило за счет дифрагирования выходного канала вторичной сепарации значительно уменьшить вторичный унос жидкости с газом, выходящим из-под пленкосъемника, что в свою очередь позволило расширить диапазон эффективной работы устройства при увеличении расхода газа. The location of the upper part of the drain pocket in the gap between the glass and the film stripper, due to the diffraction of the output channel of the secondary separation, significantly reduced the secondary entrainment of liquid with gas coming out from under the film stripper, which in turn allowed us to expand the range of effective operation of the device with an increase in gas flow.

Заявителю не известно из существующего уровня техники устройств для контакта жидкости и газа, в которых увеличение диапазона эффективной работы достигалось бы подобным образом. The applicant does not know from the existing prior art devices for contacting liquid and gas in which an increase in the range of effective operation would be achieved in a similar manner.

На фиг. 1 представлено устройство для контакта жидкости с газом. In FIG. 1 shows a device for contacting a liquid with a gas.

На фиг. 2 - сечение А-А, поперечное сечение по тангенциальным каналам подачи жидкости. In FIG. 2 - section aa, cross section along the tangential channels of the fluid supply.

На фиг. 3 - сечение Б-Б, поперечное сечение по тангенциальным каналам подачи газа. In FIG. 3 - section BB, cross section along the tangential channels of the gas supply.

Устройство состоит из основания 1 и коаксиально установленных завихрителя 2, стакана 3 с отверстиями для первичной сепарации жидкости 4, расположенными в его верхней части и соединенными с карманом 5 для отвода жидкости, пленкосъемника 6, обтекателя 7, диафрагмы 8, расположенной между завихрителем 2 и стаканом 3, внутри устройства, и тангенциальных каналов для подачи жидкости, выполненных в виде отбортованных отверстий 9, с размерами отбортовок, не превышающими ширину кольца диафрагмы, в нижней части стакана 3 над диафрагмой 8. The device consists of a base 1 and a coaxially mounted swirl 2, a cup 3 with holes for the primary separation of liquid 4 located in its upper part and connected to a pocket 5 for draining the liquid, a film stripper 6, fairing 7, aperture 8 located between the swirl 2 and the cup 3, inside the device, and tangential channels for supplying liquid, made in the form of flanged holes 9, with flanging sizes not exceeding the width of the diaphragm ring, in the lower part of the glass 3 above the diaphragm 8.

Завихритель 2 состоит из корпуса 10, в верхней части которого выполнены тангенциальные каналы для подачи газа в виде отбортованных отверстий 11. Внутри корпуса 10 расположены осевые лопатки 12. The swirl 2 consists of a housing 10, in the upper part of which there are tangential channels for supplying gas in the form of flanged holes 11. Inside the housing 10 are axial blades 12.

Отверстия 9 тангенциальных каналов для подачи жидкости отбортованы в ту же сторону, как и отверстия 11 тангенциальных каналов для подачи газа, и симметричны им относительно основания 1. The holes 9 of the tangential channels for supplying liquid are flanged in the same direction as the holes 11 of the tangential channels for supplying gas, and are symmetrical with respect to the base 1.

Карман 5 соосно зафиксирован со стаканом 3 дистанционным прутками 13, а каплесъемник 6 дистанционными прутками 14. The pocket 5 is coaxially fixed with the glass 3 by the remote bars 13, and the dropper 6 by the remote bars 14.

Обтекатель 7 соосно зафиксирован со стаканом распорками 15, корпус завихрителя 10 соосно установлен в отверстии основания 1 и закреплен на нем. The cowling 7 is coaxially fixed with the cup struts 15, the casing of the swirler 10 is coaxially mounted in the hole of the base 1 and mounted on it.

Стакан 3 соосно установлен в диафрагме 8 и жестко закреплен в ней. Стакан 3 и завихритель 2 соединены резьбовым соединением, состоящим, например, из болта 16 и гайки 17, соединенной с осевыми лопатками 12. The glass 3 is coaxially mounted in the diaphragm 8 and is rigidly fixed in it. The glass 3 and the swirler 2 are connected by a threaded connection, consisting, for example, of a bolt 16 and a nut 17 connected to the axial blades 12.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Газовый поток подается под основание 1 в завихритель 2, в котором газ закручивается, частично проходя через осевые каналы между осевыми лопатками 12, а частично через отверстия 11 тангенциальных каналов. В закрученный газовый поток в стакане через отверстия 9 тангенциальных каналов всасывается жидкость. А, так как тангенциальные каналы выполнены по окружности стакана 3 в его нижней части над диафрагмой 8 в теневой ее стороне в виде отверстий 9, отбортованных в ту же сторону, как и отверстия 11 тангенциальных каналов для подачи газа, и симметричны им относительно основания 1, а размеры отбортовок не превышают ширину кольца диафрагмы, поток жидкости ориентируется в направлении закрученного потока газа. После чего часть жидкости поднимается в закрученном виде по внутренней стенке стакана 3 и отводится в карман 5 через отверстия первичной сепарации жидкости 4. Другая же ее часть поднимается по оси закрученного газового потока, дробится на распорках 15 и формируется в виде пленки на поверхности обтекателя 7. Затем жидкостная пленка диспергируется закрученным газовым потоком, срывающим ее с наружной кромки обтекателя 7, на мельчайшие капли. Из образовавшегося таким образом газожидкостного потока во внутреннем объеме стакана 3 жидкость отделяется на первой ступени сепарации через отверстия 4 в карман 5 и затем оставшаяся жидкость отделяется в канале меду пленкосъемником 6 и верхней частью кармана 5. Для исключения попадания большого количества газа в канал между стаканом 3 и пленкосъемником 6 он дифрагмируется верхней частью кармана 5. Осушенный газ направляется на вышележащую ступень контакта. The gas stream is fed under the base 1 to the swirler 2, in which the gas is twisted, partially passing through the axial channels between the axial blades 12, and partially through the holes 11 of the tangential channels. Liquid is sucked into the swirling gas stream in a glass through the openings 9 of the tangential channels. And, since the tangential channels are made around the circumference of the glass 3 in its lower part above the diaphragm 8 in its shadow side in the form of holes 9, flanged in the same direction as the holes 11 of the tangential channels for supplying gas, and are symmetrical with respect to the base 1, and the dimensions of the flanges do not exceed the width of the diaphragm ring, the fluid flow is oriented in the direction of the swirling gas flow. After that, part of the liquid rises in a swirling form along the inner wall of the glass 3 and is withdrawn into the pocket 5 through the holes of the primary separation of liquid 4. Another part of it rises along the axis of the swirling gas stream, is crushed on the spacers 15 and is formed into a film on the surface of the fairing 7. Then the liquid film is dispersed by a swirling gas stream, tearing it from the outer edge of the fairing 7, into tiny drops. From the gas-liquid flow thus formed in the internal volume of the glass 3, the liquid is separated in the first separation stage through the openings 4 into the pocket 5 and then the remaining liquid is separated in the channel by honey with a film scraper 6 and the upper part of the pocket 5. To prevent a large amount of gas from entering the channel between the glass 3 and a film stripper 6, it is diffracted by the upper part of the pocket 5. The dried gas is directed to the overlying contact stage.

Выполнение диафрагмы 8 в виде кольца, расположенного между корпусом завихрителя 10 и стаканом 3, и тангенциальных каналов для подачи жидкости в нижней части стакана 3 над диафрагмой 8 в виде отбортованных отверстий 9, размеры которых не превышают ширину диафрагмы, отбортованы в ту же сторону, как и отверстия тангенциальных каналов для подачи газа, и симметричны им относительно основания, позволило значительно увеличить входное сечение канала для подачи жидкости в зоне разрежения, так как каналы расположены не в центре, где сечение стакана ограничено, а на периферии, тем самым увеличивая расход по газу и жидкости при снижении гидравлического сопротивления устройства. The implementation of the diaphragm 8 in the form of a ring located between the casing of the swirler 10 and the nozzle 3, and tangential channels for supplying liquid in the lower part of the nozzle 3 above the diaphragm 8 in the form of flanged holes 9, the dimensions of which do not exceed the width of the diaphragm, are flanged in the same direction as and the openings of the tangential channels for supplying gas, and symmetrical to them relative to the base, significantly increased the inlet section of the channel for supplying liquid in the rarefaction zone, since the channels are not located in the center, where An'ichi, and at the periphery, thereby increasing the flow of gas and liquid with a decrease of the hydraulic resistance of the device.

Верхняя часть кармана 5, расположенная в зазоре между стаканом 3 и пленкосъемником 6, играет роль диафрагмы в выходном канале вторичной сепарации жидкости, обеспечивающей эффективную очистку выходного потока газа при увеличении его расхода. The upper part of the pocket 5, located in the gap between the glass 3 and the film stripper 6, plays the role of a diaphragm in the output channel of the secondary liquid separation, which ensures effective cleaning of the gas outlet stream with an increase in its flow rate.

Все это позволило увеличить диапазон эффективной работы устройства, обеспечивая автоматическое увеличение расхода жидкости при увеличении расхода газа. All this allowed to increase the range of effective operation of the device, providing an automatic increase in fluid flow with increasing gas flow.

Claims

1. A device for contacting gas and liquid, containing a swirl coaxially mounted on the base with tangential channels for supplying gas, a glass with channels for supplying liquid and holes for primary separation connected to the drain pocket, a cowl and a film stripper, characterized in that between the glass and a swirl inside the device has a diaphragm in the form of a ring, above which in the lower part of the glass there are tangential channels for supplying liquid, made in the form of flanged holes, with dimensions and flanges not exceeding the width of the diaphragm ring, and the upper part of the drain pocket is located in the gap between the glass and the film stripper.

2. The device according to claim 1, characterized in that the openings of the tangential channels for supplying liquid are flanged in the same direction as the openings of the tangential channels for supplying gas.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the openings of the tangential channels of the fluid supply are located above the openings of the tangential channels of the gas supply and are symmetrical with respect to the base.