RU2127630C1 - Газожидкостный сепаратор - Google Patents
Газожидкостный сепаратор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2127630C1 RU2127630C1 RU96104313A RU96104313A RU2127630C1 RU 2127630 C1 RU2127630 C1 RU 2127630C1 RU 96104313 A RU96104313 A RU 96104313A RU 96104313 A RU96104313 A RU 96104313A RU 2127630 C1 RU2127630 C1 RU 2127630C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- gas
- adjacent
- elements
- angle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
Abstract
Использование: для отделения газового потока от капель жидкости в химической, нефтехимической, пищевой и смежных отраслях промышленности. Сущность изобретения: газожидкостной сепаратор состоит из пластин, собранных в пакеты. Пластины выполнены с надрезами поочередно с каждой стороны от кромок с образованием зубцов и изогнуты так, что соседние центральные участки образуют между собой угол α, а зубцы остаются параллельными и лежат на продолжении биссектрисы угла α. В пакете между соседними пластинами образуются зигзагообразные каналы, причем смежные каналы оказываются развернутыми друг относительно друга. Зубцы соседних пластин лежат на одной прямой и вдоль их кромок установлены отсекатели, обеспечивающие отсечку пленки жидкости и ее отвод. Шаг между соседними элементами в пакете, угол отгиба пластин α и радиус отсекателей R связаны соотношением:
0,6>2R/t = 1-(0,8-1,2)sinα/2>0,2.
Касательная к граничной точке сечения отсекателя пересекает биссектрису угла α на расстоянии не менее чем 2R от его вершины, а воображаемое продолжение наклонной части пластины пересекает отсекатель. Секции элементов установлены со сдвигом друг относительно друга на величину половины шага между элементами в секции. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.
0,6>2R/t = 1-(0,8-1,2)sinα/2>0,2.
Касательная к граничной точке сечения отсекателя пересекает биссектрису угла α на расстоянии не менее чем 2R от его вершины, а воображаемое продолжение наклонной части пластины пересекает отсекатель. Секции элементов установлены со сдвигом друг относительно друга на величину половины шага между элементами в секции. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам для отделения газового потока от капель жидкости и может применяться в химической, нефтехимической, пищевой и смежных отраслях промышленности.
Известен ряд конструкций, предназначенных для отделения горизонтально направленного потока газа от капельной жидкости.
Известен газожидкостный сепаратор [1] , содержащий корпус, крышку и поддон, пакет жалюзийных пластин с вертикальными гофрами, в котором срыв жидкости, скопившейся на торцевых поверхностях жалюзийных пластин, предотвращается за счет установки сплошной задней стенки, заглушающей торцевые поверхности. Однако это приводит к росту гидравлического сопротивления и не исключает уноса капель через имеющуюся щель в крышке для выхода газа.
Известен вертикальный жалюзийный сепаратор [2] для отделения газа от дисперсной жидкой фазы, содержащий пакет волнистых вертикальных пластин, дренажную вертикальную трубу и наклонные перегородки, отклоняющие поток вниз. Однако отсутствие отсекателей пленки, сформировавшейся на поверхности пластин, приводит к вторичному уносу (срыву капель с торцевых поверхностей).
Обе описанные конструкции имеют пониженную эффективность сепарации при наличии гидродинамической неравномерности газожидкостного потока на входе в аппарат (первоначальном неравномерном поле скоростей потока). При этом не вся поверхность пластин используется для достижения требуемого эффекта.
Известен газожидкостный сепаратор [3], включающий корпус с патрубками ввода и вывода газа, внутри которого установлены секции сепарационных элементов, выполненных из пластин, расположенных под углом друг к другу; причем угол между пластинами каждой последующей секции меньше угла между пластинами предыдущей. Данная конструкция также обладает сравнительно высоким вторичным уносом с торцевых поверхностей вследствие отсутствия отсекателей пленки жидкости, образующейся на пластинах, характеризуется снижением эффективности при неравномерном начальном поле скоростей газожидкостного потока. Увеличение угла между пластинами в каждой последующей секции приводит к уменьшению сечения отдельных зигзагообразных каналов, увеличению относительных скоростей, что усугубляет предварительную возможную неравномерность поля скоростей и приводит к тому, что сепаратор работает не полной поверхностью.
Задачей изобретения является повышение эффективности сепарации за счет наиболее полного использования поверхности сепарационных элементов и снижения вторичного уноса жидкости при обеспечении незначительного гидравлического сопротивления.
Поставленная задача достигается тем, что пластины сепарационных элементов выполнены с надрезами, поочередно с каждой стороны от кромок с образованием зубцов и отогнуты таким образом, что соседние центральные участки пластин, заключенные между надрезами, образуют угол α, а боковые (зубцы) остаются параллельными и лежат на продолжении биссектрисы угла α, пластины собраны в пакеты так, что соседние элементы образуют зигзагообразные каналы, причем смежные каналы зеркально развернуты относительно друг друга, кромки зубцов смежных элементов лежат на одной прямой, а вдоль кромок установлены отсекатели неполного цилиндрического профиля.
Поставленная задача достигается также тем, что шаг между соседними элементами t в пакете, угол отгиба пластин α и радиус отсекателей R связаны соотношением:
0,6 > 2R/t = 1 - (0,8-1,2) sin α/2 > 0,2
Поставленная задача достигается также тем, что касательная к граничной точке сечения отсекателя пересекается с биссектрисой угла α на расстоянии не менее чем 2R от его вершины, а воображаемое продолжение наклонной части пластины пересекает отсекатель.
0,6 > 2R/t = 1 - (0,8-1,2) sin α/2 > 0,2
Поставленная задача достигается также тем, что касательная к граничной точке сечения отсекателя пересекается с биссектрисой угла α на расстоянии не менее чем 2R от его вершины, а воображаемое продолжение наклонной части пластины пересекает отсекатель.
Следует отметить, что в данном решении представлена конструкция, существенно отличающаяся от известной. Благодаря совокупности отличительных признаков у заявляемого решения появляются новые свойства:
вследствие образования оригинальной структуры в виде противоположно развернутых зигзагообразных каналов обеспечивается выравнивание поля скоростей таким образом, что все элементы сепаратора работают в равных условиях и конструкция работает полной поверхностью;
исключается срыв жидкости с кромок элементов и обеспечивается ее отвод;
соотношение геометрических размеров обеспечивает оптимальные условия движения газовой фазы при наименьшем гидравлическом сопротивлении.
вследствие образования оригинальной структуры в виде противоположно развернутых зигзагообразных каналов обеспечивается выравнивание поля скоростей таким образом, что все элементы сепаратора работают в равных условиях и конструкция работает полной поверхностью;
исключается срыв жидкости с кромок элементов и обеспечивается ее отвод;
соотношение геометрических размеров обеспечивает оптимальные условия движения газовой фазы при наименьшем гидравлическом сопротивлении.
На фиг. 1 показан общий вид сепаратора; на фиг. 2 - разрез 1-1 на фиг. 1; на фиг. 3 - элемент сепаратора; на фиг. 4 - развертка элемента сепаратора; на фиг. 5 - вариант установки соседних секций (пакетов).
Вертикальный газожидкостный сепаратор (фиг. 1) состоит из элементов 1 в виде пластин (фиг. 3), выполненных с надрезами 2, поочередно с каждой стороны от кромок 3 и 4. Пластины изогнуты так, что центральные участки 5 образуют угол α, а боковые 6 в виде зубцов остаются параллельными и лежат на продолжении биссектрисы 7 угла α. Элементы 1 собраны в пакеты с шагом t и образуют между соседними пластинами зигзагообразные каналы 8 для прохода газожидкостного потока.
Смежные каналы 8 и 8' развернуты относительно друг друга. Кромки зубцов 6, 6', 6'' смежных элементов лежат на одной прямой 9. Вдоль кромок зубцов на выходе потока установлены отсекатели 10 неполного цилиндрического профиля радиусом R.
При относительном расположении элементов сепаратора 1 и отсекателей 10 таким образом, что касательная 11 к граничной точке 12 сечения отсекателя 10 пересекает биссектрису 7 угла α на расстоянии не менее чем 2R от вершины угла 13, а воображаемое продолжение 14 наклонного (центрального) отражательного участка пластины 5 пересекает отсекатель, гарантируется предотвращение срыва капель с кромок и вторичного уноса.
Сепаратор работает следующим образом.
Секции сепаратора устанавливают в корпус таким образом, что прямые 9, образованные кромками зубцов 6, и отсекатели 10 являются вертикальными. Соседние секции могут быть установлены со сдвигом друг относительно друга (фиг. 5). Газожидкостный поток подают в сепаратор со стороны, противоположной той, где установлены отсекатели. Поток поступает в каналы, при этом в смежных рядах каналов 8 и 8', вследствие развернутого положения друг относительно друга последних, поперечные составляющие скорости направлены в разные стороны, что обеспечивает перераспределение потока и выравнивание поля скоростей даже в случае наличия первичной гидродинамической неравномерности на входе в аппарат. В результате элементы сепаратора работают в равных условиях полной поверхностью, что определяет высокую эффективность сепарации. Расположение сепарационных элементов обеспечивает полное перекрытие корпуса сепаратора в свету, что исключает проскок газожидкостного потока без контакта с поверхностью сепарационных элементов. При ударах и поворотах потока в каналах происходит осаждение и коагуляция вынесенных из объема газа капель на стенках каналов и формирование пленки, которая движется вдоль последних до отсекателя 10. Отсекатели выполняют также функцию каналов для отвода уловленной жидкости, которая стекает в пространстве цилиндрического профиля отсекателя под действием силы тяжести.
Особенности геометрической конфигурации, взаимное расположение отсекателей 10 и элементов 1, условие пересечения воображаемого продолжения наклонных участков элементов с отсекателями обеспечивают отсечку пленки, образующейся на пластинах, и повышают эффективность сепаратора.
При выполнении соотношения:
0,6 > 2R/t = 1 - (0,8 - 1,2) sin α/2 > 0,2 (1)
предложенная конструкция работает в наиболее оптимальных условиях и обеспечивает гидравлическое сопротивление. Это определяется следующими соображениями:
при проектировании аппаратуры обычно руководствуются принципами равенства сечений для различных участков пути движения газа и плавного перехода от одних сечений к другим [4] . Расстояние между параллельными наклонными участками соседних пластин a (см. фиг. 2) меньше шага t между пластинами, что следует из принципа образования зигзагообразных каналов. Из геометрии устройства видно, что a = tsinα/2. Условие равенства сечений предполагает, что размер выходного участка канала, с учетом наличия отсекателей, должен быть близок величине a ± 20%. Этот размер, как видно из фиг. 2, равен t - 2R. Отсюда справедливо:
t - 2R = (0,8 - 1,2) t sin α /2 (2)
Однако гидравлическое сопротивление определяется не только соотношением между основными геометрическими параметрами конструкции, но и величиной относительного свободного сечения выходных участков каналов, которое в нашем случае определяется: Sсв = 1 - 2R/t. Известно, что гидравлическое сопротивление тем меньше, чем больше Sсв. Если нижний предел свободного сечения выходного участка около 40%, гидравлическое сопротивление - незначительное, т.е.
0,6 > 2R/t = 1 - (0,8 - 1,2) sin α/2 > 0,2 (1)
предложенная конструкция работает в наиболее оптимальных условиях и обеспечивает гидравлическое сопротивление. Это определяется следующими соображениями:
при проектировании аппаратуры обычно руководствуются принципами равенства сечений для различных участков пути движения газа и плавного перехода от одних сечений к другим [4] . Расстояние между параллельными наклонными участками соседних пластин a (см. фиг. 2) меньше шага t между пластинами, что следует из принципа образования зигзагообразных каналов. Из геометрии устройства видно, что a = tsinα/2. Условие равенства сечений предполагает, что размер выходного участка канала, с учетом наличия отсекателей, должен быть близок величине a ± 20%. Этот размер, как видно из фиг. 2, равен t - 2R. Отсюда справедливо:
t - 2R = (0,8 - 1,2) t sin α /2 (2)
Однако гидравлическое сопротивление определяется не только соотношением между основными геометрическими параметрами конструкции, но и величиной относительного свободного сечения выходных участков каналов, которое в нашем случае определяется: Sсв = 1 - 2R/t. Известно, что гидравлическое сопротивление тем меньше, чем больше Sсв. Если нижний предел свободного сечения выходного участка около 40%, гидравлическое сопротивление - незначительное, т.е.
1-2R/t > 0,4 или 2R/t <0,6 (3)
Слишком большое свободное сечение выходного участка также нежелательно, т. к. возможно снижение эффективности сепарации. Предварительные испытания конструкции в лабораторных условиях показали, что сепаратор остается достаточно работоспособным при Sсв до 80%,
т.е.
Слишком большое свободное сечение выходного участка также нежелательно, т. к. возможно снижение эффективности сепарации. Предварительные испытания конструкции в лабораторных условиях показали, что сепаратор остается достаточно работоспособным при Sсв до 80%,
т.е.
2R/t > 0,2 (4)
Совместный анализ соотношений (2), (3) и (4) определил выражение (1).
Совместный анализ соотношений (2), (3) и (4) определил выражение (1).
Таким образом, предложенная в соответствии с формулой изобретения конструкция газожидкостного сепаратора обеспечивает эффективную сепарацию потока газа от жидкости при незначительном гидравлическом сопротивлении.
Claims (3)
1. Вертикальный газожидкостный сепаратор, включающий корпус с патрубками ввода и вывода газа, крышку и поддон со сливным патрубком, внутри корпуса установлены секции сепарационных элементов, выполненных из пластин, отличающийся тем, что пластины сепарационных элементов выполнены с надрезами поочередно с каждой стороны от кромок с образованием зубцов и отогнуты таким образом, что соседние центральные участки пластин, заключенные между надрезами, образуют угол α, а боковые зубцы остаются параллельными и лежат на продолжении биссектрисы угла α, пластины собраны в пакеты так, что соседние элементы образуют зигзагообразные каналы, причем смежные каналы зеркально развернуты относительно друг друга, кромки зубцов смежных элементов лежат на одной прямой, а вдоль кромок зубцов установлены отсекатели неполного цилиндрического профиля.
2. Газожидкостный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что шаг между соседними пластинами t в пакете, угол отгиба пластин α и радиус отсекателей R связаны соотношением
0,6 > 2R/t = 1-(0,8-1,2)sinα/2 > 0,2.
3. Газожидкостный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что касательная к граничной точке сечения отсекателя пересекает биссектрису угла α на расстоянии не менее, чем 2R от его вершины, а воображаемое продолжение наклонной части пластины пересекает отсекатель.
0,6 > 2R/t = 1-(0,8-1,2)sinα/2 > 0,2.
3. Газожидкостный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что касательная к граничной точке сечения отсекателя пересекает биссектрису угла α на расстоянии не менее, чем 2R от его вершины, а воображаемое продолжение наклонной части пластины пересекает отсекатель.
4. Газожидкостный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что секции элементов установлены со сдвигом друг относительно друга на величину половины шага между элементами в секции.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96104313A RU2127630C1 (ru) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | Газожидкостный сепаратор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96104313A RU2127630C1 (ru) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | Газожидкостный сепаратор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96104313A RU96104313A (ru) | 1998-06-10 |
RU2127630C1 true RU2127630C1 (ru) | 1999-03-20 |
Family
ID=20177709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96104313A RU2127630C1 (ru) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | Газожидкостный сепаратор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2127630C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2452550C1 (ru) * | 2010-12-03 | 2012-06-10 | Илшат Минуллович Валиуллин | Коллектор сбора жидкости для массообменных и сепарационных аппаратов |
RU2531192C1 (ru) * | 2013-04-10 | 2014-10-20 | Закрытое акционерное общество (ЗАО) "Интерпром" | Устройство для очистки воздуха |
RU2532178C1 (ru) * | 2013-04-01 | 2014-10-27 | ФГБОУ ВПО Ангарская государственная техническая академия | Цепной каплеотделитель для массообменных колонн |
RU2570056C1 (ru) * | 2014-10-23 | 2015-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью ООО "ВИНЕТА" | Устройство очистки воздуха |
RU182046U1 (ru) * | 2018-04-16 | 2018-08-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Массообменный аппарат |
-
1996
- 1996-03-04 RU RU96104313A patent/RU2127630C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SU, авторское свидетельство, кл. B 01 D 45/08, 1977. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2452550C1 (ru) * | 2010-12-03 | 2012-06-10 | Илшат Минуллович Валиуллин | Коллектор сбора жидкости для массообменных и сепарационных аппаратов |
RU2532178C1 (ru) * | 2013-04-01 | 2014-10-27 | ФГБОУ ВПО Ангарская государственная техническая академия | Цепной каплеотделитель для массообменных колонн |
RU2531192C1 (ru) * | 2013-04-10 | 2014-10-20 | Закрытое акционерное общество (ЗАО) "Интерпром" | Устройство для очистки воздуха |
RU2570056C1 (ru) * | 2014-10-23 | 2015-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью ООО "ВИНЕТА" | Устройство очистки воздуха |
RU182046U1 (ru) * | 2018-04-16 | 2018-08-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Массообменный аппарат |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2424032C2 (ru) | Устройство впуска жидкости, его применение и способ модернизации таких устройств | |
EP1881865B1 (en) | Fluid inlet device and its use | |
KR100203727B1 (ko) | 열교환기 | |
KR100948900B1 (ko) | 병류식 증기 액체 접촉 장치 | |
RU2076002C1 (ru) | Башенная насадка | |
US4198215A (en) | Fin deflector for separating liquid from a liquid/vapor mixture | |
US4597916A (en) | Method of and apparatus for intermediate lamella vapor liquid contact | |
JP4509388B2 (ja) | 三相分離器 | |
RU2176148C2 (ru) | Противоточная колонна с распределителем жидкости | |
EP0130745A2 (en) | Expanded metal packing and method of manufacture | |
JP2813369B2 (ja) | 気体流から液体小滴を分離する装置 | |
HUE035854T2 (en) | A method for separating gas-liquid collision separators and droplets using them | |
EP0757583B1 (en) | Vapor-liquid contact tray and downcomer assembly and method employing same | |
RU2127630C1 (ru) | Газожидкостный сепаратор | |
JP5214961B2 (ja) | 液滴を含む流体流から流体を分離する装置、又はその装置を備えたデバイス、及び、その装置、又はデバイスである多段液滴分離器を運転する方法 | |
RU2403961C1 (ru) | Способ и устройство для распределения жидкости | |
US2916264A (en) | Heat exchanger | |
TWI701074B (zh) | 具有交叉接觸的蒸汽液體接觸設備及方法 | |
US7156241B2 (en) | Composite fluid separator | |
RU96104313A (ru) | Газожидкостный сепаратор | |
RU2384362C1 (ru) | Регулярная насадка | |
EP0615776A1 (en) | Oil separators | |
SU1674916A1 (ru) | Устройство дл отделени жидкости | |
SU729881A1 (ru) | Газожидкостна контактна колонна | |
RU2060768C1 (ru) | Контактное устройство для массообменных аппаратов |