SU1066629A1

SU1066629A1 - Separator

Info

Publication number: SU1066629A1
Application number: SU823472920A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иванович Кочубей; Вячеслав Павлович Криулин; Виктор Исаакович Кузин; Биктимир Хабибуллович Хусаинов
Original assignee: Кубанский Ордена Трудового Красного Знамени Сельскохозяйственный Институт
Priority date: 1982-07-20
Filing date: 1982-07-20
Publication date: 1984-01-15

Abstract

СЕПАРАТОР, содержащий вертикальный цилиндрический корпус. внутри которого установлен сепарационный элемент, выполненный в виде криволийейных лопаток, установленных по многозаходной спирали Архимеда, причем выходные концы лопаток расположены наклонно к оси элемента по поверхности усеченного конуса, сливные устройства и штуцера ввода и вывода фаз, отличающийс тем, что, с целью повышени эффективности сепарации и производительности за счет улучшени условий отвода жидкости , выходные концы лопаток расположены наклонно к оьразующей поверхности усеченного конуса под острым углом к направлению вращени потока.A separator containing a vertical cylindrical body. inside which a separation element is installed, made in the form of curved blades mounted along an Archimedes multiple spiral, the output ends of the blades are inclined to the element axis along the surface of a truncated cone, drain devices and phase inlets and outlets, characterized in that, in order to increase efficiency separation and productivity due to improved drainage conditions; the outgoing ends of the blades are inclined to the abrasive conical surface of the truncated cone at an acute angle to rotation rotation.

Description

о: о:about: about:

0505

toto

со Изобретение относитс к аппарата предназначенным дл осаждени полидисперсных жидких частиц из газовог потока в центробежном поле, и может быть использовано в различных отрас л х промышленности, св занных с раз делением и сепарацией газовзвесей, состо щих из капель жидкости, напри мер, в нефт ной, пищевой, химической , энергетической и др. Известен сепаратор, содержащий в тикальный цилиндрический корпус, ра мещенные в корпусе и дел щие его -на верхнюю и нижнюю камеры горизонталь ные перегородки, расположенные в ка мерах на перегородках многозаходные спирали с отбортовкой на конце, слив ные устройства и гцтуцеры ввода и вы вода фаз 1 . В известном сепараторе уловленна жидкость из каждого сепарационного элемента сливаетс по гидрозатворам при этом размер бокового слива из верхней камеры ограничен из-за конструктивных особенностей сепаратора При повышенных концентраци х жидкой фазы из нижней камеры на скорости выше 2,0 м/с {по сечению аппаратаj происходит пронос жидкости в верхнюю камеру, т.е. сепёфационный элемент удерживает жидкость до скорости 2,0 м/с. При дальнейшем увеличении скорости количество жидкости, попав .аей в верхний элемент, соответствен;но увеличиваетс и на скорости 3,0 м/с наступает равновесие по количеству жидкости, уловленной нижним и верхним элементами. Отвод уловленной жидкости с верхнего элемента св зан с размером сливного патрубка , и поэтому при высоких концентраци х по жидкой фазе необходимо сиижать рабочую скорость газовой среды во избежание перелива в верхнем элементе . В противном случае происходит переполнение сборных карманов и унос жидкости вместе с газом. Наличие отбортовки на конце спиральных лопаток способствует в про-, дзссе эксплуатации отложению в них твердых частиц, что вынуждает проводить дополнительную остановку аппарата дл его чистки. Известен также сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого установлен сепарационный элемент, выполненный в виде криволинейных лопаток, установленных по мноЕозаходной спирали Архимеда, причем выходные концы лопаток расположены наклонно к оси элемента по поверхности усеченного кругового конуса, сливные устройст-, на и штуцера ввода и вывода фаз 2, Сепарационный элемент этого сепаратора может работать при более высоких койцентраци х жидкой фазы, так как транспортированию жидкости к сливному устройству способствует, кроме силы т жести, составл юща центробежиой силы. Однако при своем движении вниз отсепарированна жидкость при переполнении карманов перескакивает с одной лопатки на другую и подвергаетс разбрызгиванию , что снижает эффективность сепарации. Цель изобретени - повышение эффективности сепарации и производительности за счет улучшени условий отвода жидкости. Цель достигаетс тем, что в сепараторе , содержащем вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого установлен сепарационный элемент , выполненный в виде криволинейных лопаток, установленных по многозаходной спирали Архимеда, причем выходные КОНЦЫ лопаток расположены наклонно к оси элемента по поверхности усеченного конуса, сливные устройства и штуцера ввода и вывода фаз, выходные концы лопаток расположены аклонно к образующей поверхности усеченного конуса под острым углом к направлению вращени потока . На фиг. 1 изображен сепаратор, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг. 3 - сепарирующа лопатка, общий вид. Сепаратор состоит из цилиндрического корпуса 1, разделенного на камеры горизонтальными перегородками 2 с осевыми отверсти ми 3, на которых герметично установлены конфузор 4 и диффузор 5, имеющие наклонные перфорации. В камерах уст.ановлены сепарирующие лопатки 6 без отбортовки, образующие сепарационные элементы 7, работающие на скручивание потока, и элемент 8, работающий на раскручивание. Лопатки б выполнены в виде криволинейных трапеций , большее основание которых расположено снизу. Основани элементов, работающих на скручивание потока, снабжены сборными конусами 9 и гидрозатворными трубками 10, предназначенными дл сбора и слива уловленной жидкости. Ввод газожидкостной смеси происходит через тангенциальный патрубок 11, снабженный направл ющим дефлектором 12. ВК1ХОД очищенного газа происходит по патрубку 13, оборудованному эжекционными отверсти ми и кольцевым каплеотбойником 14. Слив уловленной жидкости из аппарата осуществл етс через осевой патрубок 15. Сепаратор работает i ледующим образом . газожидкостна смесь подаетс в сепаратор через патрубок 11 и направл ющим дефлектором 12 ориентируетс вдоль стенки аппарата, гле происходит частична сепараци газа на пластинках, закрепленных на корпусе 1. Закрученный поток газа псступает в нижний сепарационный элемент 7, где капли жидкости под воздействием центробежной силы оседают на вогнутую поверхность сепарирующих лопаток 6 и в виде газожидкостного жгута вращаютс в центральной части элемента .The invention relates to an apparatus for the deposition of polydisperse liquid particles from a gas stream in a centrifugal field, and can be used in various industries related to the separation and separation of gas suspensions consisting of liquid droplets, for example, in oil , food, chemical, energy, etc. A separator is known that contains into a tical cylindrical case, placed in the case and dividing it — horizontal partitions in the upper and lower chambers, located in chambers on the partition Multiple flush end helix, drainage devices and inserts and extractors for injection and discharge phases 1. In the known separator, the captured liquid from each separation element is drained along hydraulic seals, while the size of the side discharge from the upper chamber is limited due to the design features of the separator. At elevated concentrations of the liquid phase from the lower chamber at a speed higher than 2.0 m / s {the cross section of the apparatus occurs bringing the liquid into the upper chamber, i.e. the separation element holds the liquid up to a speed of 2.0 m / s. With a further increase in the speed, the amount of liquid, hitting the upper element, respectively, but also increases at a speed of 3.0 m / s equilibrium occurs in the amount of liquid caught by the lower and upper elements. The removal of trapped liquid from the upper element is related to the size of the drain pipe, and therefore, at high concentrations, the working phase of the gaseous medium must be illuminated in the liquid phase to avoid overflow in the upper element. Otherwise, there is an overflow of prefabricated pockets and liquid entrainment with gas. The presence of flanging at the end of the spiral blades contributes in the pro- dzsse operation of the deposition of solid particles in them, which forces an additional stop of the apparatus for cleaning. Also known is a separator containing a vertical cylindrical body within which a separation element is installed, made in the form of curvilinear blades installed along the Archimedes spiral, the output ends of the blades are inclined to the element axis along the surface of a truncated circular cone, the drain device, and the input fitting and phase 2 output. The separator element of this separator can operate at higher fluid concentration centers, since the transport of liquid to the discharge device sp apart from the force of gravity, it is a component of centrifugal force. However, as it moves downward, the separated liquid, when the pockets overflow, jumps from one blade to another and is subject to splashing, which reduces the separation efficiency. The purpose of the invention is to increase separation efficiency and productivity by improving fluid removal conditions. The goal is achieved by the fact that in a separator containing a vertical cylindrical body, inside which is installed a separation element made in the form of curvilinear blades installed along an Archimedes multiple spiral, the output ends of the blades are inclined to the element axis along the surface of the truncated cone, drain devices and inlet fitting and phase output, the output ends of the blades are located obliquely to the generatrix of the surface of the truncated cone at an acute angle to the direction of rotation of the flow. FIG. 1 shows a separator, a longitudinal section; in fig. 2 is a section A-A in FIG. in fig. 3 - separating blade, general view. The separator consists of a cylindrical body 1, divided into chambers by horizontal partitions 2 with axial holes 3 on which the confuser 4 and the diffuser 5 are hermetically mounted, having inclined perforations. Separating blades 6 without flanging are installed in the chambers, forming separation elements 7, working for twisting the flow, and element 8, working for unwinding. The blades b are made in the form of curvilinear trapezoids, the larger base of which is located below. The bases of the torsional elements are provided with precast cones 9 and seal tubes 10 for collecting and draining the captured liquid. The gas-liquid mixture enters through a tangential pipe 11, equipped with a guide deflector 12. The clean gas inlet goes through a pipe 13 equipped with ejection holes and an annular droplet separator 14. Drain the trapped liquid from the apparatus through the axial pipe 15. The separator works as follows. gas-liquid mixture is supplied to the separator through pipe 11 and guiding deflector 12 is oriented along the apparatus wall, gas partially separates on the plates fixed to housing 1. The swirling gas stream fits into the lower separation element 7, where droplets of liquid under the influence of centrifugal force settle on the concave surface of the separation blades 6 and in the form of a gas-liquid bundle rotate in the central part of the element.

Наличие конусной формы центральной части элемента 7 способствует удерживанию жидкости, основна масса которой под воздействием гравитационного пол оседает в нижней части элемента 7 и собираетс в конусе 9, откуда по гидрозатворной трубке 10 и патрубку 15 отводитс из аппарата.The presence of the conical shape of the central part of the element 7 contributes to the retention of the liquid, the main mass of which, under the influence of the gravitational floor, settles in the lower part of the element 7 and collects in a cone 9, from where it is removed from the apparatus through the splint tube 10.

Очищенный газ с остатками жидкости через осевое отверстие 3 попадает в диффузор 5, где под действием центробежной силы и напора газового потока жидкость движетс в виде пленки на его поверхности по закрученной траектории.The cleaned gas with residual liquid passes through the axial orifice 3 into the diffuser 5, where under the action of centrifugal force and the pressure of the gas flow, the liquid moves in the form of a film on its surface along a twisted path.

Дл безударного и более полного отвода жидкой пленки из конфузора, с целью снижени нагрузки по жидкой фазе верхних пакетов при пульсирующих нагрузках он снабжен наклонной перфорацией, котора составл ет с закрученной траекторией жидкости уг-ол, близкий к нормали, что обеспечивает при отводе жидкой пленки отсуствие ее вторичного уноса. Больша сторона перфорации снабжена кромкой, котора отогнута по ходу газа в сторону действи - центробежных сил, что способствует отсасыванию части газа. Этим достигаетс управление пограничным слоем потока, что предотвращает его срыв в относительно коротком диффузоре и исключает унос жидкости газом .For a shock-free and more complete removal of the liquid film from the confuser, in order to reduce the load on the liquid phase of the upper packages under pulsating loads, it is equipped with an inclined perforation, which is close to normal with a twisted liquid path, which ensures that there is no its secondary ash. The larger side of the perforation is provided with an edge, which is bent along the gas in the direction of the action - centrifugal forces, which contributes to the suction of part of the gas. This is achieved by controlling the boundary layer of the flow, which prevents its breakdown in a relatively short diffuser and eliminates the entrainment of liquid by gas.

Сочетание перечисленных конструктивных особенностей позвол ет обеспечить полный отвод жидкости из нижнего элемента 7 и диффузора 5, остатки которой удал ютс через кольцевую щель между диффузорюм иThe combination of these design features allows for complete drainage of the liquid from the lower element 7 and the diffuser 5, the remnants of which are removed through the annular gap between the diffuser and

кромкой осевого отверсти в основании элемента 8,the edge of the axial hole in the base of the element 8,

Газ из диффузора 5 попадает в центральную часть раскручивающегос элемента 8, который вл етс демпфером при кратковременной многократной перегрузке. Газ, пройд элемент , очищаетс на сепарирующих пла тинах, закрепленных на корпусе аппарата 1. Из периферийной зоны газ устремл етс в центральную часть верхнего элемента 7, где в межспиральных изогнутых каналах происходит коагул ци остатков мелкодисперного аэрозол . Жидкость в виде вращающегос жгута под действием силы т жести скапливаетс в сборном конусе 9 и сливаетс в низ аппарата по гидрозатворным трубкам 10, откуда через патрубок 15 выводитс наружу. Газ, пройд конфузор 4, окончательно очищаетс и удал етс из аппарата по патрубку 13, снабженному эфекционными отверсти ми и кольцевым отбойником 14.The gas from the diffuser 5 enters the central part of the spin-up element 8, which is a damper during a brief multiple overload. The gas passed through the element is cleaned on separating plates fixed on the body of the apparatus 1. From the peripheral zone, the gas rushes to the central part of the upper element 7, where coagulation of fine aerosol residues occurs in the co-curved channels. The fluid in the form of a rotating harness under the force of gravity accumulates in the collecting cone 9 and is discharged to the bottom of the apparatus through hydraulic locks 10, from where it is discharged through the nozzle 15 to the outside. The gas passed through the confuser 4 is finally cleaned and removed from the apparatus through a nozzle 13, equipped with outlets and an annular baffle 14.

На. ичие трапецеидальных лопаток 6, образующих в центре сепарационного элемента конусную поверхность, направленную своей вершиной по ходу движени газа, способствует удерживанию жидкости в сепарационном . элементе, что позвол ет, при всех прочих равных услови х, повЕлиать работую скорость сепарации в 1,52 раза и тем самым производительность сепаратора. Кроме того, отсепарированна жидкость, движуща с вниз, благодар тому, что нижнее основание имеет больший размер,чем верхнее (выходные концы лопаток расположены под острым углом к направлению вращени потока,не пересекает газовый поток, движущийс вверх в соседних межспиральных пространствах . Это уменьшает веро тность вторичного разбрызгивани и повышает эффективность сепарации. При этом отпадает необходимость в использовании отбортовок дл отвода жидкости, которые склонны к забиванию и парафинизации.On. The trapezoidal blades 6, which form a conical surface in the center of the separation element, directed at their apex along the gas flow, contribute to the retention of liquid in the separation. element, which allows, all other things being equal, to maintain the working separation rate by 1.52 times and thus the separator productivity. In addition, the separated liquid moving downward due to the fact that the lower base has a larger size than the upper one (the output ends of the blades are at an acute angle to the direction of rotation of the flow, does not intersect the gas flow moving upward in the adjacent intercoiled spaces. This reduces the Secondary spraying and increases separation efficiency, eliminating the need for using flanging for draining liquids that are prone to clogging and waxing.

ФигFig

Claims

A SEPARATOR containing a vertical cylindrical body, inside of which a separation element is installed, made in the form of 'curved blades mounted on an Archimedes multi-helix, the outlet ends of the blades being inclined to the axis of the element along the surface of the truncated cone, drain devices and phase inlet and outlet fittings, characterized the fact that, in order to increase the efficiency of separation and productivity by improving the conditions for the removal of fluid, the output ends of the blades are inclined to the generatrix overhnosti truncated cone at an acute angle to the rotational flow direction.

O) boo