SU1002032A1 - Vortex separation element - Google Patents

Vortex separation element Download PDF

Info

Publication number
SU1002032A1
SU1002032A1 SU823375207A SU3375207A SU1002032A1 SU 1002032 A1 SU1002032 A1 SU 1002032A1 SU 823375207 A SU823375207 A SU 823375207A SU 3375207 A SU3375207 A SU 3375207A SU 1002032 A1 SU1002032 A1 SU 1002032A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
separation
gas
chamber
inlet
vortex
Prior art date
Application number
SU823375207A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Борисович Немира
Владислав Александрович Толстов
Анатолий Петрович Елеференко
Аркадий Владимирович Мартынов
Original Assignee
Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры filed Critical Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры
Priority to SU823375207A priority Critical patent/SU1002032A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1002032A1 publication Critical patent/SU1002032A1/en

Links

Landscapes

  • Cyclones (AREA)

Description

Изобретение относитс  к оборудованию дл  очистки газа от жидкости и механических примесей, в частности к пр моточным, вихревым (центробежным ) сепараторам, примен емым в установках низкотемпературной сепарации природного газа.The invention relates to equipment for the purification of gas from liquids and mechanical impurities, in particular, to flow, vortex (centrifugal) separators used in low-temperature separation plants for natural gas.

Известен сепаратор, Б котором дл  повышени  производительности и эффективности сепарации используетс  процесс рециркул ции части газового потока, заключающийс  в том, что из селарационной камеры с отсепарированной фазой отводитс  часть газа, котора  после дополнительной сепарации возвращаетс  в вихревую сепарачионную камеру 1.A known separator is used to increase the productivity and separation efficiency of the process of recycling a part of the gas stream, which means that a part of the gas is withdrawn from the separating phase separation chamber, which returns to the vortex separation chamber 1 after the additional separation.

Е этом сепараторе газ рециркул ции подаетс  в приосевые слои вихревого потока за счет разности давлеНИИ в периферийной и осевой зонах вращающегос  потока.In this separator, recirculation gas is supplied to the axial layers of the vortex flow due to the pressure difference in the peripheral and axial zones of the rotating flow.

Недостатком такого технического решени   вл етс  то, что отделившиес  в процессе сепарации газа рециркул ции частички жидкости, попада  в приосевые слои вихревого потока, частично, унос тс  с газом, снижа  тем самым эффективность работы сепаратора .The disadvantage of this technical solution is that the liquid particles separated during the gas separation process, falling into the axial layers of the vortex flow, partly carry away with the gas, thereby reducing the efficiency of the separator.

Известен вихревой сепаратор, в котором газ рециркул ции эжектируетс  в периферийные слои вихревого потока, что обеспечивает более высокую эффективность сепарации за счет попадани  капель жидкости с газом рециркул ции в пристенные слои С2.A vortex separator is known in which the recirculation gas is ejected into the peripheral layers of the vortex flow, which ensures a higher separation efficiency due to the ingress of liquid droplets with the recirculation gas into the near-surface layers C2.

Однако в таких аппаратах в тех случа х, когда динамический напор However, in such devices in those cases when the dynamic pressure

10 газа рециркул ции на выходе из сепарационной камеры меньше потерь напора в репарационной камере возможно нарушение процесса рециркул ции газа - часть газа из сепарационной 10 recirculation gas at the outlet of the separation chamber is less than the pressure loss in the reparative chamber; gas recirculation may be disturbed - part of the gas from the separation

15 камеры выходит через эжекционное отверстие и попадает в нее через каплепленкоотвод щий канал навстречу отводимой жидкости, что резко снижает эффективность сепарации.15, the chamber exits through the ejection orifice and enters it through the kaleplenokotvodyashchy channel towards the evacuated liquid, which sharply reduces the separation efficiency.

2020

Известен центробежный сепарационный элемент, содержащий цилиндрическую вихревую камеру, осевой входной патрубок с размещенным в нем завих- рителем, осевой выходной патрубок, A centrifugal separation element is known, which contains a cylindrical vortex chamber, an axial inlet nozzle with a swirler placed in it, an axial outlet nozzle,

25 кольцевой отводной канал, образованный между стенкой камеры и выходным патрубком, кольцевой рециркул ционг ный канал, образованный между стенкой камеры и входным патрубком, и 25 annular bypass channel formed between the wall of the chamber and the outlet nozzle, an annular recirculation channel formed between the wall of the chamber and the inlet nozzle, and

Ю кольцевую промежуточную щель дл  отвода части отсепарированной жидкоети . СЗ.Yu ring intermediate slot for removal of a part of the separated liquid. NW.

В известном сепарационном элементе отделенна  (вместе с жидкостью) от основного газового потока часть газа образует поток газа рециркул ции , который после гравитационноинерционной сепарации в пространстве между корпусом сепаратора и сепарационной камерой направл етс  в пе риферийные слои газа в начале сепарационной камеры, диаметр которой больше диаметра входного патрубка. Дл  повышени  эффективности очистки использован осевой завихритель с малым углом закрутки, что требует дл  создани  нескольких витков вращени  увеличени  длины сепарационной камеры . В св зи с этим увеличиваетс  металлоемкость гидравлическое сопротивление потоку, возрастают потери давлени , падает градиент давлени  и, как следствие, уменьшаетс  количество рециркулирующего газа, что создает услови  дд  уноса основным газовым потоком мелких, капель жидкости, что снижает эффективность сепарацииIn a known separation element, a part of gas separated (together with a liquid) from the main gas stream forms a recirculation gas stream, which after gravitational-inertial separation in the space between the separator body and the separation chamber is directed into the peripheral gas layers at the beginning of the separation chamber, whose diameter is larger than inlet pipe. To increase the cleaning efficiency, an axial swirler with a small twist angle was used, which, in order to create several turns of rotation, requires an increase in the length of the separation chamber. In this connection, the metal intensity of the hydraulic resistance to flow increases, pressure losses increase, the pressure gradient drops and, as a result, the amount of recycle gas decreases, which creates the condition of entrainment of small liquid droplets by the main gas flow, which reduces the separation efficiency.

Цель изобретени  - снижение металлоемкости за счет интенсификации процесса сепарации.The purpose of the invention is to reduce the metal intensity due to the intensification of the separation process.

Дл  этого сепарационный элемент, содержащий цилиндрическую вихревую камеру, осевой входной патрубок, с завикрителем, осевой выходной патрубок , кольцевой отводной канаш, образованный между стенкой камеры и выходным патрубком, и кольцевой рециркул ционный канал, образованный между стенкой камеры и входным патрубком , снабжен кольцевой диафрагмой установленной на входе в рециркул ционный канал.For this, a separating element comprising a cylindrical vortex chamber, an axial inlet nozzle, with a convector, an axial outlet nozzle, an annular exhaust canal formed between the chamber wall and the outlet nozzle, and an annular recirculation channel formed between the chamber wall and the inlet nozzle, is provided with an annular diaphragm installed at the inlet to the recirculation channel.

Кольцева  диафрагма может быть выполнена в виде плоского диска или конической.The annular diaphragm can be made in the form of a flat disk or conical.

На фиг. 1 изображен газожидкостный сепаратор с предлагаемым вихревым сепарационным элементом, на фиг. 2 - сепарационный элемент с диафрагмой в виде плоского диска; на фиг. 3 - сепарационный элемент с конической диафрагмой.FIG. 1 shows a gas-liquid separator with the proposed vortex separation element; FIG. 2 - separation element with a diaphragm in the form of a flat disk; in fig. 3 - separation element with a conical diaphragm.

Вихревой сепаратор содержит установленную в корпусе 1 вихревую камеру 2, соосно которой установлены входной патрубок 3 с завихрителем 4 и выходной патрубок 5.The vortex separator contains a vortex chamber 2 installed in the housing 1, coaxially with which the inlet pipe 3 with the swirler 4 and the outlet pipe 5 are installed.

На входе сепарационной камеры установлена кольцева  диафрагма 6, образующа  с входным патрубком кольцевой канал 7. Вихрева  камера 2 с выходным патрубком 5 образует кольцевой канал 8.An annular diaphragm 6 is installed at the inlet of the separation chamber, which forms an annular channel 7 with the inlet nozzle. The vortex chamber 2 with an outlet nozzle 5 forms an annular channel 8.

Вихревой сепаратор работает следующим образом.Vortex separator works as follows.

Газожидкостный поток поступает в патрубок 3 входа с завихрителем 4, приобретает вращательное движение иGas-liquid flow enters the inlet 3 of the inlet with a swirler 4, acquires a rotational motion and

попадает в вихревую камеру 2. Твердые и жидкие частицы в поле центробежных сил сепарируютс  в периферийные слои закрученного потока.enters the vortex chamber 2. Solid and liquid particles in the field of centrifugal forces are separated into the peripheral layers of the swirling flow.

Отсепарйрованна  фаза образует на поверхности камеры 2 пленку жидкости и газокапельный слой, которые потоком газа перемещаютс  в ловушку - кольцевой канал 8. Часть газа, включающа  уловленную фазу в виде пленки и капель жидкости, отводитс  через канал 8 и образует поток газа рециркул ции, который сепарируетс The separated phase forms on the surface of the chamber 2 a liquid film and a gas-droplet layer, which are transferred by a gas stream into a trap — an annular channel 8. A part of the gas, including the trapped phase in the form of a film and liquid droplets, is discharged through channel 8 and forms a recirculated gas stream that separates

в пространстве между вихревой камерой и корпусом сепаратора 1. Очищенный газ рециркул ции эжектируетс  через кольцевой канал 7 в вихревую камеру 2, попадает в вихревой поток неочищенного газа, где проходит дополнительную очистку от жидкости.in the space between the vortex chamber and the casing of the separator 1. The purified recirculation gas is ejected through the annular channel 7 into the vortex chamber 2, enters the vortex flow of the crude gas, where it undergoes additional purification from liquid.

Известно, что в поле центробежных сил по радиусу вращени  образуетс  поле давлени , величина которого увеличиваетс  от оси к периферии пропорционально R, где R - радиус удалени  от центра вращени , п 1 - опытный показатель степени. При таком распределении давлени  по радиусу величина этого давлени  на большем радиусе всегда будет больше давлени  на меньшем радиусе вращающегос  потока .It is known that in the field of centrifugal forces along the radius of rotation a pressure field is formed, the magnitude of which increases from the axis to the periphery in proportion to R, where R is the radius of the distance from the center of rotation, and n 1 is the experimental exponent. With such a pressure distribution over the radius, the value of this pressure at a larger radius will always be greater than the pressure at a smaller radius of the rotating flow.

Использование диафрагмы 6 уменьшает радиус расположени  канала 7 на входе газа. Поскольку кольцевой канал 7 на входе газа находитс  на меньшем удалении от оси вращени , чем кольцевой канал 8 на выходе, обеспечиваетс  однонаправленный гра-г диент давлени  на выходе и входе. Это обеспечивает посто нное независимое от скорости газа направление потока газа рециркул ции от канала 8 к каналу 7, интенсификацию процесса рециркул ции,The use of diaphragm 6 reduces the radius of the location of the channel 7 at the gas inlet. Since the annular channel 7 at the gas inlet is at a smaller distance from the axis of rotation than the annular channel 8 at the outlet, a unidirectional gradient of the pressure at the outlet and the inlet is provided. This provides a constant, independent of the gas velocity, the direction of the flow of the recirculation gas from the channel 8 to the channel 7, the intensification of the recirculation process,

В соответствии с данным предложением разработана модель сепаратора, котора  испытана в стендовых услови х на системе воздух-вода. При исследовани х отрабатывалась конструкци  диафрагмы и ее расположение по отношению к патрубку входа газа с завихрителем. Сравнение результатов проводилось с базовой моделью без кольцевой диафрагмы. Результаты .исследований показали, что во всем диапазоне производительностей предлагаемые конструкции имеют большую эффективность (коэффициент уноса меньше по сравнению с базовой). Это позвол ет увеличить рабочую скорость и производительность сепаратора не менее, чем на 10-15% с одновременным увеличением эффективности сепарации .In accordance with this proposal, a separator model has been developed that has been tested in bench conditions on an air-to-water system. In studies, the design of the diaphragm and its location with respect to the gas inlet pipe with a swirler were worked out. The results were compared with the base model without an annular diaphragm. The results of the studies showed that in the whole range of productivities the proposed designs have greater efficiency (the coefficient of entrainment is lower compared to the base). This allows the operating speed and capacity of the separator to be increased by at least 10-15% with a simultaneous increase in the separation efficiency.

На основании результатов исследований разработан технический проект (РП 619.02.01.000) на сепараторBased on the results of the research, a technical project (RP 619.02.01.000) was developed for a separator

очистки газа от углеводородного конденсата в установках низкотемпературной сепарации. В сепараторе смонтированы вихревые сепарационные элементы предлагаемой конструкции, что позволило повысить рабочие скоростиgas purification from hydrocarbon condensate in low-temperature separation installations. In the separator, vortex separation elements of the proposed design are mounted, which made it possible to increase working speeds

в сепараторе. Сравнение производилость с базовым образцом одинаковой производительности серийно выпускаемым (ГП 366.03.01.000).in the separator. Comparison of production with the base sample of the same performance as commercially available (GP 366.03.01.000).

Сравнительные данные приведены в таблице.Comparative data is given in the table.

Claims (3)

Одинаковой производительности за счет BbicoKoft эффективности сепарации можно достигнуть в аппарате значительно меньшего диаметра, а следовательно , и металлоемкости (в 1,38 раза Формула изобретени  1. Вихревой сепарационный элемент содержащий цилиндрическую вихревую камеру, осевой входной патрубок с завихрителем, осевой выходной патрубок , кольцевой отводной канал, обра зованный между стенкой камеры и вход ным патрубком, отличающийс   тем, что, с целью снижени  металлоемкости за счет интенсификацииEqual productivity due to BbicoKoft separation efficiency can be achieved in the apparatus of a much smaller diameter and, therefore, metal intensity (1.38 times the invention 1. Vortex separation element containing a cylindrical vortex chamber, an axial inlet with a swirler, an axial outlet, an annular branch A channel formed between the wall of the chamber and the inlet nozzle, characterized in that, in order to reduce metal consumption due to the intensification -ФФг/г .f процесса сепарации, он снабжен кольцевой диафрагмой, установленной на входе в рециркул ционный канал. 2.Сепарационный элемент по п. 1, отличающийс  тем, что диафрагма выполнена в виде плоского диска. 3.Сепарационный элемент по п. 1, отличающийс  тем, что диафрагма выполнена конической. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Англии 1247126, кл. В 2 Р, опублик. 1971. - FFG / g .f of the separation process, it is equipped with an annular diaphragm installed at the inlet to the recirculation channel. 2. A separating element according to claim 1, characterized in that the diaphragm is made in the form of a flat disk. 3. A separating element according to claim 1, characterized in that the diaphragm is made conical. Sources of information taken into account in the examination 1. England patent 1247126, cl. In 2 P, pub. 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 373018, кл. В 01 О 45/12, 1970. 2. USSR author's certificate number 373018, cl. On 01/45/12, 1970. 3.Патент США № 3884660, кл. 55-396, опублик. 1975 (прототип)3. US patent number 3884660, cl. 55-396, published. 1975 (prototype) // фуг, 2fug, 2 // фуг.fug.
SU823375207A 1982-01-06 1982-01-06 Vortex separation element SU1002032A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823375207A SU1002032A1 (en) 1982-01-06 1982-01-06 Vortex separation element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823375207A SU1002032A1 (en) 1982-01-06 1982-01-06 Vortex separation element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1002032A1 true SU1002032A1 (en) 1983-03-07

Family

ID=20989982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823375207A SU1002032A1 (en) 1982-01-06 1982-01-06 Vortex separation element

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1002032A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545544C2 (en) * 2007-03-26 2015-04-10 Твистер Б.В. Cyclone separator for fluid media

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545544C2 (en) * 2007-03-26 2015-04-10 Твистер Б.В. Cyclone separator for fluid media

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0344750B1 (en) Vortex tube separating device
JP2878710B2 (en) Spiral tube type separation apparatus and gas / particle separation method using the apparatus
CN202376859U (en) Gas-liquid separator
US3744220A (en) Device for imparting a twist to a flow of raw gas in a tornado flow separator
US6599422B2 (en) Separator for liquids containing impurities
EP0262161A1 (en) Continuous flow centrifugal separation
US4541845A (en) Process and apparatus for separating solid and/or liquid particles from gases or liquids
CA1325180C (en) Cyclone separator
WO1980001467A1 (en) Diverging vortex separator
SU1804340A3 (en) Device for separating fluid media containing two and more components
US3169842A (en) Cyclones for removing solids from gas
SU1002032A1 (en) Vortex separation element
US4097375A (en) Hydrocyclone separator
US3421299A (en) Partial reverse flow separator
EP1445025B1 (en) Separating cyclone and method for separating a mixture
JP2011230101A (en) Foreign matter particle separator
CN101935019B (en) Cyclone-filtering-membrane combined recycle hydrogen purifying method and device
RU2475310C2 (en) Method of separating mechanical mixes by swirling flow and application of swirling separator-confuser
CN2508863Y (en) Oil-water separation swirler with novel tail pipe and rectification structure
SU944671A1 (en) Turbocyclone
SU997823A2 (en) Hydraulic cyclone
SU1165436A2 (en) Vortex separator
SU982743A1 (en) Gas liquid separator separation element
SU988351A1 (en) Suspension separator
SU993974A1 (en) Apparatus for separating immiscible liquids