RU2356601C1

RU2356601C1 - Vertical separation bag

Info

Publication number: RU2356601C1
Application number: RU2007146022/15A
Authority: RU
Inventors: Сергей Анатольевич Жвачкин (RU); Сергей Анатольевич Жвачкин; Сергей Сергеевич Митяй (RU); Сергей Сергеевич Митяй; Юрий Иванович Баканов (RU); Юрий Иванович Баканов; Валерий Григорьевич Биндас (RU); Валерий Григорьевич Биндас; Эдуард Владимирович Юрьев (UA); Эдуард Владимирович Юрьев
Original assignee: Сергей Анатольевич Жвачкин; Сергей Сергеевич Митяй; Юрий Иванович Баканов; Валерий Григорьевич Биндас; Эдуард Владимирович Юрьев
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2009-05-27
Also published as: RU2007146022A

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: present invention is meant for trapping fine dispersed and aerosol liquid and solid particles from a gas stream and can be used in the oil, gas, chemical and other industries. The separation bag has on its surface, vertical arched separation plates, fixed on top of the circular top cover with an outlet opening. The separation plates form equal, constant-size slit-type channels in the in the mutual overlapping area. Near these channels in the separation plates, there are through-holes, lying opposite each other in adjacent separation plates. The holes are mainly located at the centre of the slit-type channels, with a circular, rectangular or some other shape. Two holes can made in the top part of the plates and two in the bottom part or two holes in the top part of the plates, two in the middle part and two in the bottom part. Four holes can be made along each vertical edge of each plate.

EFFECT: more efficient separation.

6 cl, 7 dwg

Description

Изобретение предназначено для улавливания мелкодисперсных и аэрозольных жидких и твердых частиц из газового потока, и применяется в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.The invention is intended to capture fine and aerosol liquid and solid particles from a gas stream, and is used in the oil, gas, chemical and other industries.

Известно большое число вертикальных сепарационных пакетов, состоящих из перекрывающихся изогнутых пластин, образующих в зоне перекрытия щелевые каналы, и закрепленных сверху и снизу к крышкам. Указанные сепарационные пакеты известны, например, из описаний к патентам на изобретения №2221625 (МПК⁷ B01D 45/12, 2004 [1]), №2244584 (МПК⁷ B01D 45/12, 2005 [2]), №2287357 (МПК B01D 45/12, 2006 [3]), №2304455 (МПК B01D 45/12, 2007 [4]), и описаний к патентам на полезные модели 52574 (МПК B01D 45/12, 2006 [5]), №55301 (МПК B01D 45/02, 2006 [6]).A large number of vertical separation bags are known, consisting of overlapping curved plates forming slotted channels in the overlapping zone and fixed to the top and bottom to the covers. These separation bags are known, for example, from the descriptions of patents for inventions No. 2221625 (IPC ⁷ B01D 45/12, 2004 [1]), No. 2244584 (IPC ⁷ B01D 45/12, 2005 [2]), No. 2287357 (IPC B01D 45/12, 2006 [3]), No. 2304455 (IPC B01D 45/12, 2007 [4]), and descriptions of patents for utility models 52574 (IPC B01D 45/12, 2006 [5]), No. 55301 (IPC B01D 45/02, 2006 [6]).

Общим недостатком указанных сепарационных пакетов является односвязность поверхностей сепарационных пластин. При использовании указанных сепарационных пакетов относительно большая часть жидкости движется вдоль кромок сепарационных пластин на выходе из щелевых каналов. Однако в этих областях поток, выходящий из щелевых каналов, расширяется, что приводит к распылению некоторого количества жидкости с кромок сепарационных пластин.A common disadvantage of these separation packages is the simply connected surfaces of the separation plates. When using these separation bags, a relatively large portion of the liquid moves along the edges of the separation plates at the exit of the slotted channels. However, in these areas, the flow exiting from the slotted channels expands, which leads to the spraying of a certain amount of liquid from the edges of the separation plates.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является повышение эффективности сепарационного пакета.The technical result provided by the claimed invention is to increase the efficiency of the separation package.

Сущность изобретения состоит в том, что пакет сепарационный вертикальный цилиндрической формы содержит размещенные в его образующей поверхности вертикальные изогнутые сепарационные пластины, закрепленные сверху к кольцевой верхней крышке с выходным отверстием. При этом сепарационные пластины размещены друг относительно друга с частичным перекрытием, и образуют в зоне перекрытия одинаковые, постоянные по размеру щелевые каналы. В области щелевых каналов в сепарационных пластинах выполнены сквозные отверстия. Причем в смежных сепарационных пластинах, образующих один щелевой канал, указанные отверстия расположены напротив друг друга.The essence of the invention lies in the fact that the vertical separation package of cylindrical shape contains vertical curved separation plates located in its forming surface, mounted on top of an annular top cover with an outlet. In this case, the separation plates are placed relative to each other with a partial overlap, and form identical, constant in size gap channels in the overlap zone. In the area of the slotted channels in the separation plates, through holes are made. Moreover, in adjacent separation plates forming one slotted channel, these holes are located opposite each other.

Отверстия сепарационных пластин по горизонтали расположены преимущественно в центре щелевых каналов. Эти отверстия выполнены предпочтительно круглыми. Возможно выполнение указанных отверстий прямоугольной формы с длинной стороной, расположенной вертикально. Допустимо располагать два отверстия в верхней части пластин, и два - в нижней. Возможно располагать два отверстия в верхней части пластин, два - в средней части, и два - в нижней. Также возможно располагать по четыре отверстия вдоль каждого вертикального края каждой пластины.The holes of the separation plates horizontally are located mainly in the center of the slotted channels. These openings are preferably circular. It is possible to make said openings of a rectangular shape with a long side arranged vertically. It is permissible to place two holes in the upper part of the plates, and two in the lower. It is possible to arrange two holes in the upper part of the plates, two in the middle part, and two in the lower part. It is also possible to arrange four holes along each vertical edge of each plate.

Сущность изобретения поясняется следующими графическими материалами.The invention is illustrated by the following graphic materials.

На фигуре 1 показан внешний вид сепарационного пакета вертикального; на фиг.2 - поперечный разрез сепарационного пакета (сечение А-А фиг.1); на фиг.3 - вид Б фиг.2, увеличено; на фиг.4 - вид сбоку сепарационной пластины по примеру 1; на фиг.5 - вид сбоку сепарационной пластины по примеру 2; на фиг.6 - вид сбоку сепарационной пластины по примеру 3; на фиг.7 - вид сбоку сепарационной пластины по примеру 4.The figure 1 shows the appearance of the separation package vertical; figure 2 is a cross-sectional view of the separation package (section aa of figure 1); figure 3 is a view B of figure 2, enlarged; figure 4 is a side view of the separation plate of example 1; figure 5 is a side view of the separation plate of example 2; figure 6 is a side view of the separation plate of example 3; 7 is a side view of the separation plate of example 4.

Вертикальный сепарационный пакет (фиг.1) выполнен цилиндрической формы и содержит размещенные в его образующей поверхности вертикальные изогнутые сепарационные пластины 1. Эти пластины 1 размещены друг относительно друга с частичным перекрытием, и образуют в зоне перекрытия одинаковые, постоянные по размеру щелевые каналы 2 (фиг.2). Сверху пластины 1 закреплены к кольцевой верхней крышке 3 с выходным отверстием 4, а снизу - к нижней крышке (не показано).The vertical separation bag (FIG. 1) is cylindrical in shape and contains vertical curved separation plates 1 located on its forming surface. These plates 1 are placed relative to each other with partial overlap and form identical, constant-size slotted channels 2 (FIG. .2). On top of the plate 1 is fixed to the annular upper cover 3 with the outlet 4, and from the bottom to the bottom cover (not shown).

В области щелевых каналов 2 в сепарационных пластинах 1 выполнены сквозные отверстия 5 (фиг.3). В смежных сепарационных пластинах 1, образующих один щелевой канал 2, указанные отверстия 5 расположены напротив друг друга. По горизонтали отверстия 5 расположены преимущественно в центре щелевых каналов 2.In the area of the slotted channels 2 in the separation plates 1, through holes 5 are made (Fig. 3). In adjacent separation plates 1, forming one slotted channel 2, these holes 5 are located opposite each other. Horizontal holes 5 are located mainly in the center of the slotted channels 2.

Примеры конкретного выполнения.Examples of specific performance.

Пример 1.Example 1

Отверстия 5 сепарационных пластин 1 выполнены круглыми (фиг.4). Два отверстия 5 расположены в верхней части пластин 2, и два - в нижней. При этом каждая пластина 1 содержит четыре отверстия.The holes 5 of the separation plates 1 are made round (figure 4). Two holes 5 are located at the top of the plates 2, and two at the bottom. Moreover, each plate 1 contains four holes.

Пример 2.Example 2

Отверстия 5 сепарационных пластин 1 выполнены прямоугольными, с длинной стороной, размещенной вертикально (фиг.5). Два отверстия 5 расположены в верхней части пластин 1, и два - в нижней. При этом каждая пластина 1 содержит четыре отверстия.The holes 5 of the separation plates 1 are made rectangular, with a long side placed vertically (figure 5). Two holes 5 are located at the top of the plates 1, and two at the bottom. Moreover, each plate 1 contains four holes.

Пример 3.Example 3

Отверстия 5 сепарационных пластин 1 выполнены круглыми (фиг.6). Два отверстия 5 расположены в верхней части пластин 1, два - в средней части, и два - в нижней. При этом каждая пластина 1 содержит шесть отверстий 5.The holes 5 of the separation plates 1 are made round (Fig.6). Two holes 5 are located in the upper part of the plates 1, two in the middle part, and two in the lower part. Moreover, each plate 1 contains six holes 5.

Пример 4.Example 4

Отверстия 5 сепарационных пластин 1 выполнены круглыми (фиг.7). Вдоль каждого вертикального края каждой пластины 1 размещены по четыре отверстия 5. При этом каждая пластина 1 содержит восемь отверстий 5.The holes 5 of the separation plates 1 are made round (Fig.7). Four holes 5 are placed along each vertical edge of each plate 1. Each plate 1 contains eight holes 5.

Реализация конструктивных элементов заявляемого изобретения не ограничивается приведенными выше примерами.The implementation of the structural elements of the claimed invention is not limited to the above examples.

Пакет сепарационный вертикальный, помещенный в центр вертикального вихревого потока, работает следующим образом.The vertical separation package, placed in the center of the vertical vortex flow, works as follows.

За счет разности давлений в центре вихревого потока и на его периферии частицы газа, жидкости и мелких твердых примесей попадают на наружную поверхность сепарационных пластин 1, и транспортируется газовым потоком через щелевые каналы 2, на их внутреннюю поверхность.Due to the pressure difference in the center of the vortex flow and on its periphery, particles of gas, liquid and small solid impurities fall on the outer surface of the separation plates 1, and are transported by the gas stream through the slotted channels 2, on their inner surface.

При этом частицы жидкости и смоченные ими мелкие частицы твердых примесей коагулируются на поверхности сеапарационных пластин 1 и за счет сил поверхностного натяжения удерживаются в областях разрыва (несвязности) сепарационных пластин 1. Такими областями являются отверстия 5 в сепарационных пластинах 1, находящиеся в щелевых каналах 2. Благодаря тому, что указанные отверстия 5 находятся внутри щелевых каналов 2, то есть там, где выше однородность потока, уменьшается разбрызгивание частиц жидкости в газовый поток, то есть вторичный унос жидкости.In this case, the liquid particles and the small particles of solid impurities moistened with them coagulate on the surface of the separation plates 1 and, due to the surface tension forces, are held in the regions of rupture (incoherence) of the separation plates 1. These areas are the holes 5 in the separation plates 1 located in the slotted channels 2. Due to the fact that these holes 5 are located inside the slotted channels 2, that is, where the flow uniformity is higher, the spraying of liquid particles into the gas stream, i.e., the secondary entrainment of liquid, is reduced awns.

При увеличении массы жидкости, накопленной в отверстиях 5 сепарационных пластин 1, сверх критической величины, когда сила тяжести становится больше силы поверхностного натяжения, происходит «отрыв» жидкости и ее перемещение вдоль поверхности сепарационных пластин 1 вниз.With an increase in the mass of liquid accumulated in the holes 5 of the separation plates 1, above a critical value, when the gravity becomes greater than the surface tension force, the liquid “breaks off” and moves downward along the surface of the separation plates 1.

Благодаря расположению отверстий 5 в сепарационных пластинах 1 напротив друг друга коагуляция в них происходит совместно, что увеличивает численное значение вышеупомянутой критической массы. При этом первоначально жидкость накапливается на каждом отверстии 5 отдельно, а затем, когда поверхности жидкостей соприкасаются, - совместно. При этом в момент соприкосновения объемы накапливаемых жидкостей объединяются, что приводит к сокращению суммарной поверхности, а следовательно - к увеличению силы поверхностного натяжения. Это и приводит к увеличению значения критической массы, при которой происходит «отрыв» капли жидкости от отверстий в сепарационных пластинах.Due to the location of the holes 5 in the separation plates 1 opposite each other, coagulation in them occurs together, which increases the numerical value of the aforementioned critical mass. In this case, initially the liquid accumulates at each hole 5 separately, and then, when the surfaces of the liquids come into contact, together. Moreover, at the moment of contact, the volumes of accumulated liquids are combined, which leads to a reduction in the total surface, and therefore to an increase in the surface tension force. This leads to an increase in the critical mass at which a “drop” of a liquid drop from the holes in the separation plates occurs.

Достигнув нижнего края сепарационных пластин 1, жидкость соскальзывает с них и отводится вниз от сепарационного пакета.Having reached the lower edge of the separation plates 1, the liquid slides from them and is drawn down from the separation package.

Очищенный газ поступает вверх к выходному отверстию сепарационного пакета.The purified gas flows up to the outlet of the separation bag.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом пакете сепарационном вертикальном заявляемый технический результат: «повышение эффективности сепарационного пакета» достигается за счет того, что пакет сепарационный вертикальный цилиндрической формы содержит размещенные в его образующей поверхности вертикальные изогнутые сепарационные пластины, закрепленные сверху к кольцевой верхней крышке с выходным отверстием. При этом сепарационные пластины размещены друг относительно друга с частичным перекрытием, и образуют в зоне перекрытия одинаковые, постоянные по размеру щелевые каналы. При этом в области щелевых каналов в сепарационных пластинах выполнены сквозные отверстия. В смежных сепарационных пластинах, образующих один щелевой канал, указанные отверстия расположены напротив друг друга. При этом снижение количества жидкости, движущейся вдоль кромок сепарационных пластин при использовании сепарационного пакета, происходит за счет того, что большая часть жидкости коагулируется на отверстиях сепарационных пластин, расположенных напротив друг друга внутри щелевых каналов.Thus, from the foregoing, it follows that in the claimed vertical separation package, the claimed technical result: “increasing the efficiency of the separation package” is achieved due to the fact that the vertical separation package of a cylindrical shape contains vertical curved separation plates located in its forming surface, fixed from above to the annular upper cover with outlet. In this case, the separation plates are placed relative to each other with a partial overlap, and form identical, constant in size gap channels in the overlap zone. At the same time, through holes are made in the area of the slotted channels in the separation plates. In adjacent separation plates forming one slotted channel, said openings are located opposite each other. At the same time, the decrease in the amount of liquid moving along the edges of the separation plates when using the separation package is due to the fact that most of the liquid coagulates at the holes of the separation plates located opposite each other inside the slotted channels.

Заявляемый пакет сепарационный вертикальный реализован из промышленно выпускаемых материалов, может быть изготовлен на любом машиностроительном предприятии.The inventive separation vertical package is implemented from industrially produced materials, can be manufactured at any engineering company.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Описание к патенту РФ на изобретение №2221625, МПК⁷ B01D 45/12, 2004.1. Description of the patent of the Russian Federation for the invention No. 2221625, IPC ⁷ B01D 45/12, 2004.

2. Описание к патенту РФ на изобретение №2244584, МПК⁷ B01D 45/12, 2005.2. Description to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2244584, IPC ⁷ B01D 45/12, 2005.

3. Описание к патенту РФ на изобретение №2287357, МПК B01D 45/12, 2006.3. Description to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2287357, IPC B01D 45/12, 2006.

4. Описание к патенту РФ на изобретение №2304455, МПК B01D 45/12, 2007.4. Description to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2304455, IPC B01D 45/12, 2007.

5. Описание к патенту РФ на полезную модель №52574, МПК B01D 45/12, 2006.5. Description to the patent of the Russian Federation for utility model No. 52574, IPC B01D 45/12, 2006.

6. Описание к патенту РФ на полезную модель №55301, МПК B01D 45/02, 2006.6. Description of the patent of the Russian Federation for utility model No. 55301, IPC B01D 45/02, 2006.

Claims

1. A vertical separation cylindrical package containing vertical curved separation plates located in its forming surface, mounted on top of an annular top cover with an outlet, placed relative to each other with partial overlap and forming identical, constant in size gap channels, different the fact that in the area of the slotted channels in the separation plates, through holes are made, moreover, in adjacent separation plates forming one slot channel, said openings are located opposite each other.

2. The package according to claim 1, characterized in that the horizontal holes of the separation plates are located in the center of the slotted channels.

3. The package according to claim 1, characterized in that the holes of the separation plates are made round, with two holes located in the upper part of the plates and two in the lower.

4. The package according to claim 1, characterized in that the holes of the separation plates are made rectangular with a long side placed vertically, with two holes located at the top of the plates and two at the bottom.

5. The package according to claim 1, characterized in that the holes of the separation plates are made round, with two holes located in the upper part of the plates, two in the middle part and two in the lower.

6. The package according to claim 1, characterized in that the holes of the separation plates are made round, with four holes along each vertical edge of each plate.