RU2728995C1 - Gas cleaning device - Google Patents
Gas cleaning device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2728995C1 RU2728995C1 RU2019141881A RU2019141881A RU2728995C1 RU 2728995 C1 RU2728995 C1 RU 2728995C1 RU 2019141881 A RU2019141881 A RU 2019141881A RU 2019141881 A RU2019141881 A RU 2019141881A RU 2728995 C1 RU2728995 C1 RU 2728995C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- collector
- cavity
- branch pipe
- filter element
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D50/00—Combinations of methods or devices for separating particles from gases or vapours
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к газовой промышленности и другим областям энергомашиностроения, в технологических циклах которых возникает необходимость очистки газа от механических примесей и сконденсированной жидкости. Например, в установках комплексной подготовки газа на промыслах, в газораспределительных и компрессорных станциях, в нефтяной и химической промышленностях и других отраслях энергомашиностроения с целью удаления из газовых потоков механических частиц, капель воды, масла и прочих примесей. Устройство может функционировать в широком диапазоне рабочих давлений и температур, определяемых характеристиками материалов, используемых в конструкции.The invention relates to the gas industry and other areas of power engineering, in the technological cycles of which there is a need to clean gas from mechanical impurities and condensed liquid. For example, in installations for complex gas treatment in the fields, in gas distribution and compressor stations, in the oil and chemical industries and other branches of power engineering in order to remove mechanical particles, water droplets, oil and other impurities from gas streams. The device can operate over a wide range of operating pressures and temperatures determined by the characteristics of the materials used in the structure.
Известна группа сепараторов (патенты РФ №2188062, №2221625, №2244584, №2346727) для очистки газа от мелкодисперсных жидкостей и твердых частиц в поле центробежных сил, содержащие вертикальный цилиндрический корпус, входной и выходной патрубки, дефлектор, горизонтальную перегородку с центральным отверстием, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных изогнутых пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы. Недостатком указанных устройств является сложная и малоэффективная конструкция ввода газожидкостной смеси в пространство вокруг сепарационного пакета. При выходе из дефлектора газожидкостная смесь, расширяясь, в сторону сепарационного пакета, увлекает за собой жидкость и механические примеси, прижатые центробежной силой к внутренней стенке корпуса. Это увеличивает нагрузку на сепарационный пакет и снижает качество сепарации.A group of separators (RF patents No. 2188062, No. 2221625, No. 2244584, No. 2346727) is known for cleaning gas from fine liquids and solid particles in the field of centrifugal forces, containing a vertical cylindrical body, inlet and outlet pipes, a deflector, a horizontal baffle with a central hole, separation package, consisting of vertical curved plates, which form slotted channels in the overlap zone. The disadvantage of these devices is the complex and ineffective design of the introduction of the gas-liquid mixture into the space around the separation package. When leaving the deflector, the gas-liquid mixture, expanding towards the separation package, entrains liquid and mechanical impurities, pressed by centrifugal force against the inner wall of the housing. This increases the load on the separation bag and decreases the separation quality.
Известно устройство для очистки природного газа от жидкости, (патент РФ №2201278, МПК B01D 45/12, B01D 46/24, опубл. 2002.11.20), включающее фильтрующий элемент на перфорированном каркасе, установленный внутри коаксиального кожуха, открытого в нижней части, а в верхней части имеющего завихритель, при этом установлено не менее двух кожухов и полость для сбора жидкости. Внутри фильтрующего элемента дополнительно коаксиально установлены кожух с завихрителем в верхней части и второй фильтрующий элемент на перфорированном каркасе, в верхней части которого установлен патрубок очищенного газа, при этом кольцевая полость в нижней части между каркасом первого и кожухом второго фильтрующих элементов заглушена кольцом. Завихритель первого кожуха снабжен кольцом, образующим щель в верхней части. Неочищенный газ попадает после завихрителя в полость с фильтрующим элементом и тем самым ухудшаются условия его работы и снижается ресурс. Наличие каркаса-подложки, на котором располагается фильтрующий элемент, уменьшает его эффективную (рабочую) поверхность и увеличивает гидравлическое сопротивление.A device for purifying natural gas from liquid is known (RF patent No. 2201278, IPC B01D 45/12, B01D 46/24, publ. 2002.11.20), including a filter element on a perforated frame, installed inside a coaxial casing, open at the bottom, and in the upper part, which has a swirler, at least two casings and a cavity for collecting liquid are installed. Inside the filtering element, a casing with a swirler in the upper part and a second filtering element are additionally installed coaxially on a perforated frame, in the upper part of which a purified gas pipe is installed, while the annular cavity in the lower part between the frame of the first and the casing of the second filtering elements is plugged with a ring. The swirler of the first casing is provided with a ring that forms a slot in the upper part. After the swirler, the untreated gas enters the cavity with the filter element, thereby deteriorating its operating conditions and reducing the resource. The presence of a support frame on which the filter element is located reduces its effective (working) surface and increases the hydraulic resistance.
Известно устройство для очистки транспортируемого газа, наиболее близкое к заявляемому и принятое за прототип (патент РФ №2676640, МПК B01D 50/00, опубликовано 09.01.2019, бюл. №1), включающее вертикальный корпус, горизонтальную перегородку с центральным отверстием, расположенные в корпусе коаксиально ему и друг другу с образованием кольцевых каналов кожух и фильтрующий элемент, выполненные в виде двух стаканов донышком вниз, патрубки подвода газа и отвода очищенного газа, расположенные с противоположных сторон на цилиндрической поверхности корпуса, дефлектор, патрубок отвода жидкости и механических примесей, расположенный в нижней части корпуса, при этом полость внутри фильтрующего элемента сообщена с патрубком отвода очищенного газа, устройство дополнительно снабжено вторым фильтрующим элементом из винтовой пружины, верхний конец которой жестко закреплен на горизонтальной перегородке, а нижний прикреплен к донышку кожуха. Наличие в данном устройстве дополнительного фильтрующего элемента приводит к повышению гидравлического сопротивления устройства, а неуправляемый сбор дисперсной фазы и жидкости со стенок вертикального корпуса в патрубок отвода жидкости и механических примесей снижает качество сепарации.A device for cleaning the transported gas is known, which is closest to the claimed one and taken as a prototype (RF patent No. 2676640, IPC B01D 50/00, published 01/09/2019, bull. No. 1), including a vertical body, a horizontal partition with a central hole, located in casing coaxially to it and to each other with the formation of annular channels, a casing and a filter element made in the form of two glasses with the bottom down, gas supply and purified gas outlet pipes located on opposite sides on the cylindrical surface of the housing, a deflector, liquid and mechanical impurity outlet pipe located in the lower part of the housing, while the cavity inside the filtering element is in communication with the purified gas outlet, the device is additionally equipped with a second filtering element made of a helical spring, the upper end of which is rigidly fixed to the horizontal partition, and the lower end is attached to the bottom of the casing. The presence of an additional filter element in this device leads to an increase in the hydraulic resistance of the device, and the uncontrolled collection of the dispersed phase and liquid from the walls of the vertical body into the branch pipe for removing the liquid and mechanical impurities reduces the quality of separation.
Технической проблемой на решение которой направлено предлагаемое изобретение является создание устройства очистки транспортируемого газа повышенной эффективности с высоким ресурсом работы.The technical problem to be solved by the present invention is to create a device for cleaning the transported gas of increased efficiency with a high service life.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение заключается в повышении качества очистки газа, повышении надежности устройства и, следовательно, в увеличении ресурса его работы.The technical result to be achieved by the present invention is to improve the quality of gas purification, increase the reliability of the device and, consequently, increase the resource of its operation.
Технический результат достигается тем, что в устройстве очистки транспортируемого газа, включающем вертикальный корпус, расположенные в корпусе коаксиально ему и друг другу обечайку и фильтрующий элемент с образованием внешнего и внутреннего кольцевых каналов, сообщающихся между собой в нижней части, патрубки подвода газа и отвода очищенного газа, расположенные тангенциально в верхней части с противоположных сторон корпуса, патрубок отвода жидкости и механических примесей, расположен в нижней части, при этом полость внутри фильтрующего элемента сообщена с патрубком отвода очищенного газа, новым является то, что, к нижнему профилированному днищу корпуса прикреплен сборник, сообщенный с патрубком отвода жидкости и механических примесей, внутри сборника расположен шток, жестко связанный с тарелью, нижняя поверхность которой и днище корпуса образуют щелевой канал, при этом шток и связанная с ним тарель установлены с возможностью перемещения в осевом направлении относительно профилированного днища, при этом полость сборника соединена перепускной магистралью с патрубком отвода очищенного газа, в полости сборника установлен датчик уровня, в перепускной магистрали установлены фильтр, жиклер и вентили, патрубок подвода соединен с патрубком отвода очищенного газа пневматической магистралью, в которой установлены датчик перепада давлений и вентили.The technical result is achieved by the fact that in the device for cleaning the transported gas, including a vertical housing, located in the housing coaxially to it and to each other, a shell and a filter element with the formation of external and internal annular channels communicating with each other in the lower part, gas supply and cleaned gas outlet pipes located tangentially in the upper part from opposite sides of the body, the branch pipe for removing liquid and mechanical impurities is located in the lower part, while the cavity inside the filter element is connected with the branch pipe for removing the cleaned gas, new is that a collector is attached to the lower profiled bottom of the body, communicated with the branch pipe for removing liquid and mechanical impurities, inside the collector there is a rod rigidly connected to the plate, the lower surface of which and the bottom of the body form a slotted channel, while the rod and the plate associated with it are installed with the ability to move in the axial direction relative to the profiled about the bottom, while the collector cavity is connected by a bypass line to the purified gas outlet, a level sensor is installed in the collector cavity, a filter, a jet and valves are installed in the bypass line, the inlet is connected to the cleaned gas outlet by a pneumatic line in which a pressure difference sensor is installed and valves.
Фильтрующий элемент, представляет собой несущую конструкцию из пористого металла с высокой газовой проницаемостьюThe filter element is a supporting structure made of porous metal with high gas permeability
Герметичность полости сборника относительно внешней среды при перемещении штока обеспечивается уплотнением, фиксируемым в корпусе сборника прижимным фланцем.The tightness of the collector cavity with respect to the external environment during the movement of the stem is provided by a seal fixed in the collector body by a clamping flange.
Фильтрующий элемент может иметь коническую, цилиндрическую или иную форму.The filter element can have a conical, cylindrical, or other shape.
На фиг. 1 представлено продольное сечение устройства очистки транспортируемого газа. На фиг. 2 сечение А-А фиг. 1.FIG. 1 shows a longitudinal section of the transported gas purification device. FIG. 2 section A-A of Fig. 1.
Здесь: 1 - корпус; 2 - патрубок подвода газа; 3 - патрубок отвода очищенного газа; 4 - обечайка; 5 - фильтрующий элемент; 6 - днище профилированное, 7 - сборник жидкости и механических примесей; 8 - фланец сальника; 9 - шток; 10 - тарель; 11 - прокладка; 12 - проставка; 13 - крышка; 14 - фланец; 15 - канал внешний; 16 - канал внутренний; 17 - канал щелевой; 18 - датчик уровня; 19 - магистраль перепускная; 20 фильтр; 21 - жиклер; 22 - кольцо контровочное, 23 датчик перепада давлений; 24 - магистраль пневматическая, 25 - полость сборника, 26 - патрубок отвода жидкости и механических примесей.Here: 1 - building; 2 - gas inlet pipe; 3 - purified gas outlet branch pipe; 4 - shell; 5 - filter element; 6 - profiled bottom, 7 - collection of liquid and mechanical impurities; 8 - stuffing box flange; 9 - stock; 10 - plate; 11 - gasket; 12 - spacer; 13 - cover; 14 - flange; 15 - external channel; 16 - internal channel; 17 - slotted channel; 18 - level sensor; 19 - bypass line; 20 filter; 21 - jet; 22 - locking ring, 23 differential pressure sensor; 24 - pneumatic line, 25 - collector cavity, 26 - branch pipe for removing liquid and mechanical impurities.
Устройство очистки транспортируемого газа включает корпус 1, к верхней части которого тангенциально приварен патрубок подводпа газа 2. На корпусе 1 с помощью фланца 14 установлена проставка 12 с патрубком отвода очищенного газа 3 и крышкой 13. В проставке 3 установлен фильтрующий элемент 5 и зафиксирован кольцом контровочным 22 с прокладкой 11. Фильтрующий элемент 5 может иметь коническую или иной форму, например, цилиндрическую и представляет собой несущую конструкцию из пористого металла (алюминия, никеля, меди и прочее) с высокой газовой проницаемостью, что обеспечивает незначительное гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента. К проставке 12 приварена обечайка 4. Корпус 1, обечайка 4 и фильтрующий элемент 5, расположенные коаксиально друг другу и образуют внешний 15 и внутренний 16 кольцевые каналы, сообщающиеся между собой в нижней части корпуса 1.. Нижняя часть корпуса 1 соединена с профилированным днищем 6, к которому прикреплен сборник 7. Внутри сборника 7 расположен шток 9, который жестко связан с тарелью 10. Поверхности тарели 10 и днища 6 образуют щелевой канал 17. Шток 9 и связанная с ним тарель 10 имеют возможность перемещаться в осевом направлении относительно профилированного днища 6, что позволяет изменять ширину щелевого канала 17. Сборник 7 содержит полость 25, внутри которой установлен датчик уровня 18. Герметичность полости 25 относительно внешней среды при перемещении штока 9 обеспечивается уплотнением (на фиг. 1 не показано), фиксируемым в корпусе сборника 7 фланцем 8. Сборник 7 имеет патрубок отвода жидкости и механических примесей 26. Полость 25 сборника 7 соединена магистралью перепускной 19 с каналом патрубка отвода очищенного газа 3. В магистрали перепускной 19 последовательно установлены вентиль ВЗ, фильтр 20 и вентиль В4 и жиклер 21. Патрубок подвода 2 соединен с патрубком отвода очищенного газа 3 пневматической магистралью 24, в которой последовательно установлены вентиль В1, датчик перепада давлений 23, вентиль В2.The device for cleaning the transported gas includes a
Устройство работает следующим образом. Транспортируемый газ, содержащий различного рода дисперсные включения (твердые и жидкие), подается тангенциально через входной патрубок 2 в кольцевую полость внешнего канала 15 и закручивается. В закрученном потоке, вследствие действия массовых сил, дисперсные включения дрейфуют к внутренней стенке корпуса 1 и концентрируются, преимущественно, в тонком пограничном слое. Включения, сконцентрированные в пристенном слое, движутся далее по внутренней поверхности профилированного днища 6 с разворотом потока и через щелевой канал 17 попадают в полость 25 сборника 7. Разворот потока поверхностью днища 6 увеличивает концентрацию частиц в пристенном слое. Моделирование условий сепарации частиц в закрученном дисперсном потоке, выполненное в работе (Баянов И.М., Гортышов Ю.Ф., Тонконог В.Г., Тонконог М.И. Моделирование динамики двухфазного потока в сепараторе. Вестник КГТУ им. Туполева. 2013, №4, 34-42 с.), показало, что в пристенном слое толщиной 1…3 мм сосредотачивается 90…98% процентов от общего числа частиц размером более 10 мкм. Для достижения такого эффекта достаточно, чтобы поток совершил порядка 1,5…2-х оборотов. Это условие обеспечивается при относительной длине канала (l/d)>2, где 1-канала, d-внешний диаметр канала 15. Частицы размером от 10 до 5 мкм сосредотачиваются в пристенном (пограничном) слое толщиной более 3 мм, а частицы размером менее 5 мкм сепарируются неудовлетворительно.The device works as follows. The transported gas, containing various kinds of dispersed inclusions (solid and liquid), is fed tangentially through the
С целью более полного выделения частиц из газового потока, в зависимости от толщины слоя, в котором они сосредоточены, ширина щелевого канала 17 регулируется путем перемещения тарели 10 относительно профилированного днища 6. Для увеличения вероятности попадания частиц в щелевой канал 17 и снижения сопротивления движению дисперсной среды в щелевом канале 17 полость 25 сборника 7 соединена магистралью перепускной 19 с патрубком выхода 3, что создает % зону пониженного давления в полости 25 по сравнению с давлением газового потока во входном участке щелевого канала 17 и, следовательно, снижает сопротивление движению отсепарированной части потока в щелевом канале, способствует поступлению его в полость сборника 7 и, таким образом, повышает качество сепарации и следовательно качество очистки транспортируемого газа. Для исключения попадания дисперсных частиц из полости 25 в патрубок выхода очищенного газа 3 по магистрали 19 в ней установлен фильтр 20. С целью задания или ограничения расхода газа по магистрали 19 в ней установлены жиклер 21 и регулирующие вентили» В3 и В4. Заполнение сборника 7 жидкими и твердыми дисперсными включениями, выделенными из газового потока контролируется датчиком уровня 18, по сигналу которого происходит удаление отсепарированной фракции по магистрали 25.In order to more completely separate the particles from the gas flow, depending on the thickness of the layer in which they are concentrated, the width of the
Поскольку в щелевой канал попадают преимущественно крупные частицы (дисперсные включения), то в газовом потоке остаются мелкие частицы (размером 10 мкм и менее). С целью более полного очищения газа от мелких дисперсных включений газовый поток, прошедший предварительную сепарацию, разворачивается тарелью 10 и поступает в полость канала внутреннего 16. Из внутренней полости газ проходит через фильтрующий элемент 5, в котором осуществляется тонкая очистка газа. Очищенный газ направляется через патрубок выхода очищенного газа 3 потребителю.Since mainly large particles (dispersed inclusions) enter the slotted channel, small particles (10 microns or less) remain in the gas flow. For the purpose of more complete purification of gas from fine dispersed inclusions, the gas stream, which has passed preliminary separation, unfolds by the
Фильтрующий элемент 5 может иметь коническую или иную форму, например, цилиндрическую и представляет собой несущую конструкцию из пористого металла (алюминия, никеля, меди и прочее) с высокой газовой проницаемостью, что обеспечивает незначительное гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента 5. Размеры пор фильтрующего элемента 5 определяют предельный размер дисперсных включений в газовом потоке, поступающем потребителю. Так как в процессе работы фильтрующий элемент 5 засоряется, то его гидравлическое сопротивление будет возрастать. Необходимость замены фильтрующего элемента определяется по показаниям датчика перепада давлений 23, установленном в магистрали 24, которая соединяет патрубок входа 1 с патрубком выхода 3. Фильтрующий элемент 5 легко извлекается из устройства через крышку 13 и может восстанавливаться путем его промывки или продувки, что позволяет продлить его ресурс.The
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить качество очистки транспортируемого газа, надежно в эксплуатации и, следовательно, обладает повышенным ресурсом работы.Thus, the proposed device makes it possible to improve the quality of purification of the transported gas, is reliable in operation and, therefore, has an increased service life.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019141881A RU2728995C1 (en) | 2019-12-13 | 2019-12-13 | Gas cleaning device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019141881A RU2728995C1 (en) | 2019-12-13 | 2019-12-13 | Gas cleaning device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2728995C1 true RU2728995C1 (en) | 2020-08-03 |
Family
ID=72085756
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019141881A RU2728995C1 (en) | 2019-12-13 | 2019-12-13 | Gas cleaning device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2728995C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3230709A1 (en) * | 1982-08-18 | 1984-02-23 | Alkem Gmbh, 6450 Hanau | Dust cyclone and process for the operation of such a dust cyclone |
RU2271242C2 (en) * | 2003-11-05 | 2006-03-10 | Государственное предприятие "Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" имени академика А.Г. Ивченко" | Device for separation of dispersed particles from gas |
RU2357787C2 (en) * | 2007-06-06 | 2009-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Нейт" | Device for transported gas cleaning (versions) |
RU2460571C1 (en) * | 2011-01-11 | 2012-09-10 | Закрытое акционерное общество "Завод "СиН-газ" | Device for transported gas treatment |
RU2676640C1 (en) * | 2017-12-08 | 2019-01-09 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Transported gas cleaning device |
-
2019
- 2019-12-13 RU RU2019141881A patent/RU2728995C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3230709A1 (en) * | 1982-08-18 | 1984-02-23 | Alkem Gmbh, 6450 Hanau | Dust cyclone and process for the operation of such a dust cyclone |
RU2271242C2 (en) * | 2003-11-05 | 2006-03-10 | Государственное предприятие "Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" имени академика А.Г. Ивченко" | Device for separation of dispersed particles from gas |
RU2357787C2 (en) * | 2007-06-06 | 2009-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Нейт" | Device for transported gas cleaning (versions) |
RU2460571C1 (en) * | 2011-01-11 | 2012-09-10 | Закрытое акционерное общество "Завод "СиН-газ" | Device for transported gas treatment |
RU2676640C1 (en) * | 2017-12-08 | 2019-01-09 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Transported gas cleaning device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9636614B2 (en) | Gas desander | |
RU2456055C1 (en) | Device for cleaning fluids in circulation systems | |
RU2357787C2 (en) | Device for transported gas cleaning (versions) | |
RU2612741C1 (en) | Liquid-gas separator | |
US4640781A (en) | Expandable fibrous bed coalescer | |
RU2676640C1 (en) | Transported gas cleaning device | |
CN203729969U (en) | Underground three-phase separating device | |
RU2426578C1 (en) | Water treatment plant | |
RU2728995C1 (en) | Gas cleaning device | |
RU2335326C1 (en) | Immersion water intake filter with dynamic module | |
US10561974B2 (en) | Bulk deliquidizer/desander coalescer | |
RU2749275C1 (en) | Device for cleaning the transported gas | |
RU2503622C1 (en) | Effluents industrial effluents treatment plant | |
RU2737853C1 (en) | Gas-liquid separator | |
RU2545332C1 (en) | Multi-stage hydrodynamic water separating filter | |
RU2509886C1 (en) | Natural gas cleaning separator | |
KR101248124B1 (en) | Methods and systems for filtration | |
RU2590544C1 (en) | Device for cleaning natural gas | |
RU2593616C1 (en) | Device for continuous filtration of suspension in moving flow | |
RU211920U1 (en) | SEPARATOR | |
RU207906U1 (en) | INERTIAL-GRAVITATIONAL MUD FILTER WITH TANGENTIAL WATER SUPPLY | |
CN214319631U (en) | Separation and filtration device | |
RU2740757C1 (en) | Sand separation device | |
RU2769186C1 (en) | Method for purifying gas from impurities when reducing pressure and apparatus for implementation thereof (variants) | |
RU2064326C1 (en) | Separator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210604 |