RU2751036C1 - Centrifugal separation element - Google Patents
Centrifugal separation element Download PDFInfo
- Publication number
- RU2751036C1 RU2751036C1 RU2020143741A RU2020143741A RU2751036C1 RU 2751036 C1 RU2751036 C1 RU 2751036C1 RU 2020143741 A RU2020143741 A RU 2020143741A RU 2020143741 A RU2020143741 A RU 2020143741A RU 2751036 C1 RU2751036 C1 RU 2751036C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- gas
- shell
- liquid
- hollow body
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике разделения газожидкостных потоков и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например газоперерабатывающей.The invention relates to a technique for separating gas-liquid streams and can be used in various industries, such as gas processing.
Известно (SU, авторское свидетельство 689707, опубл. 05.10.1979) устройство для мокрой очистки газа, включающее частично заполненный жидкостью корпус с газоподводящим патрубком, снабженным конфузором, концентрично которому установлен цилиндрический экран, над которым размещен кольцевой отбойник, каплеуловитель, водопитающее устройство, при этом с целью снижения энергозатрат и повышения надежности действия устройства, отбойник снабжен расположенным по внутреннему диаметру цилиндром, установленным между газоподводяшим патрубком и экраном.It is known (SU, inventor's certificate 689707, publ. 05.10.1979) a device for wet gas cleaning, including a housing partially filled with liquid with a gas supply pipe equipped with a confuser, concentrically to which a cylindrical screen is installed, above which an annular baffle, a drip catcher, a water supply device Moreover, in order to reduce energy consumption and increase the reliability of the device, the bump stop is equipped with a cylinder located along the inner diameter, installed between the gas supply pipe and the screen.
Недостатком известного элемента является недостаточно эффективное отделение жидкости от газа.The disadvantage of the known element is insufficiently effective separation of liquid from gas.
Известен также (RU, патент 2052272, опубл. 20.01.1996) центробежный сепарационный элемент, содержащий обечайку, два последовательно установленных завихрителя с направляющими лопатками, тонкослойную насадку, размещенную между завихрителями с кольцевым зазором к обечайке, ловушку отделенной жидкости и газоотводящий патрубок.It is also known (RU, patent 2052272, publ. 20.01.1996) a centrifugal separation element containing a shell, two successively installed swirlers with guide vanes, a thin-layer packing placed between the swirlers with an annular gap to the shell, a separated liquid trap and a gas outlet pipe.
Недостатками известного сепарационного элемента являются высокое гидравлическое сопротивление и низкая эффективность разделения газа и жидкости из-за вторичного уноса, вызванного циркуляционными токами в центральной части закрученного потока.The disadvantages of the known separation element are high hydraulic resistance and low efficiency of separation of gas and liquid due to re-entrainment caused by circulation currents in the central part of the swirling flow.
Наиболее близким аналогом разработанного устройства можно признать (RU, патент 2455050, опубл. 10.07.2012) центробежный сепарационный элемент, содержащий обечайку с ловушкой отделенной жидкости и завихритель, причем внутри обечайки соосно ей размещено полое тело цилиндрической формы, первый торец которого выполнен герметичным и выступающим над ловушкой отделенной жидкости, а второй торец выполнен в виде сопла и расположен над завихрителем, выступающая торцевая часть полого тела снабжена газоподводящими патрубками, причем под вторым торцом расположен отбойник, представляющий собой сегмент сферы, обращенный сферической поверхностью вниз, а сопло выполнено с возможностью перекрытия его.The closest analogue of the developed device can be recognized (RU, patent 2455050, publ. 07/10/2012) a centrifugal separation element containing a shell with a trap of separated liquid and a swirler, and inside the shell coaxially there is a hollow cylindrical body, the first end of which is made sealed and protruding above the trap of the separated liquid, and the second end is made in the form of a nozzle and is located above the swirler, the protruding end part of the hollow body is equipped with gas supply pipes, and a baffle is located under the second end, which is a segment of the sphere facing the spherical surface downward, and the nozzle is made with the possibility of overlapping it ...
Недостатком известного технического решения следует признать низкую эффективность разделения газа и жидкости.The disadvantage of the known technical solution is the low efficiency of separation of gas and liquid.
Техническая проблема, решаемая посредством разработанного элемента, состоит в оптимизации процесса разделения жидкости и газа.The technical problem solved by the developed element is to optimize the liquid-gas separation process.
Технический результат, получаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в дополнительном повышении эффективности отделения жидкости от газа и снижении гидравлического сопротивления.The technical result obtained by implementing the developed technical solution consists in further increasing the efficiency of separating liquid from gas and reducing hydraulic resistance.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать конструкцию центробежного сепарационного элемента, содержащего обечайку с ловушкой отделенной жидкости и завихритель, причем внутри обечайки соосно ей размещено полое тело цилиндрической формы, первый торец которого выполнен герметичным и выступающим над ловушкой отделенной жидкости, а второй торец выполнен в виде сопла и расположен над завихрителем, выступающая торцевая часть полого тела снабжена газоподводящими патрубками, под вторым торцом расположен отбойник, при этом в качестве сопла использована роторная форсунка, а поперечное сечение отбойника повторяет профиль выхода роторной форсунки.To achieve the specified technical result, it is proposed to use the design of a centrifugal separation element containing a shell with a trap of separated liquid and a swirler, and inside the shell coaxially with it there is a hollow cylindrical body, the first end of which is sealed and protruding above the trap of the separated liquid, and the second end is made in the form nozzle and is located above the swirler, the protruding end part of the hollow body is equipped with gas inlet pipes, a baffle is located under the second end, a rotary nozzle is used as a nozzle, and the cross section of the baffle follows the outlet profile of the rotary nozzle.
В некоторых вариантах реализации на боковой поверхности полого тела выполнены сквозные отверстия. Предпочтительно диаметр отбойника составляет 1,1-2 от диаметра сопла, а расстояние плоскости отбойника от сопла составляет 0,1-1 от диаметра сопла.In some embodiments, through holes are provided on the side surface of the hollow body. Preferably, the diameter of the baffle is 1.1-2 times the diameter of the nozzle, and the distance of the plane of the baffle from the nozzle is 0.1-1 times the diameter of the nozzle.
Преимущественно, диаметр полого тела соответствует 0,3-0,5 диаметра обечайки, при этом герметичный торец полого тела предпочтительно расположен на расстоянии, равном 0,5-1,0 диаметра обечайки, считая от верхней кромки ловушки отделенной жидкости, кроме того, сопло расположено над завихрителем на расстоянии, преимущественно равном 0,5-1,0 диаметра обечайки, а диаметр отверстия сопла обычно равен 0,2-0,6 диаметра полого тела.Advantageously, the diameter of the hollow body corresponds to 0.3-0.5 of the diameter of the shell, while the sealed end of the hollow body is preferably located at a distance equal to 0.5-1.0 of the diameter of the shell, counting from the upper edge of the separated liquid trap, in addition, the nozzle located above the swirler at a distance, preferably equal to 0.5-1.0 of the shell diameter, and the diameter of the nozzle orifice is usually equal to 0.2-0.6 of the hollow body diameter.
Предпочтительно, газоподводящие патрубки направлены вдоль поверхности обечайки, а вход в патрубок расположен на расстоянии 0,2-0,7 высоты обечайки, считая от нижней кромки ловушки отделенной жидкости.Preferably, the gas inlet nozzles are directed along the surface of the shell, and the inlet to the nozzle is located at a distance of 0.2-0.7 of the shell height, counted from the lower edge of the separated liquid trap.
Размещение внутри обечайки соосно ей полого тела цилиндрической формы обеспечивает гашение кинетической энергии потока, поступающего на разделение, что устраняет вихреобразование и вторичный унос и позволяет за счет этого повысить эффективность отделения жидкости от газа.Placing a cylindrical hollow body coaxially with it inside the shell ensures the damping of the kinetic energy of the flow entering the separation, which eliminates vortex formation and secondary entrainment and thereby increases the efficiency of liquid-gas separation.
Выполнение полого тела диаметром 0,3-0,5 диаметра обечайки частично позволяет снизить гидравлическое сопротивление сепарационного элемента, а также предотвращает возникновение циркуляционных токов и вторичного уноса.Making a hollow body with a diameter of 0.3-0.5 of the shell diameter partially reduces the hydraulic resistance of the separation element, and also prevents the occurrence of circulation currents and secondary entrainment.
Расположение герметичного торца полого тела выше обечайки на расстоянии, обычно равном 0,5-1,0 диаметра обечайки, считая от верхней кромки ловушки, и размещение газоподводящих патрубков у герметичного торца объясняют то, что при таком расположении газоподводящие патрубки не нарушают структуру центробежного поля внутри элемента.The location of the sealed end of the hollow body above the shell at a distance usually equal to 0.5-1.0 of the shell diameter, counting from the upper edge of the trap, and the location of the gas supply pipes at the sealed end explain the fact that with such an arrangement, the gas supply pipes do not violate the structure of the centrifugal field inside element.
Расположение сопла напротив завихрителя на расстоянии, преимущественно равном 0,5-1,0 диаметра обечайки, объясняется тем, что на таком расстоянии окончательно формируется центробежный поток с зоной пониженного давления в центре, которое обеспечивает подачу газа извне через сопло в закрученный поток. Выполнение сопла с диаметром отверстия, обычно равным 0,2-0,6 диаметра полого тела, обеспечивает достаточную рециркуляцию газа, что предотвращает вторичный унос жидкости.The location of the nozzle opposite the swirler at a distance, preferably equal to 0.5-1.0 of the shell diameter, is explained by the fact that at this distance a centrifugal flow with a zone of reduced pressure in the center is finally formed, which provides gas supply from the outside through the nozzle into the swirling flow. The design of the nozzle with a hole diameter, usually equal to 0.2-0.6 of the diameter of the hollow body, provides sufficient gas recirculation, which prevents secondary entrainment of liquid.
Использование отбойника позволяет защитить поток газа, выходящий из патрубка, от встречного потока, за счет чего уменьшается давление на торце. Кроме того, отбойник обеспечивает дополнительное разряжение газа на торце за счет эффекта эжектирования. Т.е. газ, обтекающий отбойник, эжектирует газ, выходящий из патрубка, создавая дополнительное разряжение на торце.The use of a baffle makes it possible to protect the gas flow leaving the branch pipe from the counter flow, thereby reducing the pressure at the end. In addition, the baffle provides additional gas depression at the end due to the ejection effect. Those. the gas flowing around the baffle ejects the gas leaving the branch pipe, creating an additional vacuum at the end.
Выполнение в боковой поверхности полого тела отверстий, особенно при перекрытом втором торце, происходит аналогичное эжектирование, но без встречных потоков.Making holes in the lateral surface of the hollow body, especially when the second end is covered, a similar ejection occurs, but without counter flows.
Преимущества роторных форсунок заключаются в широком разносе распыляемой жидкости, в небольшом их сопротивлении и снижение требований к качеству используемого воздуха.The advantages of rotary nozzles are a wide spread of the sprayed liquid, their low resistance and a decrease in the requirements for the quality of the air used.
Центробежный сепарационный элемент представлен на чертеже.The centrifugal separation element is shown in the drawing.
Центробежный сепарационный элемент разработанной конструкции содержит обечайку 1 с завихрителем 2 и ловушкой 3. Внутри обечайки 1 соосно ей установлено полое тело 4 цилиндрической формы, диаметр которого составляет, предпочтительно, 0,3-0,5 диаметра обечайки 1. Торец 5 полого тела 4 выполнен герметичным и расположен выше обечайки 1 на расстоянии, равном, предпочтительно, 0,5-1,0 диаметра обечайки, считая от верхней кромки ловушки 3. Торец 6 полого тела 4 выполнен в виде сопла с диаметром отверстия, равным, предпочтительно, 0,2-0,6 диаметра полого тела 4, и расположен напротив завихрителя 2 на расстоянии, равном, предпочтительно, 0,5-1,0 диаметра обечайки 1. Торцовая часть полого тела 4 снабжена газоподводящими патрубками 7, соединяющими внутреннюю полость тела 4 с внешним пространством. Газоподводящие патрубки 7 имеют изогнутый профиль и направлены вдоль поверхности обечайки 1. Вход в каждый патрубок 7 расположен на расстоянии 0,2-0,7 высоты обечайки 1, считая от нижней кромки ловушки 3. Суммарное сечение патрубков 7, предпочтительно, соразмерно диаметру сопла 6. Под торцом 6 расположен отбойник 8.The centrifugal separation element of the developed design contains a
Центробежный сепарационный элемент работает следующим образом.The centrifugal separation element works as follows.
Газожидкостный поток поступает внутрь элемента через вертикальные щели завихрителя 2, где под действием центробежных сил, возникающих за счет наклонного расположения лопаток завихрителя, он закручивается и делится на центральный газовый с зоной пониженного давления и периферийный газожидкостный с зоной повышенного давления. За счет размещения в центре сепарационного элемента 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 потоком направляется к ловушке 3. Через щель между обечайкой 1 и ловушкой 3 жидкость с частью газа отводится из потока. Основной поток газа, отделившись от жидкости, выходит через пространство между полым телом 4 и ловушкой 3. Часть газа, вышедшего через ловушку 3 вместе с жидкостью, засасывается через патрубки 7 во внутреннюю полость тела 4 и через сопло 6 подается в зону пониженного давления центробежного поля на доочистку от капельной жидкости. Отбойник 8 защищает поток газа, выходящий из патрубка 7, от встречного потока, за счет чего уменьшается давление на торце 6. Кроме того, отбойник 8 обеспечивает дополнительное разряжение газа на торце 6 за счет эффекта эжектирования. Т.е. газ, обтекающий отбойник 8, эжектирует газ, выходящий из патрубка 4, создавая дополнительное разряжение на торце 6.The gas-liquid flow enters the element through the vertical slots of the
При использовании разработанной конструкции центробежного сепарационного элемента происходит дополнительное повышение эффективности отделения жидкости от газа при снижении гидравлического сопротивления.When using the developed design of a centrifugal separation element, there is an additional increase in the efficiency of separation of liquid from gas with a decrease in hydraulic resistance.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020143741A RU2751036C1 (en) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Centrifugal separation element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020143741A RU2751036C1 (en) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Centrifugal separation element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2751036C1 true RU2751036C1 (en) | 2021-07-07 |
Family
ID=76820201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020143741A RU2751036C1 (en) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Centrifugal separation element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2751036C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU88985U1 (en) * | 2009-07-06 | 2009-11-27 | Ольга Ароновна Ушеренко | CENTRIFUGAL SEPARATION ELEMENT |
RU2401156C1 (en) * | 2009-08-12 | 2010-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ОАО "НИПИгазпереработка" | Axial flow separation element |
CN202028287U (en) * | 2011-03-16 | 2011-11-09 | 江苏纵横浓缩干燥设备有限公司 | Efficient defoaming device of steam-liquid separator |
RU2455050C1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Экспертный технический центр ЦКБН" | Centrifugal separator |
CN206652261U (en) * | 2017-04-10 | 2017-11-21 | 江苏纵横浓缩干燥设备有限公司 | A kind of forced-circulation evaporation vapour liquid separator |
CN109304061A (en) * | 2017-07-26 | 2019-02-05 | 中国石油化工股份有限公司 | A kind of oil and gas well testing open flow gas-liquid separator |
-
2020
- 2020-12-28 RU RU2020143741A patent/RU2751036C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU88985U1 (en) * | 2009-07-06 | 2009-11-27 | Ольга Ароновна Ушеренко | CENTRIFUGAL SEPARATION ELEMENT |
RU2401156C1 (en) * | 2009-08-12 | 2010-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ОАО "НИПИгазпереработка" | Axial flow separation element |
CN202028287U (en) * | 2011-03-16 | 2011-11-09 | 江苏纵横浓缩干燥设备有限公司 | Efficient defoaming device of steam-liquid separator |
RU2455050C1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Экспертный технический центр ЦКБН" | Centrifugal separator |
CN206652261U (en) * | 2017-04-10 | 2017-11-21 | 江苏纵横浓缩干燥设备有限公司 | A kind of forced-circulation evaporation vapour liquid separator |
CN109304061A (en) * | 2017-07-26 | 2019-02-05 | 中国石油化工股份有限公司 | A kind of oil and gas well testing open flow gas-liquid separator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6024405Y2 (en) | Steam generator with separator | |
TWM593871U (en) | Atomizing medicine for essential oil | |
CN105854425A (en) | Deep dedusting and defogging device | |
RU2342182C2 (en) | Separator bath | |
CN107570330A (en) | A kind of antipollution high-pressure fine water mist nozzle | |
RU2751036C1 (en) | Centrifugal separation element | |
CN109304061A (en) | A kind of oil and gas well testing open flow gas-liquid separator | |
CN110075618A (en) | A kind of combination high-efficiency gas-liquid separator | |
CN205672674U (en) | A kind of degree of depth dedusting demister | |
US4278452A (en) | Cyclone separator | |
US4257786A (en) | Cyclone separator | |
RU2455050C1 (en) | Centrifugal separator | |
RU2153915C1 (en) | Gas-and-liquid separator | |
WO2020024145A1 (en) | Return-flow atomizer for essential oil | |
RU2760671C1 (en) | Direct-flow centrifugal vortex separator for separating gas-liquid flows | |
RU2140317C1 (en) | Centrifugal separation member | |
KR20070019619A (en) | filter for compressor | |
JPH0566163B2 (en) | ||
RU2632695C2 (en) | Conical wet cyclone | |
WO2003008106A1 (en) | Apparatus for gas/liquid contacting | |
CN207478827U (en) | A kind of antipollution high-pressure fine water mist nozzle | |
RU2635709C1 (en) | Centrifugal gas scrubber | |
CN206121331U (en) | Centrifugal gas -liquid defroster | |
RU92359U1 (en) | CENTRIFUGAL SEPARATION ELEMENT | |
RU2206023C2 (en) | Centrifugal steam-water mixture separator |