RU2757777C1

RU2757777C1 - Gas drying absorber

Info

Publication number: RU2757777C1
Application number: RU2021111247A
Authority: RU
Inventors: Павел Николаевич Зятиков; Михаил Викторович Василевский; Юрий Алексеевич Никонов; Шамиль Рахибович Садретдинов; Юлия Анатольевна Максимова
Priority date: 2021-04-21
Filing date: 2021-04-21
Publication date: 2021-10-21

Abstract

FIELD: gas industry, devices for drying gases.

SUBSTANCE: invention relates to gas industry, in particular to devices for drying gases, mainly natural or petroleum gas. The gas drying absorber contains an inlet separation section, a mass exchange absorption section with packages of a regular structured nozzle, an outlet section located between the inlet separation and mass exchange absorption sections, a chimney tray for collecting and discharging spent absorbent communicated with the mass exchange absorption section and the output separation section. The inlet separation and outlet sections contain partitions, on each of which centrifugal separation elements are placed along the periphery in form of semi-spiral chambers fixed to the partitions by central outlet pipes of purified gas, having inlet pipes of contaminated gas with rotary spring-loaded blades and connected by outlet pipes of separated impurities with cyclones located on these partitions in the center. In the inlet separation section, a conical vortex stabilizer with a vortex part receiver is attached to the head of the central cyclone, the lower part of which is immersed in a water-filled impurity accumulator. In the output separation section, a conical vortex stabilizer is attached to the head of the central cyclone with a receiver of the vortex part, the lower part of which is immersed in reservoir of trapped absorbent, which is connected by a branch pipe with chimney tray for collecting and discharging spent absorbent.

EFFECT: expansion of gas drying means (absorbers) decreases in conditions of its uneven supply increasing reliability, efficiency and economy of drying process.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике осушки природного или нефтяного газов и может быть применено преимущественно в системах с высоким давлением и переменным расходом газа.The invention relates to a technique for drying natural or petroleum gases and can be used mainly in systems with high pressure and variable gas flow rate.

Согласно данным [1] большинство месторождений Западной Сибири, на долю которых приходится более 90 % добычи ПАО «Газпром», вступило в стадию падающей добычи газа. Стадия падающей добычи является самой энергозатратной и характеризуется в том числе увеличением потерь давления в системах промыслового сбора газа, снижением пластового давления и давления на входе в скважины. Проблема удаления жидкости с забоев скважин становится актуальной, так как постоянно увеличивается число месторождений, вступивших в завершающую стадию разработки. Накопление скважинной жидкости происходящее при скоростях газового потока ниже определенного критического значения серьезно осложняет технологический процесс добычи таза, резко сокращает производительность вплоть до их остановки (самозадавливания). В силу этих причин в последнее время особенно остро стоит проблема комплексного использования низконапорного газа. Одним из путей повышения отбора газа является внедрение новых технологий, направленных на повышение эффективности эксплуатации низкодебитных скважин.According to [1], most of the fields in Western Siberia, which account for more than 90% of PJSC Gazprom's production, have entered the stage of declining gas production. The stage of declining production is the most energy-consuming and is characterized, among other things, by an increase in pressure losses in the field gas gathering systems, a decrease in reservoir pressure and pressure at the wells inlet. The problem of removing fluid from the bottom of wells is becoming urgent, since the number of fields that have entered the final stage of development is constantly increasing. The accumulation of well fluid occurring at gas flow rates below a certain critical value seriously complicates the technological process of pellet extraction, sharply reduces productivity up to their shutdown (self-squeezing). For these reasons, the problem of the complex use of low-pressure gas has recently become especially acute. One of the ways to increase gas production is the introduction of new technologies aimed at improving the efficiency of low-rate wells operation.

Известен насадочный абсорбер осушки газа (прототип), содержащий входную сепарационную секцию, массообменную, заполненную насадкой секцию, выходную секцию извлечения примеси из газа [патент RU № 2198017, МПК B01D 53/18, опубл. 10.02.2003]. Входная сепарационная секция выполнена в виде установленной со стороны входа газа тарелки с центробежными сепарационными элементами и размещенной над ней в виде слоя пластинчато-сетчатой насадки, над массообменной абсорбционной секцией установлена сепарационно-газораспределительная секция, а между входной сепарационной секцией и массообменной абсорбционной секцией размещена полуглухая тарелка для сбора и отвода отработавшего абсорбента, сообщенная с массообменной абсорбционной секцией и выходной фильтрующей секцией. При этом выходная секция излечения примеси из газа выполнена в виде двух расположенных одна над другой полностью разборных тарелок с кольцевыми сетчатыми насадками, а сетчатые насадки не содержат в своей конструкции тканевых слоев; в этих насадках накопление твердых механических примесей происходит значительно медленнее, чем, например, в фильтр-патронах с тканевыми фильтрами. Known packed absorber for drying gas (prototype), containing an inlet separation section, a mass transfer section filled with a nozzle, an outlet section for extracting impurities from the gas [patent RU No. 2198017, IPC B01D 53/18, publ. 02/10/2003]. The inlet separation section is made in the form of a plate installed on the side of the gas inlet with centrifugal separation elements and placed above it in the form of a lamellar-mesh packing layer, a separation and gas distribution section is installed above the mass transfer absorption section, and a semi-blind plate is placed between the inlet separation section and the mass transfer absorption section for collecting and removing the spent absorbent, communicated with the mass transfer absorption section and the outlet filter section. In this case, the outlet section for removing impurities from the gas is made in the form of two completely collapsible trays located one above the other with annular mesh nozzles, and the mesh nozzles do not contain tissue layers in their design; in these packings, the accumulation of solid mechanical impurities is much slower than, for example, in filter cartridges with fabric filters.

Недостатком данного решения является неудовлетворительная равномерность потока по сечению и неудовлетворительное выделение мелких капель влаги и твердых частиц из газа на тарелке с центробежными прямоточными циклонами во входной сепарационной секции в условиях низконапорного газа переменного давления. The disadvantage of this solution is the unsatisfactory uniformity of the flow across the cross section and the unsatisfactory release of small drops of moisture and solid particles from the gas on a tray with centrifugal direct-flow cyclones in the inlet separation section under conditions of low-pressure variable pressure gas.

При боковом подводе газа во входную секцию, реализованном в прототипе, неравномерность раздачи потоков газа в аксиальном направлении не позволяет эффективно проводить сепарацию капельной влаги, а также обеспечить равномерность потока газа переменного давления после батареи типовых центробежных сепарационных элементов. При неравномерном по сечению распределении входящего в массообменную насадку газа и в дальнейшем в сетчатом сепараторе возникают явления образования застойных зон, «захлебывания», явление дробления, уноса капель или сквозной проход жидкости [2, 3]. Близкое расположение зоны вывода очищенного газового потока и зоны отсепарированной примеси в условиях отсутствия протока газа в область сбора примеси, приводит к интенсивному турбулентному обмену молями газа между этими зонами, к вторичной диспергации отсепарированной примеси и переносу мелких частиц и капель в зону вывода очищенного газа. Кроме того, центробежные сепарационные элементы мало приспособлены к очистке газов в условиях с переменным его расходом.With a lateral gas supply to the inlet section, implemented in the prototype, the uneven distribution of gas flows in the axial direction does not allow efficient separation of droplet moisture, as well as to ensure the uniformity of the gas flow of variable pressure after a battery of typical centrifugal separation elements. With an uneven cross-sectional distribution of the gas entering the mass transfer packing, and later in the mesh separator, the phenomena of formation of stagnant zones, "flooding", the phenomenon of crushing, entrainment of droplets or a through passage of liquid occur [2, 3]. The close location of the purified gas flow outlet zone and the separated impurity zone in the absence of a gas flow to the impurity collection area leads to an intensive turbulent exchange of gas moles between these zones, to the secondary dispersion of the separated impurity and the transfer of small particles and droplets to the purified gas outlet zone. In addition, centrifugal separation elements are not very suitable for cleaning gases under conditions with variable flow rates.

Газораспределительная пластинчато-сетчатая насадка также имеет малую эффективность сепарации влаги в условиях неравномерной подачи газа. На выходе очищенного газа из тарелки с центробежными сепараторами поле скоростей газа неравномерно, распределение примеси в очищенном газе на входе в пластинчато-сетчатую насадку также неравномерно, поэтому нагрузка по примеси и расходу газа в локальных областях пластинчато-сетчатой насадки будет отличаться. Осаждение примеси в виде капель и твердых частиц на проволоках насадки происходит за счет инерционных сил. В области скоростей 1- 3 м/с обтекания проволок происходит захват частиц размером более 10 мкм, однако при обтекании проволок со скоростями более 3 м/с происходит диспергация жидких частиц и увеличивает их унос. Твердые частицы оседают на проволоках и уменьшают локальные проходные сечения. Поэтому со временем сопротивление сетчатой насадки в её локальных областях будет отличаться, что приведет к еще более неравномерной загрузке проходных сечений сетчатой насадки и выносу примеси в массообменную секцию. The gas-distributing plate-mesh packing also has a low efficiency of moisture separation under conditions of uneven gas supply. At the outlet of the purified gas from the tray with centrifugal separators, the gas velocity field is uneven, the distribution of impurities in the purified gas at the entrance to the lamellar-mesh packing is also uneven, therefore, the impurity load and gas flow rate in the local areas of the lamellar-mesh packing will differ. The deposition of impurities in the form of drops and solid particles on the wires of the packing occurs due to inertial forces. In the range of speeds of 1–3 m / s around the wires, particles with a size of more than 10 microns are captured, however, when flowing around the wires at speeds of more than 3 m / s, liquid particles are dispersed and their entrainment increases. Solids settle on the wires and reduce local flow areas. Therefore, over time, the resistance of the mesh packing in its local areas will differ, which will lead to even more uneven loading of the flow sections of the mesh packing and the removal of impurities into the mass transfer section.

Для абсорберов, работающих в условиях переменного расхода газа, процесс сепарации в центробежных сепарационных элементах и сетчатых сепараторах оказывается практически невозможным вследствие невозможности выдерживания оптимальной скорости потока газа по всему сечению абсорбера.For absorbers operating in conditions of variable gas flow rate, the separation process in centrifugal separation elements and mesh separators turns out to be practically impossible due to the impossibility of maintaining the optimal gas flow rate over the entire section of the absorber.

Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение степени осушки газа в условиях его неравномерной подачи путем сокращения уноса абсорбента с осушаемым газом и снижения вероятности попадания механических примесей вместе с осушаемым газом в массообменную абсорбционную секцию, уменьшение потерь абсорбента.The technical problem to be solved by the present invention is to increase the degree of gas drying in conditions of its uneven supply by reducing the carryover of the absorbent with the dried gas and reducing the likelihood of mechanical impurities entering the mass-exchange absorption section along with the dried gas, reducing the losses of the absorbent.

Технический результат: расширение арсенала средств осушки газа (абсорберов) в условиях его неравномерной подачи, при одновременном повышении надежности, эффективности и экономичности процесса осушки газа.EFFECT: expanding the arsenal of means for gas drying (absorbers) in conditions of its uneven supply, while increasing the reliability, efficiency and economy of the gas drying process.

Указанная задача решается за счет того, что в абсорбере осушки газа, содержащем входную сепарационную секцию, массообменную абсорбционную секцию с пакетами регулярной структурированной насадки, выходную секцию извлечения абсорбента из газа, и размещенную между входной сепарационной и массообменной абсорбционной секциями полуглухую тарелку для сбора и отвода отработавшего абсорбента, сообщенную с массообменной абсорбционной секцией и выходной сепарационной секцией, расположенную во входной сепарационной секции перегородку с центробежными сепарационными элементами, входная сепарационная секция и выходная секция извлечения абсорбента из газа содержат перегородки, на каждой из которых по периферии размещены центробежные сепарационные элементы, выполненные в виде полуспиральных камер, закрепленных на перегородках центральными патрубками вывода очищенного газа, имеющих патрубки ввода загрязненного газа с поворотными подпружиненными лопатками и связанных патрубками вывода отсепарированной примеси с циклонами, закрепленными на этих перегородках в центре, при этом во входной сепарационной секции к головке центрального циклона прикреплен конический стабилизатор вихря с приемником части вихря, нижняя часть которого погружена в заполненный водой накопитель примеси, а в выходной секции к головке центрального циклона прикреплен конический стабилизатор вихря с приемником части вихря, нижняя часть которого погружена в накопитель уловленного абсорбента, который соединен, в свою очередь, патрубком с полуглухой тарелкой сбора и отвода отработавшего абсорбента.This problem is solved due to the fact that in a gas drying absorber containing an inlet separation section, a mass transfer absorption section with packets of regular structured packing, an outlet section for extracting the absorbent from the gas, and a semi-closed tray placed between the inlet separation and mass transfer absorption sections for collecting and removing waste absorbent, communicated with the mass transfer absorption section and the outlet separation section, a baffle with centrifugal separation elements located in the inlet separation section, the inlet separation section and the outlet section for extracting absorbent from gas contain baffles, on each of which there are centrifugal separation elements made in the form of semi-spiral chambers, fixed on the partitions by central purified gas outlet pipes, having contaminated gas inlet pipes with rotating spring-loaded blades and connected by outlet pipes separated by mixtures with cyclones fixed on these baffles in the center, while in the inlet separation section a conical vortex stabilizer with a receiver for a part of the vortex is attached to the head of the central cyclone, the lower part of which is immersed in a water-filled impurity accumulator, and in the outlet section to the head of the central cyclone a conical a vortex stabilizer with a receiver for a part of the vortex, the lower part of which is immersed in the accumulator of the captured absorbent, which is connected, in turn, by a branch pipe with a semi-blind plate for collecting and removing the spent absorbent.

Повышение эффективности работы абсорбера в условиях неравномерной подачи газа достигается использованием закрепленных на перегородках центробежных сепарационных элементов, выполненных в виде полуспиральных камер в нижней входной сепарационной и верхней выходной секциях извлечения абсорбента из газа, имеющих патрубки ввода загрязненного газа с поворотными подпружиненными лопатками. В данной конструкции центробежных сепарационных элементов подпружиненные лопатки на входе выполняют роль стабилизации газового потока переменного давления, а зоны вывода примеси и выхода очищенного газа значительно удалены друг от друга, следствием чего является снижение количества примеси в прошедшем через них газе, а также уменьшение уноса абсорбента с осушаемым газом на выходе секций.An increase in the efficiency of the absorber in conditions of uneven gas supply is achieved by using centrifugal separation elements fixed on the baffles, made in the form of semi-spiral chambers in the lower inlet separation and upper outlet sections for extracting absorbent from gas, which have contaminated gas inlet pipes with rotating spring-loaded blades. In this design of centrifugal separation elements, spring-loaded blades at the inlet act as stabilization of the variable-pressure gas flow, and the zones for the removal of impurities and the outlet of purified gas are significantly removed from each other, which results in a decrease in the amount of impurities in the gas passed through them, as well as a decrease in the entrainment of absorbent from dried gas at the outlet of the sections.

Полуспиральные камеры с подпружиненными лопатками во входных патрубках, размещенные на перегородках входной и выходной секции, являются концентраторами примеси и обладают повышенной транспортирующей способностью. Полная энергия потока в окружном направлении не меняется, поэтому напор потока в патрубках вывода примесей оказывается таким же, как и во входных патрубках этих камер. При этом центральный циклон работает под таким же напором, как и полуспиральные камеры - концентраторы примеси. Равномерность раздачи газа по концентраторам примеси обеспечивается высоким гидравлическим сопротивлением камер и центрального циклона. Расчеты эквивалентного сопротивления полуспиральных камер показывают, что его величина достаточна, чтобы выполнить условие равномерной раздачи газов по полуспиральным камерам. В условиях переменного расхода газа центростремительные ускорения в зоне сепарации центробежных полуспиральных камер остаются величинами постоянными, так как благодаря перемещению поворотной подпружиненной лопатки сечение входного патрубка в камеру изменяется пропорционально расходу газа. Скорость вывода отсепарированной примеси в выводных периферийных патрубках центробежных полуспиральных камер также постоянна, поэтому окружные скорости дисперсного потока в циклонах также неизменны. Следствием этого процесса является повышение эффективности сепарации примесей абсорбером в условиях переменной подачи газа. Semi-spiral chambers with spring-loaded blades in the inlet nozzles, located on the inlet and outlet section baffles, are impurity concentrators and have an increased transporting capacity. The total flow energy in the circumferential direction does not change; therefore, the flow head in the impurity outlet pipes turns out to be the same as in the inlet pipes of these chambers. In this case, the central cyclone operates under the same pressure as the semi-spiral chambers - impurity concentrators. The uniformity of gas distribution through the impurity concentrators is ensured by the high hydraulic resistance of the chambers and the central cyclone. Calculations of the equivalent resistance of the semi-spiral chambers show that its value is sufficient to fulfill the condition of uniform distribution of gases through the semi-spiral chambers. Under conditions of variable gas flow rate, centripetal accelerations in the separation zone of centrifugal semi-spiral chambers remain constant, since due to the movement of the rotating spring-loaded blade, the cross section of the inlet pipe into the chamber changes in proportion to the gas flow rate. The withdrawal rate of the separated impurity in the outlet peripheral nozzles of the centrifugal semi-spiral chambers is also constant, therefore, the peripheral velocities of the dispersed flow in cyclones are also unchanged. The consequence of this process is an increase in the efficiency of the separation of impurities by the absorber under conditions of variable gas supply.

При заявляемой конструкции перегородок с прикрепленными к ней центробежными сепарационными элементами и циклонами, зоны вывода примеси и очищенного газа по высоте находятся на расстояниях в сотни раз превышающих размеры масштаба турбулентности. Поэтому вторичной диспергации отсепарированной примеси не происходит. При этом в центральных циклонах часть потока, примерно его 10-15% с отсепарированной концентрированной примесью попадают в приемники, в которых вращение потока и частиц полностью затухает, а примесь превращается в жидкость и выводится из абсорбера. Это приводит к тому, что эффективность сепарационных процессов оказывается намного выше, чем в прототипе.With the inventive design of partitions with centrifugal separation elements and cyclones attached to it, the zones for removing impurities and purified gas in height are at distances hundreds of times greater than the size of the turbulence scale. Therefore, the secondary dispersion of the separated impurity does not occur. At the same time, in the central cyclones, a part of the flow, approximately 10-15% of it with the separated concentrated impurity, enter the receivers, in which the rotation of the flow and particles completely dies out, and the impurity turns into a liquid and is removed from the absorber. This leads to the fact that the efficiency of separation processes is much higher than in the prototype.

К повышению надежности заявляемого абсорбера ведет замена в выходной секции двух расположенных одна над другой тарелок с кольцевыми сетчатыми насадками, представляющими собой набор кассет с сетчатыми сепараторами, на перегородку с центробежными сепарационными элементами, выполненными в виде полуспиральных камер. В полуспиральных камерах и циклонах поддерживаются высокие скорости газа, поэтому отложений твердой примеси не происходит, а высокое гидравлическое сопротивление обеспечивает гидравлическое равновесие всех элементов и равномерное распределение газа по сечению.To increase the reliability of the claimed absorber, the replacement in the outlet section of two trays located one above the other with annular mesh nozzles, which is a set of cassettes with mesh separators, with a baffle with centrifugal separation elements made in the form of semi-spiral chambers. In semi-spiral chambers and cyclones, high gas velocities are maintained, therefore, no solid impurity deposits occur, and high hydraulic resistance ensures the hydraulic equilibrium of all elements and uniform gas distribution over the cross section.

Отсутствие необходимости периодической очистки или замены сетчатых сепараторов делает работу абсорбера более экономичной по сравнению с прототипом.The absence of the need for periodic cleaning or replacement of mesh separators makes the operation of the absorber more economical compared to the prototype.

Изобретение поясняется рисунками. На фиг. 1 схематично представлен заявляемый абсорбер осушки газа. На фиг.2 показаны перегородка с полуспиральными камерами и циклоном (разрезы А-А и Б-Б заявляемого абсорбера). На фиг. 3 схематически изображена полуспиральная камера с подпружиненной лопаткой на входе. The invention is illustrated by drawings. FIG. 1 schematically shows the inventive gas dehydration absorber. Figure 2 shows a partition with semi-spiral chambers and a cyclone (sections A-A and B-B of the inventive absorber). FIG. 3 schematically shows a semi-spiral chamber with a spring-loaded vane at the inlet.

Абсорбер осушки газа (фиг.1) содержит входную сепарационную секцию извлечения примеси из газа 1, массообменную абсорбционную секцию, заполненную насадкой 2, и выходную сепарационную секцию извлечения абсорбента из газа 3. Массообменная абсорбционная секция 2 содержит газораспределительную тарелку 4, слой из пакетов регулярной структурированной насадки 5 (высота слоя обычно составляет 4 - 5 м), распределитель абсорбента 6, полуглухую тарелку 7 под насадкой 5 для сбора насыщенного абсорбента. Входная сепарационная секция 1 содержит секционную перегородку 8, на которой закреплены с помощью центральных патрубков вывода очищенного газа 9 полуспиральные камеры 10. На фиг. 2 показано взаимное расположение полуспиральных камер на перегородке 8. На фиг. 3 изображена полуспиральная камера 10, которая крепится к патрубку 9. У полуспиральной камеры 10 имеется входной патрубок 11, в котором закреплена поворотная лопатка 12 с пружиной 13. Полуспиральные камеры 10, расположенные по периферии тарелки 8, выполнены зеркально симметричными и объединены попарно, таким образом, что отсепарированная примесь через патрубки 14 попадает в общий для зеркальных камер патрубок, ведущий к головке центрального циклона 15 входной сепарационной секции. Выходная сепарационная секция 3 содержит аналогичную перегородку 8 с расположенными по периферии полуспиральными камерами 10, патрубки 14 которых, предназначенные для вывода отсепарированной примеси, попарно и через общий патрубок подсоединены к циклону 16 выходной секции. На фиг.1 и фиг.2 изображены головки циклонов 15, 16 с входными и выходными отверстиями для подсоединения к патрубкам вывода очищенного газа 9 и вывода отсепарированной примеси 14. Во входной сепарационной секции 1 (Фиг.1) к головке циклона 15 прикреплен конический стабилизатор вихря 17 с приемником части вихря 18, нижней частью погруженный в накопитель примеси 19, который соединен с патрубком 20 для заполнения накопителя водой в период запуска системы. В верхней выходной сепарационной секции 3 к головке циклона 15 прикреплен конический стабилизатор вихря 21 с приемником части вихря 22, который нижней частью погружен в накопитель уловленного абсорбента 23, который соединен с патрубком нагнетательной линии распределителя 6 для заполнения накопителя абсорбентом в период запуска системы и патрубком 24 перепуска абсорбента в полуглухую тарелку 7 сбора абсорбента в секции 2. Различие между конусами стабилизаторами 17, 21 циклона 15 нижней 1 и циклона 16 верхней 3 секций заключается в форме и размерах; различие между приемниками вихрей с примесями 18, 22 циклонов нижней 1 и верхней 3 секции также состоит в форме и размерах. Форма и размеры этих деталей определяются объемом имеющегося для их монтажа свободного пространства секций 1 и 3.The gas dehydration absorber (figure 1) contains an inlet separation section for extracting impurities from gas 1, a mass transfer absorption section filled with a nozzle 2, and an outlet separation section for extracting absorbent from gas 3. Mass transfer absorption section 2 contains a gas distribution plate 4, a layer of regular structured packets nozzle 5 (layer height is usually 4 - 5 m), absorbent distributor 6, semi-blind tray 7 under the nozzle 5 for collecting saturated absorbent. The inlet separation section 1 contains a sectional partition 8, on which semi-spiral chambers 10 are fixed by means of the central branch pipes 9 of the purified gas outlet. FIG. 2 shows the relative position of the semi-spiral chambers on the partition 8. FIG. 3 shows a semi-spiral chamber 10, which is attached to a branch pipe 9. The semi-spiral chamber 10 has an inlet pipe 11, in which a rotary blade 12 with a spring is fixed 13. The semi-spiral chambers 10, located along the periphery of the plate 8, are made mirror-symmetrical and are combined in pairs, thus that the separated impurity through the nozzles 14 enters the nozzle common for the mirror chambers leading to the head of the central cyclone 15 of the inlet separation section. The outlet separation section 3 contains a similar baffle 8 with semi-spiral chambers 10 located on the periphery, the branch pipes 14 of which, intended for removing the separated impurities, are connected in pairs and through a common branch pipe to the cyclone 16 of the outlet section. Figures 1 and 2 show the heads of cyclones 15, 16 with inlet and outlet openings for connecting to the purified gas outlet pipes 9 and removing the separated impurity 14. In the inlet separation section 1 (Fig. 1), a conical stabilizer is attached to the cyclone head 15 vortex 17 with a receiver part of the vortex 18, the lower part is immersed in the impurity accumulator 19, which is connected to the branch pipe 20 for filling the accumulator with water during the start-up of the system. In the upper outlet separation section 3, a conical vortex stabilizer 21 is attached to the head of the cyclone 15 with a receiver for a part of the vortex 22, which is immersed in the lower part of the captured absorbent accumulator 23, which is connected to the discharge line of the distributor 6 for filling the accumulator with absorbent during the system start-up period and to the nozzle 24 bypassing the absorbent into the semi-closed tray 7 for collecting the absorbent in section 2. The difference between the stabilizers cones 17, 21 of the cyclone 15 of the lower 1 and the cyclone 16 of the upper 3 sections is in shape and size; the difference between the vortex receivers with impurities 18, 22 of the cyclones of the lower 1 and upper 3 sections is also in shape and size. The shape and dimensions of these parts are determined by the volume of free space available for their installation in sections 1 and 3.

Заявляемое устройство работает следующим образом. Перед подачей газа в абсорбер в сепарационной секции 1 накопитель 19 заполняется водой через патрубок 20, а в сепарационной секции 3 накопитель 23 заполняется абсорбентом, например, диэтиленгликолем - ДЭГ, через нагнетательную линию распределителя 6. При этом ДЭГ через распределитель 6 смачивает поверхность насадки 5 и проходит в полуглухую тарелку 7. The claimed device operates as follows. Before gas is supplied to the absorber in the separation section 1, the storage tank 19 is filled with water through the pipe 20, and in the separation section 3 the storage 23 is filled with an absorbent, for example, diethylene glycol - DEG, through the discharge line of the distributor 6. In this case, the DEG through the distributor 6 wets the surface of the packing 5 and passes into a semi-blind plate 7.

Входящий в секцию 1 загрязненный газ с переменным расходом поступает в патрубки 11 полуспиральных камер 10. Далее газ проходит через сужения между концами лопаток 12 и криволинейными стенками полуспиральных камер 10. При повороте потоков газа отсепарированная примесь коагулирует на внешних криволинейных стенках полуспиральных камер 10 и вследствие коалесценции превращается в суспензию, которая проходит с частью газа в патрубки 14 и выводится в головку циклона 15. Очищенный газ из камер 10 выводится через патрубки 9. В циклоне формируется общий вихрь, который распространяется в конусе-стабилизаторе 17. В нем основная часть газа стекает в радиальном направлении к центру и противотоком проходит в патрубок вывода очищенного газа 9, который аналогичен патрубкам 9 вывода очищенного газа в спиральных камерах, а малая часть вихревого потока с примесью проходит в приемник 18, в котором также газ стекает к центру и в противоположном направлении выходит в конус стабилизатор потока 17. Вихрь в приемнике по мере продвижения в нисходящем направлении затухает, примесь превращается в суспензию. При этом в верхней части приемника центростремительные ускорения на порядок превышают ускорения в вихре в области входных патрубков 11 головки циклона 15, что препятствует выносу мелкой примеси в конус-стабилизатор 17. Суспензия поступает в накопитель 19, который образует гидравлический затвор и препятствует поступлению газа из объема секции 1 в приемник 18. Суспензия из накопителя 19 переливается на дно секции 1 и периодически выводится из этой секции через дренажный патрубок. Газ, огибая полуглухую тарелку 7, поступает в секцию 2, проходит через газораспределитель 4, далее через слои из пакетов регулярной структурированной насадки 5, где вступает в контакт с абсорбентом и понижает влагосодержание в виде паров воды. Из-за неравномерных скоростей потоков газа в объеме насадки происходит унос части абсорбента вместе с осушенным газом из абсорбционной секции 2.Contaminated gas entering section 1 with a variable flow rate enters the nozzles 11 of the semi-spiral chambers 10. Further, the gas passes through the constrictions between the ends of the blades 12 and the curved walls of the semi-spiral chambers 10. When the gas flows turn, the separated impurity coagulates on the outer curved walls of the semi-spiral chambers 10 and due to coalescence turns into a suspension, which passes with a part of the gas into the nozzles 14 and is discharged into the head of the cyclone 15. The cleaned gas from the chambers 10 is discharged through the nozzles 9. A common vortex is formed in the cyclone, which propagates in the stabilizer cone 17. In it, the main part of the gas flows into radially to the center and in a countercurrent flow into the purified gas outlet 9, which is similar to the purified gas outlet 9 in the spiral chambers, and a small part of the vortex flow with an admixture passes into the receiver 18, in which the gas also flows to the center and in the opposite direction goes to cone flow stabilizer 17. Vortex at In the receiver, as it moves in the downward direction, it attenuates, the impurity turns into a suspension. In this case, in the upper part of the receiver centripetal accelerations are an order of magnitude higher than the accelerations in the vortex in the area of the inlet nozzles 11 of the cyclone head 15, which prevents the removal of fine impurities into the stabilizer cone 17. The suspension enters the storage tank 19, which forms a hydraulic seal and prevents the flow of gas from the volume section 1 into receiver 18. Suspension from accumulator 19 is poured to the bottom of section 1 and is periodically removed from this section through the drain pipe. The gas, bending around the semi-closed tray 7, enters section 2, passes through the gas distributor 4, then through the layers from the packages of the regular structured packing 5, where it comes into contact with the absorbent and lowers the moisture content in the form of water vapor. Due to the uneven gas flow rates in the packing volume, a part of the absorbent is carried away along with the dried gas from the absorption section 2.

Входящий в секцию 3 загрязненный предварительно осушенный газ переменного расхода поступает в патрубки 11 полуспиральных камер 10 перегородки 8, далее проходит через сужения между концами лопаток 12 и криволинейными стенками полуспиральных камер 10. При повороте потоков оставшаяся в потоке газа примесь коагулирует на внешних криволинейных стенках полуспиральных камер 10 и вследствие коалесценции, превращается в пленки, которые проходят с частью газа в патрубки 14, и выводятся в головку циклона 16. В циклоне формируется общий вихрь, который распространяется в конусе-стабилизаторе 21. В нем основная часть газа стекает в радиальном направлении к центру и противотоком проходит в патрубок 9, а малая часть вихревого потока с примесью проходит в приемник 22, в котором газ стекает к центру и в противоположном направлении выходит в конус-стабилизатор потока 21. Вихрь в приемнике по мере продвижения в нисходящем направлении затухает, примесь превращается в жидкий абсорбент (ДЭГ). При этом в верхней части приемника центростремительные ускорения на порядок превышают ускорения в вихре в области входных патрубков 10 головки циклона 16, что препятствует выносу мелкой примеси в конус-стабилизатор 21. Отсепарированный абсорбент (ДЭГ) поступает в накопитель 23, который образует гидравлический затвор и препятствует поступлению газа из объема секции 3 в приемник 22. Жидкий абсорбент (ДЭГ) из накопителя 23 переливается в патрубок 24 и в полуглухую тарелку 7 секции 2 и выводится из абсорбера вместе с ДЭГ, прошедшим через слой из пакетов регулярной структурированной насадки 5, на регенерацию.The contaminated pre-dried gas of variable flow entering section 3 enters the nozzles 11 of the semi-spiral chambers 10 of the partition 8, then passes through the constrictions between the ends of the blades 12 and the curved walls of the semi-spiral chambers 10. When the flows turn, the impurity remaining in the gas flow coagulates on the outer curved walls of the semi-spiral chambers 10 and, as a result of coalescence, turns into films, which pass with a part of the gas into the nozzles 14, and are discharged into the head of the cyclone 16. A common vortex is formed in the cyclone, which propagates in the stabilizer cone 21. In it, the main part of the gas flows radially towards the center and flows in a countercurrent into the branch pipe 9, and a small part of the vortex flow with an admixture passes into the receiver 22, in which the gas flows to the center and in the opposite direction enters the cone-stabilizer of the flow 21. The vortex in the receiver decays as it moves in the downward direction, the admixture transforms into a liquid absorbent (DEG). At the same time, in the upper part of the receiver, centripetal accelerations are an order of magnitude higher than the accelerations in the vortex in the area of the inlet pipes 10 of the cyclone head 16, which prevents the removal of fine impurities into the stabilizer cone 21. The separated absorbent (DEG) enters the accumulator 23, which forms a hydraulic seal and prevents gas flow from the volume of section 3 to receiver 22. Liquid absorbent (DEG) from accumulator 23 is poured into branch pipe 24 and into semi-blind plate 7 of section 2 and is removed from the absorber together with DEG, which passed through the layer from the packets of regular structured packing 5, for regeneration.

Таким образом, заявляемая конструкция абсорбера существенно расширяет арсенал устройств для удаления жидкости и примесей из газа в условиях неравномерных скоростей газового потока, работающих с повышенной эффективностью и надежностью.Thus, the claimed design of the absorber significantly expands the arsenal of devices for removing liquid and impurities from gas under conditions of uneven gas flow rates, operating with increased efficiency and reliability.

Источники информацииSources of information

1. Епрынцев А.С., Кротов П.С., Нурмакин А.В., Киселев А.Н. Проблемы эксплуатации обводняющихся скважин газовых месторождений в стадии падающей добычи. - ВЕСТНИК ОГУ № 16 (135) / декабрь, 2011, с. 41-45.1. Epryntsev A.S., Krotov PS, Nurmakin A.V., Kiselev A.N. Problems of operation of watering wells in gas fields at the stage of declining production. - BULLETIN OSU № 16 (135) / December, 2011, p. 41-45.

2. Кузнецов И.Е., Шмат К.И., Кузнецов С.И. Оборудование для санитарной очистки газов: Справочник / под общ. ред. И.Е. Кузнецова. - К.: Техника, 1989. - 304 с., с. 33.2. Kuznetsov I.E., Shmat K.I., Kuznetsov S.I. Equipment for sanitary cleaning of gases: Handbook / under total. ed. I.E. Kuznetsov. - K .: Tekhnika, 1989 .-- 304 p., P. 33.

3. Синайский, Э.Г. Сепарация многофазных многокомпонентных систем / Э. Г. Синайский, Е.Я. Лапига, Ю. В. Зайцев. - Москва: Недра-Бизнесцентр, 2002. - 621 с., c.376, 377, 506.3. Sinaisky, E.G. Separation of multiphase multicomponent systems / E.G. Sinaisky, E.Ya. Lapiga, Yu.V. Zaitsev. - Moscow: Nedra-Business Center, 2002 .-- 621 p., P. 376, 377, 506.

Claims

A gas dehydration absorber containing an inlet separation section, a mass transfer absorption section with packets of regular structured packing, an outlet section located between the inlet separation and mass transfer absorption sections, a semi-closed tray for collecting and removing spent absorbent, communicated with the mass transfer absorption section, and an outlet separation in the inlet separation section a baffle with centrifugal separation elements, characterized in that the inlet separation and outlet sections contain baffles, on each of which there are centrifugal separation elements along the periphery, made in the form of semi-spiral chambers, fixed on the baffles by central purified gas outlet pipes with branch pipes contaminated gas inlet with rotating spring-loaded blades and separated impurity outlet connected by branch pipes with cyclones located on these baffles in the center, while in the inlet separation In this section, a conical vortex stabilizer with a vortex part receiver is attached to the head of the central cyclone, the lower part of which is immersed in a water-filled impurity accumulator; absorbent, which is connected, in turn, by a branch pipe with a semi-blind plate for collecting and removing the spent absorbent.