SU1407512A1

SU1407512A1 - Vertical separating element

Info

Publication number: SU1407512A1
Application number: SU864127749A
Authority: SU
Inventors: Евгения Павловна Цинкалова; Лев Григорьевич Лимановский; Владимир Алексеевич Курский
Original assignee: Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры
Priority date: 1986-10-03
Filing date: 1986-10-03
Publication date: 1988-07-07

Abstract

Изобретение относитс к аппаратам , предназначенным дл очистки газа от жидких частиц, в частности дл очистки природного газа в газосепараторах при промысловой добыче газа и фильтрах-сепараторах, на компрессорных станци х магистральных газопроводов . Его использование позвол ет увеличить производительность сепара- ционного элемента. Вертикальный се- парационный элемент содержит каркас и сепарационный слой с дренажными каналами, выполненными в виде концент- рично размещенных вогнутых пластин, направленных в сторону входного отверсти . Толщина сепарационного сло переменна по высоте и равна в нижней части 50-75 мм, а в верхней 100- 150 мм. Опорный фланец вьшолнен в виде катушки, верхнее кольцо которой выполнено с отверсти ми, расположенными под дренажными каналами. Кроме того, верхнее донышко элемента снабжено кольцевым отражателем. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. слThe invention relates to apparatuses for cleaning gas from liquid particles, in particular for cleaning natural gas in gas separators for commercial gas production and filter separators, at compressor stations of main gas pipelines. Its use allows to increase the performance of the separation element. The vertical separation element contains a frame and a separation layer with drainage channels made in the form of concentrically placed concave plates directed towards the inlet. The thickness of the separation layer is variable in height and is 50-75 mm in the lower part, and 100-150 mm in the upper part. The support flange is made in the form of a coil, the upper ring of which is made with openings located under the drainage channels. In addition, the upper bottom of the element is provided with an annular reflector. 3 hp f-ly, 2 ill. cl

Description

сдsd

1C1C

Изобретение относитс к аппара - там, предназначенным дл очистки газа от жидких частиц, в частности дл очистки природного газа в газосепараторах при промысловой добыче газа и фильтрах-сепараторах на компрессорных станци х магистральных газопроводов.The invention relates to apparatuses intended for the purification of gas from liquid particles, in particular for the purification of natural gas in gas separators for commercial gas production and filter separators at compressor stations of main gas pipelines.

Цель изобретени - увеличение -npoизводительности сепарационного элемента за счет организации отвода жидкости из сепарационного сло .The purpose of the invention is to increase the productivity of the separation element by organizing the removal of fluid from the separation layer.

На фиг. 1 изображен сепарационный элемент, общий вид} на фиг. 2 - се- чение А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a separation element, a general view} in FIG. 2 - section A-A in FIG. one.

Вертикальный сепарационный элемент состоит из каркаса 1 цилиндрической или конической формы, опорной катушки 2 и сепарационного сло 3, выполненного в виде намотки на каркасе рукавной в заной сетки, в котором концентрично входному отверстию 4 в катушке 2 установлены дренажные каналы 5 в виде трубок с удаленной частью поверхности, причем вогнута поверхность 6 дренажных каналов 5 расположена против входного отверсти 4 и канала 7 сепарационного элементаThe vertical separation element consists of a cylindrical or conical frame 1, a support coil 2 and a separation layer 3, made in the form of a winding on a hose frame in a closed mesh, in which drainage channels 5 are installed in the form of tubes with a remote part concentric with the inlet 4 in the coil 2 surface, and the concave surface 6 of the drainage channels 5 is located against the inlet 4 and the channel 7 of the separation element

Опорна катушка 2 имеет два опор- ных кольца, нижнее кольцо 8 предназначено дл креплени сепарационного элемента к сепарациоинрй тарелке в аппарате, а верхнее кольцо 9 - дл опирани сепарационного сло и отвода уловленной жидкости через имеющиес в нем отверсти 10, расположенные под дренажньми каналами 5. Кольцева зона 11, расположенна между кольцами & и 9 и цилиндрической частью 12 катушки 2, вл етс сборником жидкостиThe support coil 2 has two support rings, the lower ring 8 is designed to attach the separation element to the separation plate in the apparatus, and the upper ring 9 is for supporting the separation layer and draining the captured liquid through the holes 10 in it located under the drainage channels 5. Ring zone 11 located between the rings & and 9 and the cylindrical part 12 of the coil 2, is a liquid collector

В верхней части сепарационный элемент имеет сплошное доньшко 13 с кольцевым отражателем 14, который примыкает к наружной поверхности сепарационного сло 3.In the upper part of the separation element has a solid bottom 13 with an annular reflector 14, which is adjacent to the outer surface of the separation layer 3.

Сепарационный элемент работает следующим образом.The separation element works as follows.

Газ, содержащий капельную жидкост поступает внутрь элемента через цилиндрическое входное отверстие 4 опорной катущки 2, котора крепитс своим нижним кольцом 8 к сепарацион- ной тарелке аппарата, и распредел етс по внутреннему объему элемента, проходит через сепарационный слой 3, укрепленный на каркасе 1, где и происходит отделение капель жидкости. Капли жидкости вынос тс в зону расThe gas containing the dropping liquid enters the inside of the element through the cylindrical inlet 4 of the support roller 2, which is fastened with its bottom ring 8 to the separation plate of the apparatus, and is distributed through the internal volume of the element, passes through the separation layer 3, mounted on the frame 1, where and there is a separation of liquid droplets. Liquid droplets are carried away to the racial zone.

Q Q

r r

п 5 n 5

5 five

00

5five

положени дренажных каналов 5, и основной поток жидкости по этим каналам стекает в низ элемента и через отверсти 10 в верхнем кольце 9 катушки 2 попадает в кольцевую зону 11, не контактиру с очищенным потоком выход щего из элемента газа. Друга часть выделившейс жидкости из сепарационного сло отводитс в нижнюю зону сетчатого сло элемента обычным путем, стека вниз по проволочкам сетки под действием сил т жести , но так как в -нижней части элемента толщина сло сетки меньше, накопление жидкости в слое не образуетс , она или проваливаетс вниз через отверсти 10 или стекает через боковые поверхности сетчатого сло вниз. Так как эта зона вертикального сепарационного элемента обычно застойна дл газа, то уноса жидкости, имеющей уже пленочную, а не капельную форму, не происходит или он очень незначителен . .the position of the drainage channels 5, and the main fluid flow through these channels flows to the bottom of the element and through the holes 10 in the upper ring 9 of the coil 2 enters the annular zone 11 without contact with the cleaned gas leaving the element. Another part of the released fluid from the separation layer is retracted into the lower zone of the mesh layer of the element in the usual way, the stack is down the wires of the grid under the force of gravity, but since in the lower part of the element the thickness of the mesh layer is less, there is no accumulation of liquid in the layer. falls down through the holes 10 or flows down through the side surfaces of the mesh layer down. Since this zone of the vertical separation element is usually stagnant for gas, the entrainment of liquid, which already has a film, rather than a droplet form, does not occur or is very insignificant. .

Газ, пройд через сепарационный элемент, освобождаетс от жидкости, а жидкость удал етс с сепарационной тарелки аппарата через сливные трубы. В вертикальном цилиндре (коническом элементе) дренажные каналы, выполненные в виде полуцилиндров или трубок со срезанной по длине частью поверхности , расположены внутри сепарационного сло по высоте элемента концентрично его входному отверстию, что позвол ет отбирать уловленную жидкость по всей высоте и направл ть ее по внутренней поверхности канала вниз, при этом вогнута поверхность канала не только преп тствует проскоку , газа, но и заставл ет поворачивать струйки газа, и на кра х канала происходит по всей высоте дополнительное отделение жидкости. При этом форма канала вли ет следующим образом на эффективность дренажа и улавливани жидкости: при форме канала в сечении менее полуцилиндра объем канала недостаточен дл отвода жидкости, при вырезе по периметру менее 1/4 сопротивление щели высоко дл входа в канал жидкости, и в том и другом случае начинает накапливатьс жидкость по высоте элемента .The gas passed through the separation element is freed from the liquid, and the liquid is removed from the separation plate of the apparatus through the drain pipes. In the vertical cylinder (conical element), drainage channels made in the form of semi-cylinders or tubes with a part of the surface cut along the length are located inside the separation layer along the height of the element concentric with its inlet, which allows the captured liquid to be taken along the entire height and directed along the inner the downward channel surface, the concave surface of the channel not only prevents gas from passing through, but also causes gas to rotate in trickles, and an additional fluid separation. In this case, the channel shape affects the drainage and liquid collection efficiency: when the channel is shaped in a cross section less than half a cylinder, the channel volume is insufficient to drain the liquid; when cut along the perimeter is less than 1/4, the slit resistance is high to enter the liquid channel, and in another case, liquid begins to accumulate along the height of the element.

Организаци отвода жидкости по всей высоте позвол ет увеличить высоту элемента и, следовательно, егоThe organization of the drainage over the entire height allows to increase the height of the element and, consequently, its

сепарационную поверхность, что в свою очередь ведет к увеличению количества пропускаемого-,газа, т.е. производительности.separation surface, which in turn leads to an increase in the amount of passed-gas, i.e. performance.

Так как 2/3 части толщины сло достаточно дл отделени основного количества жидкости., а остальна 1/3 часть толщины сло преп тствует уносу ее, то расположение в этой зоне дренажных каналов позвол ет уменьшить вынос жидкости в наружную часть сло и повысить эффективность очистки или при сохранении эффективности очистки увеличить скорость газа, т.е. производительность.Since 2/3 of the thickness of the layer is enough to separate the main amount of liquid, and the remaining 1/3 of the thickness of the layer prevents its entrainment, the location of drainage channels in this area reduces the flow of liquid into the outer part of the layer and improves the cleaning efficiency or while maintaining the cleaning efficiency, increase the gas velocity, i.e. performance.

Уменьщение толщины сепарационно- го сло в нижней части элемента до 50-75 мм в св зи с уменьшением гидравлического сопротивлени сло в этой зоне позвол ет эффективнее отводить жидкость в специальную зону виде наружного кольцевого пространства , образованного опорным фланцем элемента, который выполнен в виде ктушки .Reducing the thickness of the separation layer in the lower part of the element to 50–75 mm due to the decrease in the hydraulic resistance of the layer in this zone allows the liquid to be more efficiently drained into a special zone in the form of an outer annular space formed by the support flange of the element.

Толщина сепарационного сло ,в верхней части элемента прин та рав- ной 100-150 мм и определена в зависимости от требуемой эффективности очистки газа от жидкости у 99,9% и количества сепарируемой жидкости. Толщина больше 150 мм не вли ет на эффективность, а ведет к увеличению металлоемкости, при толщине менее 100 мм происходит унос жидкости и,The thickness of the separation layer, in the upper part of the element is assumed to be 100-150 mm and is determined depending on the required efficiency of gas cleaning from the liquid at 99.9% and the amount of the liquid to be separated. Thickness greater than 150 mm does not affect the efficiency, but leads to an increase in metal intensity; at a thickness of less than 100 mm, liquid is carried away and,

следовательно, снижение эффективности .consequently a decrease in efficiency.

Толщина в нижней части элемента прин та оптимальной из услови сохранени эффективности и минимальной высоты жидкости в слое в этой зоне. При толщине менее 50 fft происходит прорыв газа с крупными капл ми, при толщине более 75 мм образуетс слой жидкости в нем, и повышаетс веро тность уноса ее, и, кроме того, уменьшаетс сепарационна поверхность.The thickness in the lower part of the element is optimal because of the efficiency and minimum height of the fluid in the layer in this zone. With a thickness of less than 50 fft, a gas breakthrough with large drops occurs, with a thickness of more than 75 mm a layer of liquid is formed in it, and the probability of its entrainment increases, and, in addition, the separation surface decreases.

Отвод жидкости из сетчатого элемета через дренажные отверсти в верхнем кольце опорного фланца в кольцевую зону исключй.е,т контакт очищенно5The drainage of fluid from the mesh element through the drainage holes in the upper ring of the support flange in the annular zone is exclusive, the contact is cleaned5

00

го газа с отсепарированной жидкостью, что также преп тствует вторичному уносу.gas with a separated liquid, which also prevents secondary entrainment.

Кольцевой отражатель, установленный на верхнем доньш1ке, приммкающий к наружной поверхности сепарационного сло , создава дополнительное сопротивление в кольцевой зоне элемен- Q та, способствует более равномерному распределению потока газа по длине и одновременно предотвращает проскок газа из-за имеющей место неплотности контакта сетчатого сло с доньшпсом из-за усадки сетки под действием сил Т жести в процессе эксплуатации.An annular reflector, mounted on the upper bottom, adjacent to the outer surface of the separation layer, creating additional resistance in the annular zone of the element Q, promotes a more uniform distribution of the gas flow along the length and simultaneously prevents gas from slipping due to the leakage of the contact layer with the bottom. due to the shrinkage of the grid under the action of forces T tinsel during operation.

Предлагаемое техническое решение в сравнении с известим позвол ет увеличить высоту элемента до двух диаметров по сравнению с 0,6D-D, т.е. увеличить производительность более, чем в 2 раза при обеспечении высокой эффективности очистки.The proposed solution in comparison with the news allows to increase the height of the element to two diameters compared to 0.6 D-D, i.e. increase productivity by more than 2 times while ensuring high cleaning efficiency.

Claims

1. Vertical separation element containing a frame, a support flange with an inlet, an upper, a bottom and a separation layer with drainage channels, and so on, so that, in order to increase productivity, The channels are set at a distance of 1/3 of the layer thickness from the outer surface of the element and are made in the form of concentrically placed concave plates directed toward the inlet. .

2. Element pop. 1, differing from the fact that the thickness of the layer is made increasing along the gas flow.

3. An element according to claim 1, which is different from the fact that the supporting flange is made in the form of a coil, the upper ring of which is made with openings located under the drainage channels.

4. The element according to claim 1, differs a- 0 th y and in that the bottom is provided with an annular reflector.

0

five

0

five

/

P (& A.Shishkin's Dactor

Compiler N. Kovaleva Tehred M. Didyk

Zykaz 3238/6

Circulation 642

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

fmg, 2

Proofreader A.T. sko

Subscription