RU2401156C1 - Axial flow separation element - Google Patents

Axial flow separation element Download PDF

Info

Publication number
RU2401156C1
RU2401156C1 RU2009130846/15A RU2009130846A RU2401156C1 RU 2401156 C1 RU2401156 C1 RU 2401156C1 RU 2009130846/15 A RU2009130846/15 A RU 2009130846/15A RU 2009130846 A RU2009130846 A RU 2009130846A RU 2401156 C1 RU2401156 C1 RU 2401156C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hollow body
face
hole
shell
swirler
Prior art date
Application number
RU2009130846/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Бойко (RU)
Сергей Иванович Бойко
Александр Викторович Литвиненко (RU)
Александр Викторович Литвиненко
Максим Александрович Грицай (RU)
Максим Александрович Грицай
Али Юсупович Аджиев (RU)
Али Юсупович Аджиев
Олег Григорьевич Шеин (RU)
Олег Григорьевич Шеин
Борис Михайлович Морозов (RU)
Борис Михайлович Морозов
Гисса Нухович Тлехурай (RU)
Гисса Нухович Тлехурай
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ОАО "НИПИгазпереработка"
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 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ОАО "НИПИгазпереработка" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ОАО "НИПИгазпереработка"
Priority to RU2009130846/15A priority Critical patent/RU2401156C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2401156C1 publication Critical patent/RU2401156C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: proposed separation element consists of shell, swirler, spray separator and hollow body arranged aligned with said shell. There is a hole made on the face of hollow body arranged nearby swirler. Sealed opposite face is provided with gas feed branch pipe. Said hollow body comprises an element to destruct regular streams of fluid films that represents a wire screen secured on hollow body outer surface nearby aforesaid face with hole. Hollow body surface located nearby sealed face is perforated. Hollow body surface perforation flow section equals or exceeds that of hollow body face hole. Element to destruct regular streams of fluid films is arranged at the distance of 0.25-0.75 of hollow body length from hollow body face nearby swirler.
EFFECT: efficient separation of gas-fluid mix.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки газа от жидких примесей с использованием центробежных сил, возникающих при закручивании газового потока, и может быть использовано для разделения газожидкостных потоков в нефтяной, газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности.The invention relates to a device for cleaning gas from liquid impurities using centrifugal forces arising from the twisting of the gas stream, and can be used to separate gas-liquid flows in the oil, gas, petrochemical and other industries.

Известен центробежный сепарационный элемент, являющийся составной частью многоступенчатого центробежного сепаратора и содержащий обечайку с завихрителем, ловушкой жидкости и газоотводящим патрубком. Сепаратор снабжен осевой трубой, один конец которой размещен в полости обечайки, а другой - в выходном патрубке обечайки (авт. свид. СССР №768432, МПК В01D 45/12, опуб. 1980 г., ОБ №7).Known centrifugal separation element, which is an integral part of a multi-stage centrifugal separator and containing a shell with a swirl, a liquid trap and a gas outlet. The separator is equipped with an axial tube, one end of which is located in the cavity of the shell and the other in the outlet pipe of the shell (ed. Certificate of the USSR No. 768432, IPC B01D 45/12, publ. 1980, OB No. 7).

Общими признаками известного центробежного сепарационного элемента с предлагаемым являются:Common features of the known centrifugal separation element with the proposed are:

- обечайка;- shell;

- завихритель;- swirl;

- каплеуловитель жидкости.- liquid droplet eliminator.

Недостатком известного устройства является низкоэффективное отделение жидкости от газа, обусловленное вторичным уносом капель, осевших в виде пленки на осевую трубу.A disadvantage of the known device is the ineffective separation of liquid from gas due to the secondary ablation of droplets deposited in the form of a film on an axial tube.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является центробежный сепарационный элемент, включающий обечайку с ловушкой отделенной жидкости и завихритель. Внутри обечайки соосно ей размещено полое тело цилиндрической формы, один торец которого выполнен герметичным и выступающим над ловушкой отделенной жидкости, а другой торец выполнен в виде сопла и расположен над завихрителем, кроме того, выступающая торцовая часть полого тела снабжена газоподводящими патрубками (патент №2140317, МПК6 В01D 45/12, опуб. 12.10.1999, ОБ №30).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is a centrifugal separation element, comprising a casing with a trap of separated liquid and a swirl. Inside the shell, a hollow cylindrical body is placed coaxially with it, one end of which is sealed and protruding above the trap of the separated liquid, and the other end is made in the form of a nozzle and is located above the swirl, in addition, the protruding end part of the hollow body is equipped with gas supply pipes (patent No. 2140317, IPC 6 B01D 45/12, publ. 12.10.1999, OB No. 30).

Общими признаками известного и предлагаемого устройств являются:Common features of the known and proposed devices are:

- обечайка;- shell;

- завихритель;- swirl;

- каплесъемник;- dropper;

- размещенное сосно с обечайкой полое тело;- placed hollow body pine with a shell;

- один торец полого тела расположен вблизи завихрителя и выполнен с отверстием;- one end of the hollow body is located near the swirl and is made with a hole;

- противоположный торец полого тела выполнен герметичным и снабжен газоподводящими патрубками.- the opposite end face of the hollow body is sealed and provided with gas supply pipes.

Недостатком известного устройства является недостаточно высокая эффективность разделения газа и жидкости из-за вторичного уноса, вызванного осаждением части мелких капель, отскочивших на наружную поверхность полого центрального тела, и поступлением на нее в виде пленки части жидкости из внутренней полости полого центрального тела.A disadvantage of the known device is the insufficiently high efficiency of gas and liquid separation due to secondary entrainment caused by the deposition of part of the small droplets that bounced onto the outer surface of the hollow central body and the passage of a portion of the liquid from the inner cavity of the hollow central body onto it in the form of a film.

Техническая задача заключается в достижении высокой эффективности разделения газожидкостной смеси за счет снижения уноса газа с жидкостью.The technical task is to achieve high separation efficiency of the gas-liquid mixture by reducing the entrainment of gas with liquid.

Поставленная задача достигается тем, что в центробежном сепарационном элементе, содержащем обечайку, завихритель, каплесъемник и размещенное соосно с обечайкой полое тело, один торец которого расположен вблизи завихрителя и выполнен с отверстием, а противоположный торец выполнен герметичным и снабжен газоподводящими патрубками, полое тело выполнено с элементом, обеспечивающим разрушение регулярных токов пленки жидкости.The problem is achieved in that in a centrifugal separation element containing a shell, a swirl, a dropper and a hollow body placed coaxially with the shell, one end of which is located near the swirl and is made with a hole, and the opposite end is sealed and equipped with gas supply pipes, the hollow body is made with an element that ensures the destruction of regular currents of the liquid film.

Кроме того, поверхность полого тела имеет перфорацию, выполненную вблизи герметичного торца.In addition, the surface of the hollow body has a perforation made near the airtight end.

Кроме того, проходное сечение перфорации поверхности полого тела равно или больше проходного сечения отверстия полого тела, выполненного на его торце.In addition, the bore of the perforation of the surface of the hollow body is equal to or greater than the bore of the hole of the hollow body made at its end.

Кроме того, элемент, обеспечивающий разрушение регулярных токов пленки жидкости, выполнен в виде сетки, закрепленной на внешней поверхности полого тела, расположенной вблизи его торца с отверстием.In addition, the element that ensures the destruction of regular currents of the liquid film is made in the form of a grid fixed to the outer surface of the hollow body, located near its end with the hole.

Кроме того, элемент, обеспечивающий разрушение регулярных токов пленки жидкости, размещен от торца полого тела, расположенного вблизи завихрителя, на расстоянии 0,25-0,75 от длины полого тела.In addition, the element that ensures the destruction of regular currents of the liquid film is placed from the end of the hollow body located near the swirler at a distance of 0.25-0.75 from the length of the hollow body.

Выполнение полого центрального тела с элементом, обеспечивающим разрушение регулярных токов пленки жидкости, позволяет осевшие аэрозоли, продвигающиеся по полому центральному телу в виде пленки по направлению движения газа, собирать в крупные капли, которые под действием сил динамического давления поступательно направленного вращающегося потока преодолевают силы сцепления и, оторвавшись от коалесцирующей поверхности, осаждаются на внутреннюю поверхность обечайки и отводятся из обечайки вместе с аэрозолью, осевшей на ее внутренней полости.The implementation of a hollow central body with an element that ensures the destruction of regular currents of the liquid film allows the settled aerosols moving along the hollow central body in the form of a film in the direction of gas movement to collect into large droplets, which, under the action of dynamic pressure forces of a translationally directed rotating flow, overcome the adhesion forces and breaking away from the coalescing surface, the shells are deposited on the inner surface and removed from the shell along with an aerosol deposited on its inner olosti.

Выполнение поверхности полого центрального тела, расположенной вблизи герметичного торца, с перфорацией позволяет доулавливать пленку жидкости, скапливающуюся на внешней поверхности полого центрального тела в результате действия броуновского движения центростремительных и инерционных сил.The perforation of the surface of the hollow central body located near the sealed end allows the capture of a liquid film that accumulates on the outer surface of the hollow central body as a result of the Brownian motion of centripetal and inertial forces.

Выполнение проходного сечения перфорации поверхности полого центрального тела равным или большим проходного сечения отверстия полого центрального тела, выполненного на его торце, позволяет уловить всю жидкость, поднимающуюся в виде пленки вверх по полому телу.The passage section of the perforation of the surface of the hollow central body equal to or greater than the passage section of the hole of the hollow central body, made at its end, allows you to catch all the liquid rising in the form of a film up the hollow body.

Выполнение элемента, обеспечивающего разрушение регулярных токов пленки жидкости, в виде сетки, закрепленной на внешней поверхности полого центрального тела, позволяет при сохранении основного эффекта - достижении высокой эффективности разделения газожидкостной смеси за счет снижения уноса газа с жидкостью - упростить изготовление самого элемента по сравнению с другими видами разрушающих поверхностей.The implementation of the element, which ensures the destruction of the regular currents of the liquid film, in the form of a grid fixed on the outer surface of the hollow central body, allows, while maintaining the main effect — achieving high separation efficiency of the gas-liquid mixture by reducing the entrainment of gas and liquid — to simplify the manufacture of the element itself compared to others types of destructive surfaces.

Размещение элемента, обеспечивающего разрушение регулярных токов пленки жидкости, от торца полого центрального тела, расположенного вблизи завихрителя, на расстоянии 0,25-0,75 от длины полого центрального тела, как было экспериментально установлено, охватывает весь рабочий диапазон поверхности, на которой наиболее эффективно протекает процесс коалесценции.The placement of the element that ensures the destruction of the regular currents of the liquid film from the end face of the hollow central body located near the swirler at a distance of 0.25-0.75 from the length of the hollow central body, as was experimentally established, covers the entire working range of the surface on which it is most efficient the process of coalescence proceeds.

Центробежный сепарационный элемент представлен на чертеже. Центробежный сепарационный элемент состоит из обечайки 1, завихрителя 2, расположенного на одном торце обечайки 1, каплесъемника 3, расположенного на противоположном торце обечайки 1, и полого тела 4, расположенного соосно с обечайкой 1. Полое тело 4 выполнено с элементом 5, обеспечивающим разрушение регулярных токов пленки жидкости. Элемент 5 выполнен в виде сетки с размером ячеек 1÷2 мм, закрепленной на внешней поверхности полого тела 4 со стороны его торца, расположенного вблизи завихрителя 2. Элемент 5, обеспечивающий разрушение регулярных токов пленки жидкости, размещен от торца полого тела 4, расположенного вблизи завихрителя 2, на расстоянии 0,25-0,75 от длины полого тела 4. В торце полого тела 4, расположенном вблизи завихрителя 2, выполнено отверстие 6. Противоположный торец 7 полого тела 4 выполнен герметичным и снабжен газоподводящими патрубками 8, соединяющими внутреннюю полость полого тела 4 с внешним пространством. Поверхность полого тела 4, расположенная вблизи герметичного торца 7, имеет перфорации 9. Проходное сечение перфорации 9 поверхности полого тела 4 равно или больше проходного сечения отверстия 6 полого тела 4.The centrifugal separation element is shown in the drawing. The centrifugal separation element consists of a shell 1, a swirler 2, located on one end of the shell 1, a droplet 3, located on the opposite end of the shell 1, and a hollow body 4 located coaxially with the shell 1. The hollow body 4 is made with an element 5 that ensures the destruction of regular fluid film currents. Element 5 is made in the form of a mesh with a mesh size of 1 ÷ 2 mm, mounted on the outer surface of the hollow body 4 from the side of its end located near the swirl 2. The element 5, which ensures the destruction of regular currents of the liquid film, is placed from the end of the hollow body 4, located near swirl 2, at a distance of 0.25-0.75 from the length of the hollow body 4. At the end of the hollow body 4, located near the swirl 2, a hole 6 is made. The opposite end 7 of the hollow body 4 is sealed and provided with gas inlets 8 connecting the inner the fourth cavity of the hollow body 4 with external space. The surface of the hollow body 4, located near the sealed end 7, has perforations 9. The through section of the perforation 9 of the surface of the hollow body 4 is equal to or greater than the through section of the hole 6 of the hollow body 4.

Центробежный сепарационный элемент работает следующим образом. Газожидкостный поток поступает внутрь завихрителя 2, где под действием центробежных сил, возникающих за счет наклонного расположения лопаток, закручивается и делится на центральный газовый с зоной пониженного давления и периферийный газожидкостный с зоной повышенного давления. За счет размещения соосно обечайке 1 полого тела 4 центральный газовый поток объединяется с периферийным газожидкостным, что устраняет вторичный унос, вызванный обратными токами. Жидкость под действием центробежных сил осаждается на внутреннюю поверхность обечайки 1 и через каплесъемник 3 с частью газа отводится из потока. Основной поток газа, отделившись от жидкости, выходит через пространство между полым телом 4 и каплесъемником 3. Часть газа, вышедшего через каплесъемник 3 вместе с жидкостью, засасывается через патрубки 8 во внутреннюю полость полого тела 4 и через отверстие 6 подается в зону пониженного давления центробежного поля.Centrifugal separation element operates as follows. The gas-liquid flow enters into the swirl 2, where under the action of centrifugal forces arising due to the inclined arrangement of the blades, it is twisted and divided into a central gas with a zone of low pressure and a peripheral gas-liquid with a zone of high pressure. Due to the placement of the hollow body 4 coaxially to the shell 1, the central gas flow is combined with the peripheral gas-liquid, which eliminates the secondary ablation caused by reverse currents. The liquid under the action of centrifugal forces is deposited on the inner surface of the shell 1 and through the dropper 3 with a part of the gas is removed from the stream. The main gas stream, separated from the liquid, exits through the space between the hollow body 4 and the drier 3. A part of the gas released through the dropper 3 together with the liquid is sucked in through the nozzles 8 into the internal cavity of the hollow body 4 and is fed through the hole 6 to the low pressure centrifugal zone fields.

Далее основная часть жидкости отбрасывается на внутреннюю поверхность обечайки 1 и выводится через каплесъемник 3. Мелкодисперсная часть жидкости осаждается на внешнюю поверхность полого тела 4 и силами трения вращающегося газового потока направляется вверх в виде пленки, в которой содержатся также капли вторичного уноса (разбрызгивание, турбулентные пульсации и т.д.). Жидкость попадает в ячейки, образованные структурой элемента 5, выполненного в виде сетки, и поверхностью полого тела 4, где накапливается до размеров, при которых под действием сил динамического давления поступательно направленного вращающегося потока преодолевают силы сцепления и, оторвавшись от коалесцирующей поверхности, осаждаются на внутренней поверхности обечайки 1. Оставшаяся в виде пленки жидкость, осевшая на наружную поверхность полого центрального тела 4, через перфорированную часть 9 поступает во внутреннюю полость полого тела 4, откуда через отверстие 6 поступает во внутреннюю полость обечайки 1.Next, the main part of the liquid is thrown onto the inner surface of the shell 1 and discharged through the drip 3. The finely dispersed part of the liquid is deposited on the outer surface of the hollow body 4 and is directed upward by the friction of the rotating gas stream in the form of a film, which also contains drops of secondary entrainment (spraying, turbulent pulsations etc.). The fluid enters the cells formed by the structure of the element 5, made in the form of a grid, and the surface of the hollow body 4, where it accumulates to the sizes at which under the action of the dynamic pressure of the translationally directed rotating flow overcome the adhesion forces and, having torn off from the coalescing surface, are deposited on the inner shell surfaces 1. The liquid remaining in the form of a film, deposited on the outer surface of the hollow central body 4, through the perforated part 9 enters the inner cavity of the hollow 4 la, where through the hole 6 enters the inner cavity of the sleeve 1.

Claims (4)

1. Центробежный сепарационный элемент, содержащий обечайку, завихритель, каплесъемник и размещенное соосно с обечайкой полое тело, один торец которого расположен вблизи завихрителя и выполнен с отверстием, а противоположный торец выполнен герметичным и снабжен газоподводящими патрубками, отличающийся тем, что полое тело снабжено элементом, обеспечивающим разрушение регулярных токов пленки жидкости и выполненным в виде сетки, закрепленной на внешней поверхности полого тела вблизи торца с отверстием.1. A centrifugal separation element containing a casing, a swirler, a dropper and a hollow body placed coaxially with the casing, one end of which is located near the swirl and made with a hole, and the opposite end is airtight and equipped with gas supply pipes, characterized in that the hollow body is equipped with an element, ensuring the destruction of regular currents of the liquid film and made in the form of a grid mounted on the outer surface of the hollow body near the end with the hole. 2. Центробежный сепарационный элемент по п.1, отличающийся тем, что поверхность полого тела имеет перфорацию, выполненную вблизи герметичного торца.2. The centrifugal separation element according to claim 1, characterized in that the surface of the hollow body has a perforation made near the airtight end. 3. Центробежный сепарационный элемент по п.2, отличающийся тем, что проходное сечение перфорации поверхности полого тела равно или больше проходного сечения отверстия полого тела, выполненного на его торце.3. The centrifugal separation element according to claim 2, characterized in that the passage section of the perforation of the surface of the hollow body is equal to or greater than the passage section of the hole of the hollow body made at its end. 4. Центробежный сепарационный элемент по п.1, отличающийся тем, что элемент, обеспечивающий разрушение регулярных токов пленки жидкости, размещен от торца полого тела, расположенного вблизи завихрителя, на расстоянии 0,25÷0,75 от длины полого тела. 4. The centrifugal separation element according to claim 1, characterized in that the element that ensures the destruction of regular currents of the liquid film is placed from the end of the hollow body located near the swirler at a distance of 0.25 ÷ 0.75 from the length of the hollow body.
RU2009130846/15A 2009-08-12 2009-08-12 Axial flow separation element RU2401156C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009130846/15A RU2401156C1 (en) 2009-08-12 2009-08-12 Axial flow separation element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009130846/15A RU2401156C1 (en) 2009-08-12 2009-08-12 Axial flow separation element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2401156C1 true RU2401156C1 (en) 2010-10-10

Family

ID=44024826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009130846/15A RU2401156C1 (en) 2009-08-12 2009-08-12 Axial flow separation element

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2401156C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650985C2 (en) * 2016-08-31 2018-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт по переработке попутного нефтяного газа" (ООО "НИИ ПНГ") Separating centrifugal element
RU2751036C1 (en) * 2020-12-28 2021-07-07 Общество с ограниченной ответственностью "Экспертный технический центр ЦКБН" Centrifugal separation element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650985C2 (en) * 2016-08-31 2018-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт по переработке попутного нефтяного газа" (ООО "НИИ ПНГ") Separating centrifugal element
RU2751036C1 (en) * 2020-12-28 2021-07-07 Общество с ограниченной ответственностью "Экспертный технический центр ЦКБН" Centrifugal separation element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2361646C1 (en) Dust chamber with acoustic dispersion of liquid
FI125659B (en) Remover, method for modifying an existing wet type gas washer and wet type gas washer
EP2941318B1 (en) Cyclone, cyclone mist eliminator and method of use
RU2482902C1 (en) Venturi scrubber
US20140096683A1 (en) Fiber bed assembly including a re-entrainment control device for a fiber bed mist eliminator
JP5745536B2 (en) Centrifugal droplet separator for separating them from a feed gas stream containing droplets
JP5467180B1 (en) Gas-liquid separation device for air blowing means
RU2401156C1 (en) Axial flow separation element
RU2536991C1 (en) Device for gas purification from liquid and solid particles
RU2644874C1 (en) Dust chamber
RU2498839C1 (en) Mass-exchange separation element (versions) and mass-exchange column (versions)
RU2385190C2 (en) Hydrocyclone
RU2330713C1 (en) Kochetov's scrubber
RU2541019C1 (en) Venturi scrubber
RU120887U1 (en) CENTRIFUGAL SEPARATION ELEMENT
RU2519418C1 (en) Gas-liquid separator
RU2342979C1 (en) Scrubber with flexible impulse-4-type cap
RU185045U1 (en) Drip tray
RU2509886C1 (en) Natural gas cleaning separator
RU2550389C1 (en) Venturi scrubber
RU2413571C1 (en) Ventury scrubber
RU2624647C1 (en) Dust chamber
RU2635709C1 (en) Centrifugal gas scrubber
RU2226421C1 (en) A device for purification of air and gases from moisture, oils and mechanical impurities
RU2669832C2 (en) Venturi scrubber

Legal Events

Date Code Title Description
QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20080711

Effective date: 20120427

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20140723

QC41 Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20140723

Effective date: 20160729