RU2729572C1 - Separator for gas cleaning - Google Patents
Separator for gas cleaning Download PDFInfo
- Publication number
- RU2729572C1 RU2729572C1 RU2019123150A RU2019123150A RU2729572C1 RU 2729572 C1 RU2729572 C1 RU 2729572C1 RU 2019123150 A RU2019123150 A RU 2019123150A RU 2019123150 A RU2019123150 A RU 2019123150A RU 2729572 C1 RU2729572 C1 RU 2729572C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- filter elements
- liquid
- separator
- elements
- 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
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/26—Drying gases or vapours
Abstract
Description
Изобретение относится к области очистки газа от примесей, преимущественно от различного рода жидких сред, и может быть использовано для подготовки газа в газовой, газодобывающей, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of gas purification from impurities, mainly from various kinds of liquid media, and can be used for gas preparation in gas, gas production, oil, chemical and other industries.
Известен (RU, патент 2147914, опубл. 27.04.2000) сепаратор для очистки газа, содержащий корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода газа и выхода жидкости, сепарационные элементы, расположенные на тарелке, оборудованной сливной трубой, в сепараторе установлен циклон, входное отверстие трубы входа газа которого смонтировано в полости патрубка входа неочищенного газа, а осевая зона соединена с концом трубы слива жидкости.It is known (RU, patent 2147914, publ. 04/27/2000) a separator for gas purification, containing a housing with branch pipes of raw gas inlet, gas outlet and liquid outlet, separation elements located on a plate equipped with a drain pipe, a cyclone is installed in the separator, an inlet the gas inlet pipe of which is mounted in the cavity of the raw gas inlet pipe, and the axial zone is connected to the end of the liquid drain pipe.
Недостатком такого сепаратора является низкая эффективность сепарации мелкодисперсных частиц жидкости, связанная с недостаточной поверхностью коалесценции, которая ограничена поверхностью центробежных сепарационных элементов.The disadvantage of such a separator is the low efficiency of separation of fine liquid particles associated with an insufficient coalescence surface, which is limited by the surface of centrifugal separation elements.
Известен (RU, патент 2056135, опубл.) сепаратор для очистки газа, содержащий вертикальный корпус, входную камеру, расположенные последовательно по ходу газа ступень центробежной сепарации, включающую множество расположенных параллельно прямоточных циклонных элементов и ступень инерционного отделения, ступень инерционного отделения выполнена в виде тарелки с продольными окнами, снабженными наклонными козырьками, при этом инерционные сепарационные элементы установлены вертикально на тарелке, верхним концом примыкая к козырьку, при этом тарелка оборудована сливной трубой, конец которой соединен с емкостью сбора жидкости, а входная камера сепаратора снабжена закручивающим устройством.Known (RU, patent 2056135, publ.) A separator for gas purification, containing a vertical housing, an inlet chamber, arranged in series along the gas flow, a centrifugal separation stage, including a plurality of parallel-flow cyclone elements and an inertial separation stage, the inertial separation stage is made in the form of a plate with longitudinal windows equipped with inclined peaks, while the inertial separation elements are installed vertically on the plate, with the upper end adjacent to the canopy, the plate is equipped with a drain pipe, the end of which is connected to the liquid collection tank, and the inlet chamber of the separator is equipped with a swirling device.
Недостатками сепаратора являются малая эффективность очистки при больших факторах скорости в сепараторе, при которых сколесцированная на инерционных сепарационных элементах жидкость будет подхватываться газовым потоком и выноситься из сепаратора, а также невозможность работы сепаратора по очистке газа при низких температурах газа (t≤0°C), при которых происходит обледенение сепарационных элементов.The disadvantages of the separator are low cleaning efficiency at high speed factors in the separator, at which the liquid scoled on inertial separation elements will be picked up by the gas flow and removed from the separator, as well as the inability to operate the separator for gas cleaning at low gas temperatures (t≤0 ° C), at which there is icing of the separation elements.
Известен также ((RU, патент 2253502, опубл. 20.06.2005) сепаратор для очистки газа от примесей, содержащий горизонтальный корпус с патрубками входа и выхода, вертикально установленное в корпусе опорное полотно с закрепленными на нем перегородками и центробежными элементами, в котором полость, образованная внутренней поверхностью корпуса, опорным полотном и центробежными элементами, разбита на секции перегородками, установленными между рядами центробежных элементов, причем длина каждой секции превышает длину центробежного элемента, при этом перегородка может быть выполнена с наклоном к горизонтальной плоскости сепаратора.It is also known ((RU, patent 2253502, publ. 20.06.2005) a separator for purifying gas from impurities, containing a horizontal body with inlet and outlet pipes, a support sheet vertically installed in the body with partitions and centrifugal elements fixed on it, in which the cavity, formed by the inner surface of the body, the support web and centrifugal elements, is divided into sections by partitions installed between the rows of centrifugal elements, and the length of each section exceeds the length of the centrifugal element, while the partition can be made with an inclination to the horizontal plane of the separator.
Недостатками конструкции известного сепаратора является недостаточная эффективность работы сепаратора вследствие горизонтального расположения центробежных элементов на вертикально расположенном опорном полотне, при котором под действием гравитационной силы создается несимметричность распределения отсепарированной жидкой фазы в ловушках центробежных элементов, что приводит к скоплению жидкости внизу ловушек. Кроме того, растекание отсепарированной жидкости по перегородкам, установленным между рядами центробежных элементов, приводит к попаданию жидкости в зону повышенных скоростей. Следствием этих недостатков является захват уже отсепарированной жидкости высокоскоростным потоком газа, и вторичный ее унос, который снижает эффективность очистки газа от примесей. При этом производительность сепаратора по газовой фазе ограничивается количеством центробежных элементов, распределенных по сечению аппарата.The disadvantages of the design of the known separator is the insufficient efficiency of the separator due to the horizontal arrangement of centrifugal elements on a vertically located support sheet, in which, under the action of gravitational force, an asymmetry of the distribution of the separated liquid phase in the traps of centrifugal elements is created, which leads to the accumulation of liquid at the bottom of the traps. In addition, the spreading of the separated liquid along the partitions installed between the rows of centrifugal elements leads to the ingress of the liquid into the zone of increased velocities. The consequence of these disadvantages is the capture of the already separated liquid by a high-speed gas flow, and its re-entrainment, which reduces the efficiency of gas purification from impurities. In this case, the performance of the separator in the gas phase is limited by the number of centrifugal elements distributed over the section of the apparatus.
Наиболее близким налогом разработанного устройства можно признать (RU, патент 2469771, опубл. 20.12.2012) сепаратор для очистки газа. Известный сепаратор содержит корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода очищенного газа и выхода жидкости и установленные в корпусе газораспределительное устройство и расположенную над ним фильтрующую секцию с прямоточными центробежными сепарационными элементами, причем каждый центробежный сепарационный элемент фильтрующей секции снабжен коалесцирующим патроном, выполненным в виде перфорированного каркаса, на боковой поверхности которого расположены чередующиеся дренажные и с увеличивающейся в радиальном направлении пористостью коалесцирующие слои нетканого материала, закрепленные снаружи металлической сеткой, при этом каждый коалесцирующий патрон установлен соосно под центробежным сепарационным элементом и сообщен с расположенным под фильтрующей секцией дренажным коллектором.The closest tax to the developed device can be recognized (RU, patent 2469771, published on 20.12.2012) a separator for gas cleaning. The known separator contains a housing with branch pipes of raw gas inlet, purified gas outlet and liquid outlet and a gas distribution device installed in the housing and a filter section located above it with direct-flow centrifugal separation elements, and each centrifugal separation element of the filter section is equipped with a coalescing cartridge made in the form of a perforated frame , on the side surface of which there are alternating drainage and with increasing radially porosity coalescing layers of nonwoven material, fixed outside by a metal mesh, with each coalescing cartridge installed coaxially under the centrifugal separation element and communicated with the drainage collector located under the filtering section.
Недостатком известного сепаратора можно признать недостаточную эффективность чистки газа от жидкости и механических примесей.The disadvantage of the known separator can be recognized as insufficient efficiency of gas cleaning from liquid and mechanical impurities.
Техническая проблема, решаемая с использованием разработанного устройства, состоит в расширении ассортимента средств очистки газов.The technical problem solved using the developed device consists in expanding the range of gas purification means.
Технический результат, достигаемый при реализации разработанного устройства, состоит в повышении эффективности очистки газа от капельной жидкости при большом содержании жидкости в газовом потоке и больших значениях фактора скорости газового потока.The technical result achieved by the implementation of the developed device consists in increasing the efficiency of gas purification from dropping liquid with a large liquid content in the gas flow and high values of the gas flow velocity factor.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный сепаратор для очистки газа, содержащий корпус с патрубком входа неочищенного газа, патрубком выхода очищенного газа и патрубком выхода жидкости и расположенные в корпусе газораспределительное устройство, над которым расположена тарелка с прямоточными центробежными сепарационными элементами. Над указанной тарелкой расположена комбинированная сепарационно-фильтрующая секция, выполненная в виде двух установленных одна над другой тарелок, верхняя из которых содержит коалесцирующие фильтрующие элементы, каждый из которых выполнен из чередующихся коалесцирующих и дренажных слоев фильтрующего материала, и сливные трубы для отвода жидкости, стекающей с наружной поверхности фильтрующих элементов, а нижняя тарелка содержит патрубки подачи газа непосредственно внутрь фильтрующих элементов верхней тарелки, причем патрубки подачи газа выполнены соосно с зазором относительно фильтрующих элементов для дополнительного отвода через кольцевой зазор, образованный внутренним диаметром фильтрующих элементов и наружным диаметром патрубков подачи газа в фильтрующие элементы, жидкости, стекающей с внутренней поверхности фильтрующих элементов, и сливные трубы для отвода этой жидкости.To achieve the specified technical result, it is proposed to use a developed separator for gas purification, containing a housing with a raw gas inlet pipe, a purified gas outlet pipe and a liquid outlet pipe, and a gas distribution device located in the body, above which a plate with direct-flow centrifugal separation elements is located. Above this plate is a combined separation and filtering section made in the form of two plates installed one above the other, the upper of which contains coalescing filter elements, each of which is made of alternating coalescing and drainage layers of filter material, and drain pipes for draining liquid flowing from the outer surface of the filter elements, and the lower plate contains gas supply pipes directly inside the filter elements of the upper plate, and the gas supply pipes are made coaxially with a gap relative to the filter elements for additional discharge through the annular gap formed by the inner diameter of the filter elements and the outer diameter of the gas supply pipes to the filter elements, liquid flowing down from the inner surface of the filter elements, and drain pipes to drain this liquid.
В некоторых вариантах реализации разработанного устройства по меньшей мере, один коалесцирующий слой фильтрующих элементов выполнен из волокнисто-пористого политетрафторэтилена, который обладает высокими значениями гидрофобности и олеофобности.In some embodiments of the developed device, at least one coalescing layer of filter elements is made of fibrous-porous polytetrafluoroethylene, which has high values of hydrophobicity and oleophobicity.
Патрубок подачи газа в фильтрующий элемент предпочтительно выполнен в виде прямоточного центробежного сепарационного элемента. Это позволяет создать завихрение потока во внутренней полости фильтроэлемента, что увеличивает отделение жидкости с внутренней поверхности фильтроэлемента и соответственно снижает жидкостную нагрузку на слои фильтровального материала.The gas supply branch pipe to the filter element is preferably made in the form of a direct-flow centrifugal separation element. This makes it possible to create a vortex of the flow in the inner cavity of the filter element, which increases the separation of liquid from the inner surface of the filter element and, accordingly, reduces the liquid load on the layers of the filter material.
Конструкция сепаратора разработанной конструкции приведена на рисунке, при этом использованы следующие обозначения: корпус 1 сепаратора, патрубок входа неочищенного газа 2 корпуса сепаратора 1, тарелка 3 с прямоточными центробежными сепарационными элементами 4, патрубок 6 вывода отделенной жидкости, фильтрующие элементы 7, установленные на нижней тарелке 8, верхняя тарелка 9 фильтрующие элементы 10, установленные на верхней тарелке 9, патрубок 11 выхода очищенного газа.The design of the separator of the developed design is shown in the figure, while the following designations are used: the
Разработанное устройство работает следующим образомThe developed device works as follows
Неочищенный газ через патрубок входа неочищенного газа 2 корпуса сепаратора 1 подают в газораспределительное устройство 5, в котором происходит первичная (грубая) очистка газового потока от механических примесей и частично от капельной жидкости, и который равномерно распределяет газовый поток по сечению сепаратора. Далее газовый поток поступает в установленную над газораспределительным устройством тарелку 3 с прямоточными центробежными сепарационными элементами 4. В центробежных элементах 4 за счет центробежных сил капли жидкости отделяются от газового потока. Отделившаяся жидкость по сливным трубам отводят в нижнюю часть сепаратора и выводят через патрубок 6. Далее поток газа, содержащий мелкодисперсную капельную жидкость и остаточные механические примеси, направляют в комбинированную фильтрующую секцию для окончательной очистки газа, где через патрубки ввода газа в фильтрующие элементы 7, расположенные на нижней тарелке 8, газ поступает на внутреннюю поверхность фильтрующих элементов 10, установленных на тарелке 9, и последовательно проходит через коалесцирующие и дренажные слои, при этом в коалесцирующих слоях происходит слияние капель содержащейся в газовом потоке жидкости, которая удерживается на поверхности фильтрующего материала за счет действия капиллярных сил. Скоалесцированная жидкость выносится газовым потоком в дренажные слои фильтрующих элементов с более высокой пористостью, действие капиллярных сил в дренажном слое резко снижается, и жидкость под действием гравитационных сил стекает на тарелку 9 и отводится в нижнюю часть сепаратора. Кроме этого, как установлено в результате экспериментов, от 30 до 70% отделяемой жидкости, в зависимости от ее состава и применяемых фильтрующих материалов, стекает вниз по внутренней поверхности фильтроэлемента. В разработанной конструкции сепаратора эта жидкость через зазор между патрубком подачи газа 7 и внутренней поверхностью фильтроэлемента 10 стекает на нижерасположенную тарелку 8 и через собственные сливные трубы также отводится в нижнюю часть сепаратора. При отсутствии тарелки 8 с патрубками ввода газа 7жидкость, стекающая по внутренней поверхности фильтроэлемента, вторично подхватывается газовым потоком и опять возвращается на внутреннюю поверхность фильтроэлемента, что приводит к возрастанию жидкостной нагрузки на фильтроэлемент, росту на нем перепада давления, увеличению содержания жидкости в дренажном слое и, как следствие, вторичному уносу газовым потоком капель жидкости с наружной поверхности фильтроэлемента в патрубок выхода очищенного газа 11.The raw gas through the raw
Применение в качестве одного или нескольких коалесцентных слоев фильтроэлемента супергидрофобного/олеофобного волокнисто-пористого фторопласта позволяет значительно увеличить скорость коалесценции капель и соответственно повысить эффективность очистки газа от капельной жидкости при больших значениях фактора скорости газового потока.The use of a superhydrophobic / oleophobic fibrous-porous fluoroplastic as one or more coalescent layers of a filter element can significantly increase the coalescence rate of drops and, accordingly, increase the efficiency of gas purification from droplet liquid at high values of the gas flow rate factor.
Применение в качестве патрубка ввода газа прямоточного центробежного сепарационного элемента позволяет сепаратору осуществлять эффективную очистку газового потока при большом содержании жидкости (до 3,0 г/м3) на входе в комбинированную фильтрующую секцию.The use of a direct-flow centrifugal separation element as a gas inlet pipe allows the separator to effectively purify the gas flow with a high liquid content (up to 3.0 g / m 3 ) at the inlet to the combined filtering section.
Использование разработанного устройства позволяет повысить эффективности очистки газа от капельной жидкости при большом содержании жидкости в газовом потоке и больших значениях фактора скорости газового потока за счет использование дополнительно установленной тарелки.The use of the developed device makes it possible to increase the efficiency of gas purification from dropping liquid with a high liquid content in the gas flow and high values of the gas flow velocity factor due to the use of an additionally installed tray.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019123150A RU2729572C1 (en) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | Separator for gas cleaning |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019123150A RU2729572C1 (en) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | Separator for gas cleaning |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2729572C1 true RU2729572C1 (en) | 2020-08-07 |
Family
ID=72085925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019123150A RU2729572C1 (en) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | Separator for gas cleaning |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2729572C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU212939U1 (en) * | 2021-04-07 | 2022-08-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" (ОмГТУ) | ASSOCIATED PETROLEUM GAS SEPARATION DEVICE |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4566883A (en) * | 1983-04-08 | 1986-01-28 | Shell Oil Company | Apparatus for gas/liquid separation |
US4629481A (en) * | 1985-01-18 | 1986-12-16 | Westinghouse Electric Corp. | Low pressure drop modular centrifugal moisture separator |
US4767424A (en) * | 1985-03-05 | 1988-08-30 | Shell Oil Company | Column for removing liquid from a gas |
RU2056135C1 (en) * | 1992-10-13 | 1996-03-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью - Научно-производственная компания "Кедр-89" | Multistaged separator |
RU2120327C1 (en) * | 1997-11-19 | 1998-10-20 | Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппарутуры" | Column apparatus for mass-transfer processes between gas and liquid |
RU87100U1 (en) * | 2009-04-20 | 2009-09-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ОАО "НИПИгазпереработка" | GAS-LIQUID SEPARATOR |
RU2469771C1 (en) * | 2011-06-29 | 2012-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" | Separator for gas purification |
RU2472570C1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" | Gas separator |
RU2659988C1 (en) * | 2017-11-08 | 2018-07-04 | Андрей Владиславович Курочкин | Gas-dynamic vortex separator (options) |
-
2019
- 2019-07-23 RU RU2019123150A patent/RU2729572C1/en active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4566883A (en) * | 1983-04-08 | 1986-01-28 | Shell Oil Company | Apparatus for gas/liquid separation |
US4629481A (en) * | 1985-01-18 | 1986-12-16 | Westinghouse Electric Corp. | Low pressure drop modular centrifugal moisture separator |
US4767424A (en) * | 1985-03-05 | 1988-08-30 | Shell Oil Company | Column for removing liquid from a gas |
RU2056135C1 (en) * | 1992-10-13 | 1996-03-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью - Научно-производственная компания "Кедр-89" | Multistaged separator |
RU2120327C1 (en) * | 1997-11-19 | 1998-10-20 | Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппарутуры" | Column apparatus for mass-transfer processes between gas and liquid |
RU87100U1 (en) * | 2009-04-20 | 2009-09-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ОАО "НИПИгазпереработка" | GAS-LIQUID SEPARATOR |
RU2469771C1 (en) * | 2011-06-29 | 2012-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" | Separator for gas purification |
RU2472570C1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" | Gas separator |
RU2659988C1 (en) * | 2017-11-08 | 2018-07-04 | Андрей Владиславович Курочкин | Gas-dynamic vortex separator (options) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU212939U1 (en) * | 2021-04-07 | 2022-08-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" (ОмГТУ) | ASSOCIATED PETROLEUM GAS SEPARATION DEVICE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101972559B (en) | Oil-water separating device and method | |
US9005340B2 (en) | Fiber bed assembly including a re-entrainment control device for a fiber bed mist eliminator | |
EP2941318B1 (en) | Cyclone, cyclone mist eliminator and method of use | |
US5112375A (en) | Radial vane demisting system in a separator for removing entrained droplets from a gas stream | |
NZ215346A (en) | Separating a liquid from a gas in a column | |
WO2009070058A2 (en) | Centrifugal separator for separating liquid particles from a gas flow | |
RU2469771C1 (en) | Separator for gas purification | |
RU2475294C2 (en) | Method of removing drops of contaminant from gas flow and rinsing chute | |
RU2456055C1 (en) | Device for cleaning fluids in circulation systems | |
US20130312609A1 (en) | Apparatus and methods for filtration of solid particles and separation of liquid droplets and liquid aerosols from a gas stream | |
RU2612741C1 (en) | Liquid-gas separator | |
RU2379121C1 (en) | Vortex centrifugal separator | |
RU2472570C1 (en) | Gas separator | |
RU2729572C1 (en) | Separator for gas cleaning | |
RU70813U1 (en) | FILTER SEPARATOR | |
RU2203125C1 (en) | Separator for finely-dispersed dropping liquid | |
RU2056135C1 (en) | Multistaged separator | |
RU2299757C2 (en) | Screen-separator | |
RU2469770C1 (en) | Separator for gas purification | |
RU2493900C1 (en) | Method of liquid-gas flow separation | |
RU68352U1 (en) | SEPARATOR | |
RU2256488C1 (en) | Droplet separator | |
RU211920U1 (en) | SEPARATOR | |
RU2666440C1 (en) | Separator for gas cleaning from impurities | |
RU183828U1 (en) | GAS CLEANING SEPARATOR |