RU2359737C2 - Separator for fluid separation from gas flow - Google Patents

Separator for fluid separation from gas flow Download PDF

Info

Publication number
RU2359737C2
RU2359737C2 RU2007129125/15A RU2007129125A RU2359737C2 RU 2359737 C2 RU2359737 C2 RU 2359737C2 RU 2007129125/15 A RU2007129125/15 A RU 2007129125/15A RU 2007129125 A RU2007129125 A RU 2007129125A RU 2359737 C2 RU2359737 C2 RU 2359737C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid
gas
swirler
displacer
diametre
Prior art date
Application number
RU2007129125/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007129125A (en
Inventor
Алексей Генрихович Зиберт (RU)
Алексей Генрихович Зиберт
Генрих Карлович Зиберт (RU)
Генрих Карлович Зиберт
Евгений Петрович Запорожец (RU)
Евгений Петрович Запорожец
Илшат Минулович Валиуллин (RU)
Илшат Минулович Валиуллин
Рауф Раисович Юнусов (RU)
Рауф Раисович Юнусов
Original Assignee
Илшат Минулович Валиуллин
Генрих Карлович Зиберт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Илшат Минулович Валиуллин, Генрих Карлович Зиберт filed Critical Илшат Минулович Валиуллин
Priority to RU2007129125/15A priority Critical patent/RU2359737C2/en
Publication of RU2007129125A publication Critical patent/RU2007129125A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2359737C2 publication Critical patent/RU2359737C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
  • Cyclones (AREA)

Abstract

FIELD: production processes.
SUBSTANCE: invention serves for separation of fluid from gas flow. Separator includes cylindrical body with swirling device at inlet, drop catcher at outlet and rotation body - displacer between them - fluid drainage channel. Swirling device is performed from axial swirler and tangential swirler of smaller diametre coaxially arranged at axial swirler and providing the direction of flow swirling to the same side with axial swirler. Axial swirler is multi-stage with arrangement of each stage of smaller diametre at the stage of larger diametre. Displacer is performed in a form of end plug of tangential swirler with diametre larger than displacer diametre and with inclined teeth flanged along the edge towards drop catcher. Drop catcher is made of porous filtering material and performed in a form of cylinder, blind or open at one end, or rotation body expanding gas flow streamwise.
EFFECT: provision of effective liquid separation from swirled gas flow including changing loads for gas and fluid.
4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение предназначено для сепарации жидкости из газового потока после его контакта с жидкостью или для разделения газожидкостного потока и может быть использовано в газовой, газоперерабатывающей, химической и нефтяной промышленности. Изобретение может быть использовано в процессах и аппаратах для абсорбции влаги жидкими поглотителями, сепарации жидкости из газа, например, при осушке природного и нефтяного газа.The invention is intended for the separation of liquid from a gas stream after its contact with a liquid or for separation of a gas-liquid stream and can be used in the gas, gas processing, chemical and petroleum industries. The invention can be used in processes and apparatus for the absorption of moisture by liquid absorbers, the separation of liquids from gas, for example, during the drying of natural and petroleum gas.

Известно устройство для разделения газожидкостного потока на газовую и жидкостную фазы в поле центробежных сил при закручивании газового потока по патенту РФ №1619528, МПК 5: В04С 3/06.A device for separating a gas-liquid stream into a gas and liquid phase in the field of centrifugal forces when twisting the gas stream according to the patent of the Russian Federation No. 1619528, IPC 5: B04C 3/06.

В указанном устройстве производят:In the specified device produce:

- закручивание основного газового потока на завихрителе;- swirling the main gas flow on the swirl;

- разделение газожидкостного потока в поле центробежных сил с образованием пленки жидкости на внутренней стенке патрубка;- separation of the gas-liquid flow in the field of centrifugal forces with the formation of a liquid film on the inner wall of the pipe;

- отвод пленки жидкости с частью газа через каналы, зазор между патрубком и колпачковым пленкосъемником.- removal of the liquid film with a part of the gas through the channels, the gap between the nozzle and the cap film stripper.

Устройство включает прямоточно-центробежный элемент, состоящий из цилиндрического патрубка, завихрителя на входе, пленкосъемника на выходе и вытеснителя между ними для переноса жидкости с оси на радиус, каналов отбора жидкости.The device includes a direct-flow centrifugal element, consisting of a cylindrical nozzle, a swirl at the inlet, a film stripper at the outlet, and a displacer between them for transferring fluid from the axis to the radius, and fluid withdrawal channels.

Недостатком устройства является не эффективное отделение капель жидкости из осевой зоны элемента, т.е. на малых радиусах, из-за малых центробежных сил, повторное дробление жидкости на элементах крепления вытеснителя, пересекающие патрубок.The disadvantage of this device is the inefficient separation of liquid droplets from the axial zone of the element, i.e. at small radii, due to small centrifugal forces, repeated crushing of fluid on the fastener elements of the displacer, crossing the pipe.

Известно устройство (патент РФ №1769722, МПК B01D 45/12, 50/00) - прототип, в котором устранены вышеуказанные недостатки за счет дополнительной фильтрации газожидкостного потока через замкнутую пористую поверхность тела вращения и переноса капель жидкости с нулевого радиуса оси элемента в канал отбора жидкости. Это повышает эффективность отделения жидкости от газа.A device is known (RF patent No. 1769722, IPC B01D 45/12, 50/00) - a prototype that eliminates the above disadvantages due to additional filtering of the gas-liquid flow through a closed porous surface of the body of revolution and transfer of liquid droplets from the zero radius of the element axis to the selection channel liquids. This increases the efficiency of separating the liquid from the gas.

Устройство включает основание с прямоточно-центробежными элементами, с завихрителями на входе цилиндрических патрубков, колпачковых пленкосъемников на выходе патрубков, вытеснителями, установленными между ними по оси патрубка, выполненными в виде тела вращения, который расположен на стенке канала (трубке) подачи жидкости, фильтрующей замкнутой поверхностью на выходе.The device includes a base with direct-flow centrifugal elements, with swirls at the inlet of the cylindrical nozzles, cap film strippers at the outlet of the nozzles, displacers installed between them along the axis of the nozzle, made in the form of a body of revolution, which is located on the channel wall (tube) of the liquid supply filtering closed exit surface.

Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:

- снижение эффективности сепарации газожидкостной смеси за счет повторного дробления жидкости на стенках канала;- reduced efficiency of the separation of the gas-liquid mixture due to repeated crushing of the liquid on the walls of the channel;

- неравномерность диаметра капель, срывающихся с кромки вытеснителя газовым потоком;- non-uniformity of the diameter of the droplets falling off the edge of the displacer gas flow;

- значительные гидравлические потери на замкнутой пористой поверхности - фильтре;- significant hydraulic losses on a closed porous surface - filter;

- неэффективная центробежная сепарация капель малого диаметра.- inefficient centrifugal separation of droplets of small diameter.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании эффективного устройства сепарации жидкости из закрученного газового потока, в том числе, при изменяющихся нагрузках по газу и жидкости.The problem to which the invention is directed, is to create an effective device for separating liquid from a swirling gas stream, including under changing loads of gas and liquid.

Технический результат достигается тем, что в сепараторе для отделения жидкости из газового потока, включающем цилиндрический корпус с вихревым устройством на входе, каплесъемником на выходе и телом вращения - вытеснителем между ними, каналы отбора жидкости, вихревое устройство выполнено из осевого завихрителя и тангенциального завихрителя меньшего диаметра, соосно расположенного на осевом завихрителе и направлением закрутки потока в одну сторону. Осевой завихритель выполнен многоступенчатым, с расположением каждой ступени меньшего диаметра на ступени большего диаметра. Вытеснитель выполнен в виде торцевой заглушки тангенциального завихрителя с большим, чем у него, диаметром и с отбортованными по кромке в сторону каплесъемника наклонными зубьями. Каплесъемник выполнен из пористого фильтрующего материала в виде заглушенного или открытого на торце цилиндра или расширяющегося по ходу газа тела вращения.The technical result is achieved by the fact that in the separator for separating liquid from the gas stream, including a cylindrical body with a vortex device at the inlet, a dropper at the outlet and a body of revolution - a displacer between them, the liquid sampling channels, the vortex device is made of an axial swirler and a tangential swirler of smaller diameter coaxially located on the axial swirler and the direction of flow swirl in one direction. The axial swirler is multi-stage, with the location of each step of a smaller diameter on the step of a larger diameter. The displacer is made in the form of an end plug of a tangential swirl with a larger diameter than that of it and with inclined teeth flanged along the edge towards the dropper. The dropper is made of porous filtering material in the form of a damped or open body of revolution or an expanding body expanding along the gas cylinder.

Техническое решение позволяет повысить эффективность сепарации жидкости от газа за счет того что:The technical solution improves the efficiency of the separation of liquid from gas due to the fact that:

- тангенциальный закрученный поток, направленный от центра к периферии, при пересечении с осевым потоком дополнительно прижимает (переносит) и укрупняет мелкодисперсные капли осевого потока к стенке патрубка на более коротком участке;- tangential swirling flow directed from the center to the periphery, at the intersection with the axial flow, additionally presses (transfers) and enlarges the finely dispersed drops of the axial flow to the pipe wall in a shorter section;

- сепарация проводится на трех ступенях с предварительным отбором жидкости на входе, отбором жидкости за счет центробежных сил и отбором отфильтрованной жидкости на пористой поверхности открытого или закрытого тела вращения;- separation is carried out in three stages with preliminary selection of fluid at the inlet, selection of fluid due to centrifugal forces and selection of filtered fluid on the porous surface of an open or closed body of revolution;

- возможна сепарация жидкости с рециркуляцией газожидкостного потока на всех ступенях сепарации.- possible separation of the liquid with recirculation of the gas-liquid flow at all stages of separation.

Авторам и заявителям не известны сепараторы жидкости из газового потока, в которых бы повышение эффективности сепарации и расширение диапазона достигалось бы подобным образом.The authors and applicants are not aware of liquid separators from a gas stream in which an increase in separation efficiency and an extension of the range would be achieved in a similar manner.

На фиг.1 изображен общий вид сепаратора в разрезе, на фиг.2 показано вихревое устройство, в разрезе, состоящее из восьми осевых завихрителей и одного тангенциального завихрителя; на фиг.3 показано сечение Б-Б на фиг.2, на фиг.4 показано сечение А-А на фиг.2.Figure 1 shows a General view of the separator in section, figure 2 shows a vortex device, in section, consisting of eight axial swirlers and one tangential swirl; figure 3 shows a section bB in figure 2, figure 4 shows a section aa in figure 2.

Сепаратор фиг.1 состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого на входе установлен каплесъемник 2, за которым расположено вихревое устройство 3, выполненное из осевых завихрителей 4 и тангенциального завихрителя 5. За тангенциальным завихрителем 5 расположен вытеснитель 6. На выходе цилиндрического корпуса 1 установлен каплесъемник 7 с фильтром 8 из пористого фильтрующего материала. Для отбора жидкости из каплесъемника 2 цилиндрический корпус 1 оборудован патрубком 9, соединенным со сборником 10 для предварительно отделенной свободной жидкости. Сборник жидкости 10 снабжен трубкой рециркуляции газожидкостной смеси 11, соединяющей газовую шапку сборника жидкости 10 и цилиндрический корпус 1 за каплесъемником 2, штуцерами для регуляторов уровня 12 и линией отбора жидкости 13 с клапаном сброса жидкости 14.The separator of Fig. 1 consists of a cylindrical body 1, inside of which a dropper 2 is installed at the inlet, behind which there is a vortex device 3 made of axial swirlers 4 and a tangential swirler 5. A displacer 6 is located behind the tangential swirler 5. At the outlet of the cylindrical body 1 there is a dropper 7 with a filter 8 of porous filter material. For the selection of liquid from the dropper 2, the cylindrical body 1 is equipped with a pipe 9 connected to a collector 10 for a previously separated free liquid. The liquid collector 10 is equipped with a recirculation tube for the gas-liquid mixture 11 connecting the gas cap of the liquid collector 10 and the cylindrical body 1 behind the dropper 2, fittings for level controllers 12 and a liquid withdrawal line 13 with a liquid discharge valve 14.

Для отбора жидкости из каплесъемника 7 цилиндрический корпус 1 оборудован патрубком 15, соединенным со сборником 16 для отделения отсепарированной и отфильтрованной капельной жидкости. Сборник жидкости 16 снабжен трубкой рециркуляции газожидкостной смеси 17, соединяющей газовую шапку сборника жидкости 16 и цилиндрический корпус 1 по ее оси в зоне пониженного давления за вытеснителем 6 через отверстия 18, штуцерами для регуляторов уровня 19 и линией отбора жидкости 20 с клапаном сброса жидкости 21.To take liquid from the dropper 7, the cylindrical body 1 is equipped with a nozzle 15 connected to a collector 16 for separating the separated and filtered droplet liquid. The liquid collector 16 is equipped with a gas-liquid mixture recirculation pipe 17 connecting the gas cap of the liquid collector 16 and the cylindrical body 1 along its axis in the reduced pressure zone behind the displacer 6 through the openings 18, fittings for level controls 19 and a liquid withdrawal line 20 with a liquid discharge valve 21.

Фильтр 8 может быть выполнен закрытого типа с установленной заглушкой-вытеснителем 22 на его торце и открытого - при ее перемещении в сторону вытеснителя 6, в любом случае отверстия 18 всегда находятся между вытеснителем 6 и заглушкой-вытеснителем 22.The filter 8 can be made closed type with a plug-displacer 22 installed on its end and open - when it moves towards the displacer 6, in any case, the holes 18 are always between the displacer 6 and the plug-displacer 22.

Лопатки 23 осевого завихрителя 4 показаны на фиг.3; каналы 24 тангенциального завихрителя 5 изображены на фиг.4.The blades 23 of the axial swirler 4 are shown in figure 3; the channels 24 of the tangential swirl 5 are shown in figure 4.

Устройство работает следующим образом. Газожидкостной поток направляют на вход цилиндрического корпуса 1, где на входном каплесъемнике 2 отбирают свободную жидкость с внутренней стенки трубы с частью газа через патрубок 9 в сборник жидкости 10, откуда ее удаляют по линии отбора жидкости 13 через клапан сброса 14 в зависимости от уровня, а газ, отобранный с жидкостью, возвращают в цилиндрический корпус 1 по трубке рециркуляции газожидкостной смеси 11 за счет разности давлений на ее входе и выходе. Газожидкостную смесь после отбора свободной жидкости направляют на вихревое устройство 3, на котором поток закручивают, сначала часть потока на осевом завихрителе 4, после чего оставшуюся часть газожидкостной смеси - на тангенциальном завихрителе 5. При этом крупные капли жидкости центробежным полем отбрасывают к внутренней стенке цилиндрического корпуса 1, где формируют пленочное движение жидкости, которую направляют в сторону каплесъемника 7.The device operates as follows. The gas-liquid flow is directed to the inlet of the cylindrical body 1, where free liquid is taken from the inlet dropper 2 from the inner wall of the pipe with a part of the gas through the pipe 9 to the liquid collector 10, from where it is removed through the liquid withdrawal line 13 through the discharge valve 14 depending on the level, and the gas taken with the liquid is returned to the cylindrical body 1 through the recirculation tube of the gas-liquid mixture 11 due to the pressure difference at its inlet and outlet. The gas-liquid mixture after selection of the free liquid is directed to the vortex device 3, on which the flow is twisted, first part of the flow on the axial swirler 4, after which the remaining part of the gas-liquid mixture is moved on the tangential swirler 5. At the same time, large drops of liquid are discarded by the centrifugal field to the inner wall of the cylindrical body 1, where a film motion of the liquid is formed, which is directed towards the dropper 7.

Не отброшенные мелкодисперсные капли жидкости коалесцируют тангенциальным потоком газожидкостной смеси, направленным от центра к периферии при пересечении с осевым потоком. Тангенциальный поток дополнительно прижимает (переносит) и укрупняет мелкодисперсные капли осевого потока к стенке патрубка на коротком участке цилиндрического корпуса 1. Последующее укрупнение капель жидкости производят на зубьях вытеснителя 6, крышки-вытеснителя 22 и поверхности фильтра 8. Жидкость с внутренней стенки цилиндрического корпуса 1 и поверхности фильтра 8 отбирают каплесъемником 7 через патрубок 15 в сборник жидкости 16, откуда ее удаляют по уровню через линию отбора жидкости 20 и клапан сброса 21. Отобранный газ по трубке рециркуляции газожидкостной смеси 17 через отверстия 18 возвращают в осевую зону пониженного давления цилиндрического корпуса 1, находящуюся за вытеснителем 6, где его соединяют с основным вращающимся газожидкостным потоком. Отсепарированный газ из цилиндрического корпуса 1 в виде готового продукта направляют потребителю.Not discarded, finely dispersed drops of liquid coalesce with a tangential flow of a gas-liquid mixture directed from the center to the periphery at the intersection with the axial flow. The tangential flow additionally presses (transfers) and coarsens the finely dispersed droplets of the axial flow to the pipe wall in a short section of the cylindrical housing 1. Subsequent enlargement of the liquid droplets is performed on the teeth of the displacer 6, the displacer cover 22 and the filter surface 8. The fluid from the inner wall of the cylindrical housing 1 and the surface of the filter 8 is taken by a dropper 7 through the pipe 15 to the fluid collector 16, from where it is removed by level through the liquid sampling line 20 and the relief valve 21. The recirculated gas through the recirculation tube the gas-liquid mixture 17 through the holes 18 is returned to the axial zone of reduced pressure of the cylindrical body 1, located behind the displacer 6, where it is connected to the main rotating gas-liquid flow. The separated gas from the cylindrical body 1 in the form of a finished product is sent to the consumer.

Это позволило создать эффективное устройство сепарации жидкости из закрученного газового потока, в том числе, при изменяющихся нагрузках по газу и жидкости.This made it possible to create an effective device for separating liquid from a swirling gas stream, including at varying loads of gas and liquid.

Claims (4)

1. Сепаратор для отделения жидкости из газового потока, включающий цилиндрический корпус с вихревым устройством на входе, каплесъемником на выходе и телом вращения - вытеснителем между ними и каналы отбора жидкости, отличающийся тем, что вихревое устройство выполнено из осевого завихрителя и тангенциального завихрителя меньшего диаметра, соосно расположенного на осевом завихрителе и обеспечивающего направление закрутки потока в одну сторону с осевым завихрителем.1. A separator for separating liquid from a gas stream, including a cylindrical body with a vortex device at the inlet, a droplet collector at the outlet and a rotary body — a displacer between them and liquid sampling channels, characterized in that the vortex device is made of an axial swirler and a tangential swirler of smaller diameter, coaxially located on the axial swirler and providing the direction of flow swirl in one direction with the axial swirler. 2. Сепаратор для отделения жидкости из газового потока по п.1, отличающийся тем, что осевой завихритель выполнен многоступенчатым, с расположением каждой ступени меньшего диаметра на ступени большего диаметра.2. The separator for separating liquid from the gas stream according to claim 1, characterized in that the axial swirler is multi-stage, with the location of each stage of a smaller diameter on the stage of a larger diameter. 3. Сепаратор для отделения жидкости из газового потока по п.1, отличающийся тем, что вытеснитель выполнен в виде торцевой заглушки тангенциального завихрителя с большим, чем у него, диаметром и с отбортованными по кромке в сторону каплесъемника наклонными зубьями.3. The separator for separating liquid from a gas stream according to claim 1, characterized in that the displacer is made in the form of an end plug of a tangential swirl with a larger diameter than it and with bevel teeth flanged along the edge towards the dropper. 4. Сепаратор для отделения жидкости из газового потока по п.1, отличающийся тем, что каплесъемник выполнен из пористого фильтрующего материала в виде заглушенного или открытого на торце цилиндра или расширяющегося по ходу газа тела вращения. 4. The separator for separating liquid from the gas stream according to claim 1, characterized in that the dropper is made of porous filter material in the form of a damped or open body of rotation or expanding along the gas cylinder.
RU2007129125/15A 2007-07-31 2007-07-31 Separator for fluid separation from gas flow RU2359737C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007129125/15A RU2359737C2 (en) 2007-07-31 2007-07-31 Separator for fluid separation from gas flow

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007129125/15A RU2359737C2 (en) 2007-07-31 2007-07-31 Separator for fluid separation from gas flow

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007129125A RU2007129125A (en) 2009-02-10
RU2359737C2 true RU2359737C2 (en) 2009-06-27

Family

ID=40546241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007129125/15A RU2359737C2 (en) 2007-07-31 2007-07-31 Separator for fluid separation from gas flow

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2359737C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU189889U1 (en) * 2018-03-29 2019-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринг Инновейшн Технолоджи" Installation for gas drying
RU214646U1 (en) * 2022-05-23 2022-11-08 Марат Мусретович Намазов Dynamic separation device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU189889U1 (en) * 2018-03-29 2019-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринг Инновейшн Технолоджи" Installation for gas drying
RU214646U1 (en) * 2022-05-23 2022-11-08 Марат Мусретович Намазов Dynamic separation device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007129125A (en) 2009-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL2011703B1 (en) Axial gas-liquid cyclone separator.
US8333283B2 (en) Cyclone separator
CN110538487B (en) Underground supergravity coalescence cyclone oil-water separation device
RU2342182C2 (en) Separator bath
CN102698554A (en) High-efficiency gas-liquid separator in compressor device
CN109107789B (en) Corrugated plate type coalescence cyclone separation device
RU58380U1 (en) VORTEX GAS-DYNAMIC SEPARATOR
US20130232927A1 (en) Separating device comprising a cyclone separating device
CN211706363U (en) Gas-liquid separation apparatus
RU174445U1 (en) CENTRIFUGAL SEPARATION ELEMENT
RU2320395C2 (en) High-efficiency liquid-and-gas separator
RU2357787C2 (en) Device for transported gas cleaning (versions)
RU2359737C2 (en) Separator for fluid separation from gas flow
RU2344869C2 (en) Method of liquid separation from gas flow and device for its realisation
CN210729883U (en) Spiral-flow type gas-liquid separation device
GB2507662A (en) Axial gas-liquid cyclone separator
RU2346727C1 (en) Gas separator of vortex type
RU2264843C1 (en) Straight-flow spiral separator
RU101936U1 (en) VERTICAL OIL AND GAS SEPARATOR
RU2379120C1 (en) Centrifugal return-uniflow separator
RU2244584C1 (en) Small-sized high performance separator "kolibry" ("humming-bird")
RU2624650C1 (en) Mesh horizontal filter
RU2311946C1 (en) Vortex type gaseous separator
CN214261037U (en) Tail gas cyclone separator
RU2521027C1 (en) Device for separating disperse particles from gas

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180801