RU2716769C1 - Газораспределительное устройство - Google Patents
Газораспределительное устройство Download PDFInfo
- Publication number
- RU2716769C1 RU2716769C1 RU2019114074A RU2019114074A RU2716769C1 RU 2716769 C1 RU2716769 C1 RU 2716769C1 RU 2019114074 A RU2019114074 A RU 2019114074A RU 2019114074 A RU2019114074 A RU 2019114074A RU 2716769 C1 RU2716769 C1 RU 2716769C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- nozzle
- inlet
- support structure
- flow
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
Abstract
Изобретение относится к сепарационному и массообменному оборудованию для использования в процессах отделения жидкости и механических примесей от газового потока, предназначено для равномерного распределения исходного потока по сечению аппарата, первичной сепарации жидкости и механических примесей. Газораспределительное устройство снабжено входным патрубком и включает внутреннюю удлиненную опорную конструкцию с направляющими диафрагмами. Диафрагмы расположены друг за другом по оси газораспределительного устройства и закреплены на опорной конструкции. Направляющие диафрагмы выполнены с диаметрами отверстий, уменьшающимися по мере их удаления от входного патрубка. Соосно опорной конструкции на ее внешних боковых сторонах установлена сепарационная насадка. Входной патрубок выполнен с объемом, заполненным нерегулярной турбулизирующей насадкой. Изобретение обеспечивает турбулизацию входного потока с использованием его кинетической энергии, перемешивание и усреднение его скоростей, турбулентная коалесценция с укрупнением дисперсных частиц. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области нефтегазового и химического машиностроения, в частности, к сепарационному и колонному (массообменному) оборудованию и может быть использовано в процессах отделения жидкости и механических примесей от газового потока, преимущественно, в установках: подготовки природного и попутного газа; низкотемпературной сепарации газа; переработки газового конденсата; компримирования газа, очистки воздуха газотурбинных агрегатов; в абсорберах осушки и очистки газа от примесей и в других процессах. Изобретение предназначено для равномерного распределения исходного потока по сечению аппарата, для равномерной загрузки контактных устройств как сепарационных, так и массообменных аппаратов, первичной сепарации жидкости и механических примесей для снижения жидкостной нагрузки на основные сепарационные контактные устройства.
Известно газораспределительное устройство (US 7488361, заявка US 2007044437 (А1) от 01.03.2007, МПК B01D 45/16), для разделения смеси жидкость/газ, выполненное в виде двух ступеней, первая ступень - впускной канал для предварительного разделения смеси газ-жидкость-твердые примеси и выпуска тяжелой фракции - воды и твердых примесей, а также отклонения очищенной смеси в объем аппарата. Вторая ступень выполнена в виде сепарационной насадки - агломератора. Первая ступень представляет собой удлиненную опорную конструкцию - это множество направляющих лопаток (пластин), расположенных друг за другом и прикрепленных к опорной конструкции; лопатки (пластины) предназначены для перехвата и отклонения входной смеси газ/жидкость во вторую ступень предварительной очистки газа. Вторая ступень расположена по боковой поверхности первой ступени в непосредственной близости к ней. После второй ступени предварительно очищенный газ поступает вверх по объему сепарационного аппарата в систему патрубков для окончательной очистки газа. Недостатком описанной конструкции является неравномерность распределения входного потока смеси газа, жидкости и твердых примесей, зависящая от геометрии подающего трубопровода на первую ступень распределителя, что предопределяет неравномерность профиля скорости потока по входному сечению входного патрубка газораспределителя с нарушением расчетных условий процессов в аппарате. Это ведет к снижению эффективности работы, как газораспределительного устройства, так и аппарата в целом.
Наиболее близким аналогом выбрано газораспределительное устройство, установленное внутри корпуса аппарата против патрубка ввода газовой смеси, выполненное в виде шестиугольной призмы, которая имеет соосно с ней расположенный внутренний цилиндр, имеющий щели или перфорацию (первая ступень). Цилиндр по длине разделен на секции кольцевыми дисками с диаметрами отверстий, уменьшающимися от патрубка ввода газа. На боковых сторонах призмы установлены блоки регулярной насадки из гофрированных листов, гофры которых в смежных листах выполнены перекрестно. Пространство между шестиугольной призмой и внутренним цилиндром может быть заполнено нерегулярной насадкой. Технический результат: более равномерное распределение газового потока по сечению аппарата и повышение качества сепарации мелкодисперсных потоков при высоких значениях фактора скорости в патрубке ввода газовой смеси (RU 2394623 Газораспределительное устройство, МПК B01D 3/00, B01D 3/32, опубликовано 20.07.2010, бюл. №20). Недостатком прототипа также является отсутствие равномерного распределения потока по сечению входного патрубка газораспределительного устройства, обусловленного местными сопротивлениями подводящего трубопровода, что ведет к снижению эффективности работы как его самого, так и аппарата в целом.
Задачей изобретения является повышение эффективности очистки газа путем выравнивания профиля скорости потока входной газожидкостной смеси, подлежащей распределению.
Техническим результатом является турбулизация входного потока с использованием его кинетической энергии, перемешивание и усреднение скоростей потока, турбулентная коалесценция, укрупнение дисперсных частиц.
Задача решается, и технический результат реализуется в конструкции газораспределительного устройства, снабженного входным патрубком и включающего внутреннюю удлиненную опорную конструкцию с направляющими кольцевыми дисками-диафрагмами, расположенными друг за другом по оси газораспределительного устройства и закрепленными на опорной конструкции. Направляющие диафрагмы выполнены с диаметрами отверстий, уменьшающимися по мере их удаления от входного патрубка. Соосно внутренней опорной конструкции на ее внешних боковых сторонах установлена сепарационная регулярная насадка, которая может быть выполнена как в прототипе в блочном исполнении, блоки которой расположены по бокам многогранной призмы и могут быть заполнены как регулярной, так и нерегулярной насадкой.
Отличием изобретения от прототипа является выполнение входного патрубка газораспределительного устройства с объемом, заполненным слоем нерегулярной насадки, насыпной, турбулизирующей. Толщина (длина) слоя насадки зависит от создаваемого гидравлического сопротивления, которое может оказывать влияние на работу оборудования и определяется допустимой величиной гидравлического сопротивления. Результатом такого выполнения патрубка является турбулизация входного потока перед его поступлением в опорную конструкцию распределителя, его перемешивание и усреднение скоростей отдельных струй потока, обусловленных недостатками исполнения геометрической формы подающего трубопровода. Дополнительно проявляется эффект турбулентной коалесценции, укрупнения дисперсных частиц за счет турбулентных пульсаций и соударений, что является причиной эффективного их удаления в объеме газораспределительного устройства. Это особенно актуально для случаев малой концентрации жидкости в газовом потоке, до 2-3 г на 1 кубический метр газа, и конденсационной природы образования капель.
На фигуре изображено сечение газораспределительного устройства.
Газораспределительное устройство выполнено следующим образом.
Газораспеделительное устройство содержит центральную несущую опорную конструкцию 1, закрепленные на ней блоки регулярной насадки 2, входной патрубок 3 для сопряжения со штуцером аппарата и упор для закрепления другого конца газораспределительного устройства на противоположной от входного штуцера части стенки аппарата.
Опорная конструкция 1 выполнена на стержнях, трубках, уголках или швеллерах 4, определяющих его цилиндрическую форму, на которых закреплены последовательно расположенные по оси распределителя несколько диафрагм 5. Количество диафрагм зависит от длины опорной конструкции, скорости подачи газожидкостной смеси и может составлять до 40 шт., с расстоянием между ними от 50 до 200 мм. Диаметр диафрагм 5 уменьшается по мере удаления от входного патрубка 3, как это показано пунктирными линиями на фигуре, с размерами отверстий, выбранными в зависимости от параметров входного потока газожидкостной смеси. Стержни 4 закреплены на торцевых пластинах 6 и 7, параллельных друг другу. Торцевые пластины 6 и 7 выполнены круглыми или многоугольными со значительной толщиной для надежного и устойчивого закрепления на них блоков 2 насадки. Регулярная насадка может быть выполнена как в прототипе в виде пластин, гофрированных листов, гофры которых в смежных листах выполнены перекрестно, или как в RU 171150, из смонтированных на внутреннем каркасе секций, состоящих из рядов последовательно расположенных пластин, при этом пластины размещены радиально на боковых сторонах распределителя и в смежных рядах установлены с различными (положительными и отрицательными) углами наклона относительно входного патрубка ввода газожидкостного потока. Объем блоков 2 насадки может быть заполнен и насыпной нерегулярной насадкой.
Входной патрубок 3 предназначен для надежного закрепления газораспределительного устройства на входном штуцере корпуса аппарата, для чего он снабжен кольцевым буртиком 8, как это видно на фигуре. Длина входного патрубка 3 выполнена достаточной для образования значительного его внутреннего объема и его заполнения турбулизирующей насадкой 9, например, насыпной. Противоположный конец распределительного устройства снабжен упором 10 для закрепления устройства на противоположной от входного штуцера части аппарата.
Газораспределительное устройство работает следующим образом.
Газораспределительное устройство описанной конструкции устанавливают в сепарационном или массообменном аппарате, закрепляя его входной патрубок 3 в штуцере аппарата. К штуцеру аппарата присоединен подающий трубопровод. На вход газораспределительного устройства по подающему трубопроводу с высокой скоростью подается газожидкостная смесь. Вследствие наличия различных местных сопротивлений подающего трубопровода (поворотов, запорно-регулирующих устройств) отдельные струи входного потока движутся с разными скоростями. При движении такого неравномерного потока в газораспределительном устройстве эта неравномерность сохраняется по его поперечному сечению, что ведет к неравномерной нагрузке как на насадочные блоки 2, так и на контактные устройства, установленные в аппарате ниже по потоку. Поскольку в предложенном изобретении внутренний объем входного патрубка 3 газораспределительного устройства заполнен нерегулярной насадкой 9, поток газожидкостной смеси, встречая на своем пути преграды в виде элементов нерегулярной насадки, расположенных под разными углами к направлению потока, соударяется с ними, турбулизуется, разбивается на множество единичных струй, которые многократно меняют направление и скорость движения. Проходя через весь объем нерегулярной насадки 9 входного патрубка 3, множество струй входного газожидкостного потока перемешивается, их скорости усредняются, и на выходе входного патрубка 3 формируется более однородный в сечении по скоростям и плотности поток, который поступает непосредственно на вход газораспределительного устройства. Газожидкостная смесь попадает в междиафрагменные пространства опорной конструкции 1, образованные кольцевыми диафрагмами 5. Далее поток проходит в блоки насадки 2, кромки листов которых разделяют поток газа на отдельные струи, обтекающие их. При этом под действием инерционных сил на поверхности листов происходит осаждение дисперсных частиц и образование жидкой пленки, которая под действием гравитационных сил стекает вниз.
В междиафрагменных пространствах благодаря кольцевым диафрагмам 5 с диаметрами отверстий, уменьшающимися от патрубка ввода газа 3, происходит дополнительное выравнивание профиля скорости газа, а насадка 2 распределительного устройства позволяет равномерно распределить поток газа по сечению аппарата. Большое проходное сечение регулярной насадки 2 значительно снижает фактор скорости газа, что предотвращает вторичное диспергирование образовавшейся на листах насадки 2 пленки жидкости и улучшает качество сепарации мелкодисперсных частиц.
Одновременно с процессом выравнивания скоростей и плотности входного потока газожидкостной смеси, протекающим во внутреннем объеме входного патрубка 3, за счет наличия в нем нерегулярной насадки проявляется эффект турбулентной коалесценции от турбулентных пульсаций и соударений, выражающийся в процессе укрупнения дисперсных жидких частиц потока, что положительно сказывается на эффективности их дальнейшей сепарации.
Таким образом, заявляемая конструкция газораспределительного устройства позволяет более эффективно и равномерно распределить газовый поток во входном сечении устройства за счет турбулизации потока и обеспечить укрупнение мелкодисперсных частиц жидкости, благодаря турбулентной коалесценции нерегулярной насадкой во входном патрубке.
Claims (1)
- Газораспределительное устройство, снабженное входным патрубком и включающее внутреннюю удлиненную опорную конструкцию с направляющими диафрагмами, расположенными друг за другом по оси газораспределительного устройства и закрепленными на опорной конструкции, направляющие диафрагмы выполнены с диаметрами отверстий, уменьшающимися по мере их удаления от входного патрубка, соосно опорной конструкции на ее внешних боковых сторонах установлена сепарационная насадка, отличающееся тем, что входной патрубок выполнен с объемом, заполненным нерегулярной турбулизирующей насадкой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019114074A RU2716769C1 (ru) | 2019-05-06 | 2019-05-06 | Газораспределительное устройство |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019114074A RU2716769C1 (ru) | 2019-05-06 | 2019-05-06 | Газораспределительное устройство |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2716769C1 true RU2716769C1 (ru) | 2020-03-16 |
Family
ID=69898852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019114074A RU2716769C1 (ru) | 2019-05-06 | 2019-05-06 | Газораспределительное устройство |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2716769C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2756188C1 (ru) * | 2020-11-19 | 2021-09-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" (ООО "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ") | Газораспределительное устройство |
RU212939U1 (ru) * | 2021-04-07 | 2022-08-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" (ОмГТУ) | Устройство сепарации попутного нефтяного газа |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1000074A1 (ru) * | 1981-10-20 | 1983-02-28 | За витель | Сепаратор (его варианты) |
EP0195464B1 (en) * | 1985-03-05 | 1989-04-19 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Column for removing liquid from a gas |
US7144437B2 (en) * | 2001-10-18 | 2006-12-05 | Bjorn Christiansen | Vertically arranged separator for separating liquid from a gas flow |
US7488361B2 (en) * | 2003-08-22 | 2009-02-10 | Fmc Technologies C.V. | Inlet and distribution device |
RU2370311C1 (ru) * | 2008-03-03 | 2009-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ГИПРОХИМ" | Насадка для массообменных аппаратов |
RU2394623C1 (ru) * | 2009-01-29 | 2010-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" | Газораспределительное устройство |
US7857879B2 (en) * | 2006-11-13 | 2010-12-28 | Sulzer Chemtech Ag | Droplet separator |
RU2480269C1 (ru) * | 2011-11-17 | 2013-04-27 | Илшат Минуллович Валиуллин | Способ коалесценции капель жидкости в потоке газа |
RU171150U1 (ru) * | 2016-12-29 | 2017-05-22 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Распределитель газожидкостного потока |
-
2019
- 2019-05-06 RU RU2019114074A patent/RU2716769C1/ru active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1000074A1 (ru) * | 1981-10-20 | 1983-02-28 | За витель | Сепаратор (его варианты) |
EP0195464B1 (en) * | 1985-03-05 | 1989-04-19 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Column for removing liquid from a gas |
US7144437B2 (en) * | 2001-10-18 | 2006-12-05 | Bjorn Christiansen | Vertically arranged separator for separating liquid from a gas flow |
US7488361B2 (en) * | 2003-08-22 | 2009-02-10 | Fmc Technologies C.V. | Inlet and distribution device |
US7857879B2 (en) * | 2006-11-13 | 2010-12-28 | Sulzer Chemtech Ag | Droplet separator |
RU2370311C1 (ru) * | 2008-03-03 | 2009-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ГИПРОХИМ" | Насадка для массообменных аппаратов |
RU2394623C1 (ru) * | 2009-01-29 | 2010-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" | Газораспределительное устройство |
RU2480269C1 (ru) * | 2011-11-17 | 2013-04-27 | Илшат Минуллович Валиуллин | Способ коалесценции капель жидкости в потоке газа |
RU171150U1 (ru) * | 2016-12-29 | 2017-05-22 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Распределитель газожидкостного потока |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2756188C1 (ru) * | 2020-11-19 | 2021-09-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" (ООО "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ") | Газораспределительное устройство |
RU212939U1 (ru) * | 2021-04-07 | 2022-08-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" (ОмГТУ) | Устройство сепарации попутного нефтяного газа |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2836291B1 (en) | A flow distributor | |
PH12013501095B1 (en) | Vertical combined feed/effluent heat exchanger with variable baffle angle | |
AU601394B2 (en) | A method of an apparatus for achieving uniform distribution of a solids-containing liquid over a cross-sectional area | |
US3141000A (en) | Apparatus for creating uniform streams in flow passages | |
RU2716769C1 (ru) | Газораспределительное устройство | |
US4566883A (en) | Apparatus for gas/liquid separation | |
KR20110100315A (ko) | 병류 접촉 장치 내 액체 분배 개선 | |
JP7116733B2 (ja) | 分配装置、特に、流下薄膜型蒸発器およびその使用のための分配装置 | |
EP0328786A1 (en) | Splash plate liquid distributor | |
EP3177568A1 (en) | Water treating equipment providing coalescence and flotation within a single vessel | |
US10384181B2 (en) | Tapered conduits for reactors | |
US20170073590A1 (en) | System And Method Of Delivering Dilution Water Droplets Within An Oil-And-Water Stream | |
KR101965329B1 (ko) | 신축 구조의 액적 분리장치 | |
RU2335326C1 (ru) | Погружной водозаборный фильтр с динамическим модулем | |
RU2394623C1 (ru) | Газораспределительное устройство | |
US5607893A (en) | Method for uniform loading of catalyst tubes | |
RU171150U1 (ru) | Распределитель газожидкостного потока | |
CN104874206B (zh) | 分离器管束旋流入口装置 | |
RU2354433C1 (ru) | Сепаратор | |
US11161058B2 (en) | Fluid separation systems for oil and gas applications | |
RU2756188C1 (ru) | Газораспределительное устройство | |
RU2686938C1 (ru) | Устройство для разрушения нефтяной пены | |
RU2803814C2 (ru) | Отпарные колонны высокого давления для использования в установках для получения мочевины | |
RU82132U1 (ru) | Пленочное массообменное устройство с закручиванием потоков | |
SU988309A1 (ru) | Контактное устройство дл тепло-массообменных колонн |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210928 Effective date: 20210928 |