RU2287358C1 - Separating filter element for cleaning and drying gases - Google Patents
Separating filter element for cleaning and drying gases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2287358C1 RU2287358C1 RU2005117711/15A RU2005117711A RU2287358C1 RU 2287358 C1 RU2287358 C1 RU 2287358C1 RU 2005117711/15 A RU2005117711/15 A RU 2005117711/15A RU 2005117711 A RU2005117711 A RU 2005117711A RU 2287358 C1 RU2287358 C1 RU 2287358C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layers
- group
- groups
- thickness
- lesser
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области техники очистки и осушки различных газов, преимущественно для очистки и осушки углеводородных газов в местах их добычи при подготовке их к транспортировке по газопроводу.The invention relates to the field of cleaning and drying various gases, mainly for cleaning and drying hydrocarbon gases in places of their production in preparation for transportation through a gas pipeline.
Известен фильтрующий элемент для очистки газа от твердых частиц и капель, который образован перфорированным или сетчатым цилиндром, окруженным слоем фильтровального материала, расположенным между внутренним перфорированным или сетчатым цилиндром и таким же внешним цилиндром, при этом последний помешен внутри цилиндра, образованного из материала с открытыми порами, например полиэфирными нитями, в котором происходит коалесценция капель, снаружи поверхность этого цилиндра покрыта слоем пористого материала с вертикальными канавками, в которых происходит стекание задержанной жидкости под действием капиллярных сил и гравитации в нижнюю часть фильтрующего элемента, откуда она выводится через дренажное отверстие в корпусе фильтра, причем очищаемый газ вводится сверху в центральный канал и проходит в радиальном направлении через слой фильтрующего материала и пористого материала, где происходит коалесценция капель и стекание жидкости по канавкам внешнего слоя (см. патент US 5961678, кл. В 01 D 29/15, 05.10.1999).Known filter element for cleaning gas from solid particles and droplets, which is formed by a perforated or mesh cylinder, surrounded by a layer of filter material located between the inner perforated or mesh cylinder and the same external cylinder, the latter being placed inside a cylinder formed of open-pore material for example, polyester yarns, in which coalescence of droplets takes place, the surface of this cylinder is covered on the outside with a layer of porous material with vertical grooves, which drains the retained liquid under the action of capillary forces and gravity to the lower part of the filter element, from where it is discharged through a drainage hole in the filter housing, the gas being cleaned is introduced from above into the central channel and passes radially through a layer of filter material and porous material, where coalescence of droplets and draining of liquid along the grooves of the outer layer (see patent US 5961678, class B 01 D 29/15, 10/05/1999).
Образующий фильтрующий слой материал имеет невысокую прочность, что требует использования множества деталей, которые повышают жесткость конструкции, что усложняет и удорожает конструкцию фильтрующего элемента.The material forming the filter layer has a low strength, which requires the use of many parts that increase the rigidity of the structure, which complicates and increases the cost of the design of the filter element.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является фильтр-сепарационный элемент для очистки и осушки газов, выполненный вертикально установленным в виде многослойного полого цилиндра, каждый цилиндрический слой которого выполнен из термоскрепленных в местах пересечений нитей термопластичного полимера, причем слои в элементе разбиты на группы слоев с одинаковой плотностью в каждой группе и различной плотностью укладки между группами слоев (патент RU 2224580, кл. В 01 D 46/30, 27.02.2004).The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a filter separation element for cleaning and drying gases, made vertically mounted in the form of a multilayer hollow cylinder, each cylindrical layer of which is made of thermally bonded thermoplastic polymer threads at the intersections, the layers in the element are divided into groups of layers with the same density in each group and different stacking densities between the groups of layers (patent RU 2224580, class B 01 D 46/30, 02.27.2004).
Однако конструкция данного фильтр-сепарационного элемента достаточно сложна. Использование слоев из насыпного материала приводит к увеличению габаритов фильтра, при этом необходимо обеспечить герметичность, особенно по торцевым поверхностям, поскольку слои не связаны механически между собой. Использование селикогелей приводит к необходимости периодической регенерации фильтров, что усложняет их эксплуатацию.However, the design of this filter separation element is quite complicated. The use of layers of bulk material leads to an increase in the dimensions of the filter, and it is necessary to ensure tightness, especially along the end surfaces, since the layers are not mechanically connected to each other. The use of selicogels leads to the need for periodic regeneration of filters, which complicates their operation.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является оптимизация размеров фильтр-сепарационного элемента, повышение его механической прочности за счет обеспечения механической связи между слоями и повышение ресурса работы за счет использования материалов, которые не насыщаются влагой.The problem to which the present invention is directed is to optimize the size of the filter separation element, increase its mechanical strength by providing mechanical bonding between the layers and increase the service life by using materials that are not saturated with moisture.
Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является повышение надежности и увеличение ресурса работы фильтр-сепарационного элемента.The technical result achieved by using the invention is to increase reliability and increase the service life of the filter separation element.
Указанная техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что фильтр-сепарационный элемент для очистки и осушки газов выполнен в виде вертикально установленного многослойного полого цилиндра, каждый цилиндрический слой которого выполнен из термоскрепленных в местах пересечений нитей термопластичного полимера, причем слои в элементе разбиты на группы слоев с одинаковой плотностью в каждой группе и различной плотностью укладки между группами слоев, при этом элемент имеет 3 последовательно расположенных по ходу газа через элемент группы слоев - 1, 2 и 3, при этом толщина 1-й группы слоев равна толщине 3-й группы слоев, но меньше 2-й группы слоев, угол наклона нитей к вертикали в 3-й группе слоев больше угла наклона нитей к вертикали во 2-й группе слоев, но меньше чем в 1-й группе слоев, пористость 1-й группы слоев меньше пористости 2-й группы слоев, но больше 3-й группы слоев, а плотность укладки слоев 1-й группы слоев больше плотности укладки 2-й группы слоев, но меньше 3-й группы слоев.The specified technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the filter-separation element for cleaning and drying gases is made in the form of a vertically mounted multilayer hollow cylinder, each cylindrical layer of which is made of thermally bonded thermoplastic polymer threads at the intersections, and the layers in the element are divided into groups of layers with the same density in each group and different stacking density between groups of layers, while the element has 3 sequentially arranged about the gas flow through the element of the layer group - 1, 2 and 3, while the thickness of the 1st group of layers is equal to the thickness of the 3rd group of layers, but less than the 2nd group of layers, the angle of inclination of the threads to the vertical in the 3rd group of layers is greater the angle of inclination of the threads to the vertical in the 2nd group of layers, but less than in the 1st group of layers, the porosity of the 1st group of layers is less than the porosity of the 2nd group of layers, but greater than the 3rd group of layers, and the packing density of the layers is 1- of the 1st group of layers is higher than the packing density of the 2nd group of layers, but less than the 3rd group of layers.
Предпочтительно, чтобы толщина 1, 2 и 3 группы слоев составляла соответственно 10, 20 и 10 мм.Preferably, the thickness of the 1, 2 and 3 groups of layers is 10, 20 and 10 mm, respectively.
Предпочтительно, чтобы угол наклона нитей к вертикали 1, 2 и 3 группы слоев составлял соответственно 40°, 25° и 32°.Preferably, the angle of inclination of the threads to the vertical 1, 2 and 3 groups of layers was respectively 40 °, 25 ° and 32 °.
Предпочтительно, чтобы пористость 1, 2 и 3 группы слоев составляла соответственно 65%, 70% и 58%.Preferably, the porosity of the 1, 2, and 3 groups of layers is 65%, 70%, and 58%, respectively.
Предпочтительно, чтобы плотность укладки нитей 1, 2 и 3 группы слоев составляла соответственно 190 кг/м3, 160 кг/м3 и 210 кг/м3.Preferably, the packing density of the yarns 1, 2 and 3 of the layer group is 190 kg / m 3 , 160 kg / m 3 and 210 kg / m 3, respectively.
В процессе изготовления опытных партий картриджа и испытаний их на гидродинамических стендах отработана оптимальная конструкция фильтр-сепарационного элемента. Он имеет три группы слоев, наматываемых за одну установку и сшитых между собой в процессе намотки.In the process of manufacturing pilot batches of the cartridge and testing them on hydrodynamic stands, the optimal design of the filter separation element has been worked out. It has three groups of layers wound in a single installation and sewn together during the winding process.
Функциональное назначение групп слоев по ходу движения газа через элемент следующее:The functional purpose of the layer groups along the gas flow through the element is as follows:
Первая, например внутренняя, группа слоев имеет высокую коагулирующую способность - здесь мелкие капли укрупняются и оседают в пленки на поверхности нитей и частично стекающие вниз, частично попадающие во второй подслой.The first, for example, inner, group of layers has a high coagulating ability - here small droplets coarsen and settle into films on the surface of the threads and partially flow down, partially fall into the second sublayer.
Вторая группа слоев обладает высокой дренирующей способностью - в нем жидкость под действием гравитации стекает в нижнюю часть элемента.The second group of layers has a high drainage ability - in it, the liquid flows under the action of gravity to the lower part of the element.
Третья, например наружная, группа слоев выполняет функцию обеспечения прочности всей конструкции на сжатие при уплотнении торцов и на разрыв при росте гидравлического сопротивления, т.е. по существу третья группа слоев является каркасом фильтр-сепарационного элемента и одновременно эта группа слоев обеспечивает окончательную очистку газа от жидкости, обладая наименьшей пористостью.The third, for example, outer, group of layers fulfills the function of ensuring the strength of the entire structure in compression during compaction of the ends and in tensile strength with an increase in hydraulic resistance, i.e. essentially the third group of layers is the frame of the filter separation element, and at the same time this group of layers provides the final cleaning of the gas from the liquid, having the least porosity.
Необходимо отметить, что последовательность групп слоев в вертикально установленном элементе зависит от конструктивных особенностей массообменного аппарата, в котором устанавливают описываемые фильтр-сепарационные элементы. При подводе осушаемого и очищаемого газа внутрь элемента первая группа слов образует внутреннюю поверхность элемента, а при подводе осушаемого и очищаемого газа снаружи, первая группа слоев образует, соответственно, наружную поверхность фильтр-сепарационного элемента.It should be noted that the sequence of groups of layers in a vertically mounted element depends on the design features of the mass transfer apparatus, in which the described filter-separation elements are installed. When the drained and cleaned gas is supplied inside the element, the first group of words forms the inner surface of the element, and when the drained and cleaned gas is supplied outside, the first group of layers forms, respectively, the outer surface of the filter-separation element.
Для обеспечения описанных выше функций первая и вторая группы слоев достаточно рыхлые и имеют меньшие углы наклона нитей и большую пористость, чем третья группа слоев. Таким образом первая и вторая группы слоев обладают высокой «грязеемкостью», однако, учитывая, что вторая группа слоев предназначена для отвода жидкости из элемента, которая формируется в жидкостные пленки как на выходе из первой группы слоев, так и на входе в третью группу слоев, толщина второй группы слоев наибольшая, так же как наибольшая и пористость этой группы слоев, а наклон нитей к вертикали наименьший, что также облегчает отвод из элемента жидкой среды. Количество твердых механических примесей, которые могут быть накоплены в этих группах слоев при одинаковом росте гидравлического сопротивления в 6-7 раз выше, чем для слоев известных конструкций фильтр-сепарационных элементов. Указанные выше числовые значения, характеризующие группы слоев, получены в ходе опытной эксплуатации, при которой были показаны наилучшие показатели работы фильтр-сепарационных элементов.To ensure the functions described above, the first and second groups of layers are quite loose and have smaller filament angles and greater porosity than the third group of layers. Thus, the first and second groups of layers have a high "dirt capacity", however, given that the second group of layers is designed to drain liquid from the element, which is formed into liquid films both at the outlet of the first group of layers and at the entrance to the third group of layers, the thickness of the second group of layers is the greatest, as well as the largest and porosity of this group of layers, and the inclination of the filaments to the vertical is the smallest, which also facilitates the removal of liquid medium from the element. The amount of solid mechanical impurities that can be accumulated in these groups of layers with the same increase in hydraulic resistance is 6-7 times higher than for layers of known structures of filter-separation elements. The numerical values indicated above characterizing the groups of layers were obtained during the trial operation, at which the best performance indicators of the filter-separation elements were shown.
На чертеже схематически представлен продольный разрез фильтр-сепарационного элемента.The drawing schematically shows a longitudinal section of a filter separation element.
Учитывая, что сущность изобретения касается конструкции непосредственно фильтр-сепарационного элемента, в описании не раскрыта конструкция фильтр-сепарационного элемента в том виде, как он установлен в массообменном аппарате. Понятно, что верхняя торцевая поверхность элемента должна быть закрыта крышкой, которая предотвращает перетекание неочищенного и неосушенного газа в пространство массообменного аппарата, куда поступает осушенный и очищенный газ. Снизу элемент должен быть снабжен устройством отвода из него жидкой среды, которую отделяют от газа, например поддоном для сбора жидкой среды и патрубками для ее отвода из поддона. Одновременно поддон может служить устройством для герметизации нижней торцевой поверхности фильтр-сепарационного элемента.Given that the essence of the invention relates to the design of the filter separation element itself, the description does not disclose the design of the filter separation element as it is installed in the mass transfer apparatus. It is clear that the upper end surface of the element must be covered with a lid, which prevents the flow of untreated and non-dried gas into the space of the mass transfer apparatus, where the dried and purified gas enters. From below, the element should be equipped with a device for draining a liquid medium from it, which is separated from the gas, for example, a tray for collecting a liquid medium and nozzles for its removal from the pallet. At the same time, the pan can serve as a device for sealing the lower end surface of the filter separation element.
Фильтр-сепарационный элемент для очистки и осушки газов выполнен в виде вертикально установленного многослойного полого цилиндра, каждый цилиндрический слой которого выполнен из термоскрепленных в местах пересечений нитей термопластичного полимера. Слои в элементе разбиты на группы слоев с одинаковой плотностью в каждой группе и различной плотностью укладки между группами слоев. Элемент имеет три последовательно расположенных по ходу газа через элемент группы слоев - 1, 2 и 3, при этом толщина 1-й группы слоев равна толщине 3-й группы слоев, но меньше 2-й группы слоев, угол наклона нитей к вертикали в 3-й группе слоев больше угла наклона нитей к вертикали во 2-й группе слоев, но меньше чем в 1-й группе слоев, пористость 1-й группы слоев меньше пористости 2-й группы слоев, но больше 3-й группы слоев, а плотность укладки слоев 1-й группы слоев больше плотности укладки 2-й группы слоев, но меньше 3-й группы слоев.The filter-separation element for cleaning and drying gases is made in the form of a vertically mounted multilayer hollow cylinder, each cylindrical layer of which is made of thermoplastic polymer that is thermally bonded at the intersection of the threads. The layers in the element are divided into groups of layers with the same density in each group and different stacking densities between the groups of layers. The element has three sequentially located along the gas through the element groups of layers - 1, 2 and 3, while the thickness of the 1st group of layers is equal to the thickness of the 3rd group of layers, but less than the 2nd group of layers, the angle of inclination of the threads to the vertical is 3 the 1st group of layers is greater than the angle of inclination of the filaments to the vertical in the 2nd group of layers, but less than in the 1st group of layers, the porosity of the 1st group of layers is less than the porosity of the 2nd group of layers, but greater than the 3rd group of layers, and the packing density of the layers of the 1st group of layers is higher than the packing density of the 2nd group of layers, but less than the 3rd group of layers.
Фильтр-сепарационный элемент изготавливают из термопластичного полимера, предпочтительно из полипропилена, причем в процессе намотки полузатвердевшей нити предварительно расплавленного полипропилена на бабину, последняя одновременно вращается и совершает возвратно-поступательные движения. Независимые друг от друга параметры процесса намотки - скорость подачи материала, скорость вращения и скорость возвратно-поступательного движения, регулируются и поддерживаются автоматически, что обеспечивает абсолютную идентичность отдельных элементов.The filter-separation element is made of a thermoplastic polymer, preferably polypropylene, moreover, during the winding of a semi-hardened yarn of pre-molten polypropylene onto a bobbin, the latter rotates at the same time and performs reciprocating movements. The winding process parameters independent from each other - the material feed rate, the rotation speed and the speed of the reciprocating movement, are automatically adjusted and maintained, which ensures the absolute identity of the individual elements.
Предпочтительно, чтобы толщина 1, 2 и 3 группы слоев составляла соответственно 10, 20 и 10 мм.Preferably, the thickness of the 1, 2 and 3 groups of layers is 10, 20 and 10 mm, respectively.
Предпочтительно, чтобы угол наклона нитей к вертикали 1, 2 и 3 группы слоев составлял соответственно 40°, 25° и 32°.Preferably, the angle of inclination of the threads to the vertical 1, 2 and 3 groups of layers was respectively 40 °, 25 ° and 32 °.
Предпочтительно, чтобы пористость 1, 2 и 3 группы слоев составляла соответственно 65%, 70% и 58%.Preferably, the porosity of the 1, 2, and 3 groups of layers is 65%, 70%, and 58%, respectively.
Предпочтительно, чтобы плотность укладки нитей 1, 2 и 3 группы слоев составляла соответственно 190 кг/м3, 160 кг/м3 и 210 кг/м3.Preferably, the packing density of the yarns 1, 2 and 3 of the layer group is 190 kg / m 3 , 160 kg / m 3 and 210 kg / m 3, respectively.
Фильтр-сепарационный картридж работает следующим образом.Filter separation cartridge operates as follows.
При прохождении газа, загрязненного твердыми (механическими) и жидкими примесями, в первой и во второй группе слоев происходит укрупнение капель с последующим высаживанием жидкости в пленки. Пленки жидкости, содержащей твердые и полутвердые примеси под действием гравитации, испытывая меньшее сопротивление при стекании вниз, чем при движении в горизонтальном направлении (особенно во второй группе слоев), дренируются в нижнюю часть картриджа. Таким образом внутри 1-й и 2-й группы слоев происходит разделение потока на очищенный от мехпримесей газ и на поток жидкости, содержащий ту часть твердых примесей, которые не осели на поверхности нитей. Одновременно происходит накопление твердых частиц по всей толщине первых двух групп слоев элемента.With the passage of gas contaminated with solid (mechanical) and liquid impurities, in the first and second groups of layers, droplets become larger and the liquid is deposited in films. Films of a liquid containing solid and semi-solid impurities under the influence of gravity, experiencing less resistance when flowing down than when moving in the horizontal direction (especially in the second group of layers), are drained to the bottom of the cartridge. Thus, within the 1st and 2nd group of layers, the flow is divided into a gas purified from solids and a liquid stream containing that part of solid impurities that have not settled on the surface of the threads. At the same time, solid particles accumulate throughout the thickness of the first two groups of element layers.
Очищенный от жидкости и твердых частиц газовый поток проходит через третью группу слоев, где газ окончательно очищается от жидкости и выходит из элемента.The gas stream purified from liquid and solid particles passes through the third group of layers, where the gas is finally cleaned of liquid and exits the element.
Настоящее изобретение может быть использовано в нефтегазовой, химической и нефтехимической промышленности, преимущественно в газодобывающей промышленности при подготовке газа к транспортировке по газопроводу.The present invention can be used in the oil and gas, chemical and petrochemical industries, mainly in the gas industry in the preparation of gas for transportation through the pipeline.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005117711/15A RU2287358C1 (en) | 2005-06-08 | 2005-06-08 | Separating filter element for cleaning and drying gases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005117711/15A RU2287358C1 (en) | 2005-06-08 | 2005-06-08 | Separating filter element for cleaning and drying gases |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2287358C1 true RU2287358C1 (en) | 2006-11-20 |
Family
ID=37502216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005117711/15A RU2287358C1 (en) | 2005-06-08 | 2005-06-08 | Separating filter element for cleaning and drying gases |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2287358C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2673519C1 (en) * | 2018-02-01 | 2018-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛАРТА Текнолоджи" | Filter element for thin cleaning of hydrocarbon gas from mechanical impurities and drop liquid |
| RU2692723C2 (en) * | 2014-08-11 | 2019-06-26 | Текноложи Авансе Э Мембран Эндюстриэль | Novel geometric shapes of multichannel tubular elements intended for tangential separation, having built-in turbulence amplifiers, and method of their production |
| RU2693159C2 (en) * | 2014-08-11 | 2019-07-01 | Текноложи Авансе Э Мембран Эндюстриэль | Element for tangential separation, containing built-in obstacles for flow, and method of its manufacturing |
-
2005
- 2005-06-08 RU RU2005117711/15A patent/RU2287358C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692723C2 (en) * | 2014-08-11 | 2019-06-26 | Текноложи Авансе Э Мембран Эндюстриэль | Novel geometric shapes of multichannel tubular elements intended for tangential separation, having built-in turbulence amplifiers, and method of their production |
| RU2693159C2 (en) * | 2014-08-11 | 2019-07-01 | Текноложи Авансе Э Мембран Эндюстриэль | Element for tangential separation, containing built-in obstacles for flow, and method of its manufacturing |
| RU2673519C1 (en) * | 2018-02-01 | 2018-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛАРТА Текнолоджи" | Filter element for thin cleaning of hydrocarbon gas from mechanical impurities and drop liquid |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2657902C2 (en) | High-capacity coalescing filtering medium and its application | |
| EP3319704B1 (en) | Separation system for simultaneous removal of both solid particles and liquid droplets suspended in another liquid | |
| CN101039734B (en) | Pleated multi-layer filter media and cartridge | |
| JP6050752B2 (en) | Cartridge filter including combination of depth filter and submicron filter and RO pretreatment method | |
| WO2007041559A2 (en) | Water separation and filtration structure | |
| RU2593635C2 (en) | Filter material | |
| CN109011912B (en) | Coalescing filter | |
| RU2287358C1 (en) | Separating filter element for cleaning and drying gases | |
| CN109069950B (en) | Filter element for filtering a fluid through a filter element, coalescing filter, compressed air filtration system, use of a filter element and method for producing a coalescing filter | |
| RU38450U1 (en) | FILTER WATER SEPARATOR AND FILTER ELEMENT | |
| MXPA05013350A (en) | Solid liquid filtration apparatus and method. | |
| US11298644B2 (en) | Drainage medium for gas filter | |
| RU2267346C2 (en) | Porous reinforced material for purification of oil products, an element for a screen-water separator and a method of filtration with its use | |
| RU2224580C1 (en) | Filter member for gases cleaning and drying | |
| RU212092U1 (en) | Filter for mechanical waste water treatment | |
| JPH057302U (en) | Oil water separator | |
| RU2619698C1 (en) | Filtration element | |
| SU1130363A1 (en) | Water purification unit | |
| RU2326716C2 (en) | Filter element for liquid and gaseous media | |
| WO1999056871A1 (en) | Purification elements and packs | |
| CN1187776A (en) | Method and apparatus for separating immiscible liquid/liquid mixture containing solid matter | |
| UA64251A (en) | Device for purification of oil-containing waters | |
| PL153274B1 (en) | Filter cartridge of non-woven fabric |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070609 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090609 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20111210 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130609 |