WO2016064304A1 - Settler for separating an inhomogeneous gas(vapour)-liquid system - Google Patents
Settler for separating an inhomogeneous gas(vapour)-liquid system Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016064304A1 WO2016064304A1 PCT/RU2015/000695 RU2015000695W WO2016064304A1 WO 2016064304 A1 WO2016064304 A1 WO 2016064304A1 RU 2015000695 W RU2015000695 W RU 2015000695W WO 2016064304 A1 WO2016064304 A1 WO 2016064304A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- plates
- separating
- inhomogeneous
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
- B01D45/08—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by impingement against baffle separators
Abstract
The invention is intended for separating inhomogeneous gas-liquid systems, such as "foam" and "mist" type, into a gaseous (vapour) and liquid phases, and can be used in oil processing, gas, petrochemical, chemical, food and other industries for separating gas-liquid mixtures. The settler for separating an inhomogeneous gas (vapour)-liquid system comprises a horizontal cylindrical shell with floors, a separation section, a pipe connection for feeding the inhomogeneous system and pipe connections for discharging the gas and liquid phases, a perforated cylindrical anti-entrainment device with conical plates is arranged under said pipe connection for feeding the inhomogeneous system and coupled with said horizontal cylindrical shell, wherein the separation sections in the form of a stack of a uniform multilayered packing of corrugated permeable plates are arranged on both sides of the anti-entrainment device. Said separation sections in the horizontal cylindrical shell form a vertical cylindrical wall or a horizontal rectangular wall which is parallel to the axis of the horizontal cylindrical container shell. Two ends of said wall which are parallel to said axis, are conjugated with the horizontal cylindrical container shell, whilst two ends of said wall which are perpendicular to said axis, are conjugated with additional segmented plates. Perforated segmented baffles are arranged in the lower part of the horizontal cylindrical shell.
Description
ОТСТОЙНИК ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ НЕОДНОРОДНОЙ СИСТЕМЫ SEDILER FOR SEPARATION OF AN INHOMOGENEOUS SYSTEM
ГАЗ (ПАР)-ЖИДКОСТЬ GAS (STEAM) - LIQUID
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ FIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение предназначено для разделения неоднородных систем газ-жидкость типа «пена» и «туман» на газовую (паровую) и жидкую фазы и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, газовой, нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях промышленности для разделения газожидкостных смесей, например, при разделении продуктов охлаждения дистиллята ректификационной колонны, разделяющей углеводороды, в отстойном аппарате на газовую (паровую) и жидкую фазы. The invention is intended for the separation of heterogeneous gas-liquid systems such as "foam" and "fog" into the gas (vapor) and liquid phases and can be used in oil refining, gas, petrochemical, chemical, food and other industries for the separation of gas-liquid mixtures, for example, when separating the cooling products of the distillate of a distillation column separating hydrocarbons in a settling apparatus into gas (vapor) and liquid phases.
ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ KNOWN LEVEL OF TECHNOLOGY
Известна конструкция сепаратора неоднородных систем газ (пар)-жидкость, включающая емкость со штуцерами ввода исходной неоднородной смеси и вывода раздельно газовой (паровой) и жидкой фаз (Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1970. С. 650). Недостатком конструкции является большая металлоемкость из-за необходимости обеспечения длительного времени разделения неоднородной системы под действием гравитационной силы и низкое качество разделения, связанное с тем, что мелкие капли жидкости в газовой фазе и пузырьки газа в жидкой фазе не успевают, соответственно, осадиться или всплыть за ограниченное время пребывания неоднородной системы в аппарате. The known design of the separator of heterogeneous gas (vapor)-liquid systems, including a container with fittings for the input of the initial heterogeneous mixture and the output of separate gas (steam) and liquid phases (Kasatkin A.G. Main processes and apparatuses of chemical technology. M: Chemistry, 1970. S. 650). The design drawback is the large metal consumption due to the need to ensure a long separation time of the inhomogeneous system under the influence of gravitational force and low separation quality due to the fact that small drops of liquid in the gas phase and gas bubbles in the liquid phase do not have time, respectively, to precipitate or float over limited residence time of the heterogeneous system in the apparatus.
Известен сепаратор для разделения текучей смеси веществ различной плотности, таких как газ и жидкость, который включает кожух, роторный узел, отверстие для пропускания потока текучей среды, выступ, выступающий вверх от кожуха и окружающий отверстие, и патрубок, причем патрубок может соединяться с выступом так, что внутренняя поверхность патрубка сочетается с изогнутой поверхностью выступа для получения изогнутой поверхности для пути потока (Газоочистной сепаратор: пат. 2522834 Рос. Федерация. j4° 2012106222/03; заявл. 10.07.09; опубл. 20.07.14). Недостатками данного изобретения являются: Known separator for separating a fluid mixture of substances of different densities, such as gas and liquid, which includes a casing, a rotor assembly, a hole for passing a fluid flow, a protrusion protruding upward from the casing and surrounding the hole, and a pipe, and the pipe can be connected to the protrusion so that the inner surface of the nozzle is combined with the curved surface of the protrusion to obtain a curved surface for the flow path (Gas cleaning separator: US Pat. 2522834 Russian Federation. j4 ° 2012106222/03; decl. 10.07.09; publ. 20.07.14). The disadvantages of this invention are:
• значительная энергоемкость аппарата для создания центробежной силы, необходимая для вращения ротора, представляющего собой вал, сопряженный с пакетом тарелок; • significant energy consumption of the apparatus to create centrifugal force, necessary for rotation of the rotor, which is a shaft, coupled with a package of plates;
• низкая эффективность разделения системы газ-жидкость типа «туман» при капельном распределении жидкой фазы в сплошной газовой фазе, поскольку изогнутой поверхности выступа недостаточно для закручивания потока «тумана», а раскручивание его за счет сил трения при вращении тарелок ротора в кожухе не позволяет развить большого числа оборотов с получением заметной центробежной силы.
Известен также газоотделитель, включающий корпус со штуцерами для ввода и вывода газожидкостной смеси и барботер, отличающийся тем, что корпус газоотделителя размещен горизонтально, снабжен штуцером отбора жидкости в нижней части и штуцером отбора газа в верхней части, причем штуцера отбора жидкости и газа соединены со штуцером вывода газожидкостной смеси, верхняя образующая которого расположена не ниже верхней образующей корпуса газоотделителя, а барботер размещен в горизонтальной плоскости, проходящей через нижнюю сторону, вписанного в поперечное сечение, корпуса квадрата, и выполнен в виде системы труб (Газоотделитель: пат. 2035197 Рос. Федерация. N« 5003948/26; заявл. 02.08.91 ; опубл. 20.05.95). Недостатками данного изобретения являются: • low efficiency of the separation of the gas-liquid system of the "fog" type with the droplet distribution of the liquid phase in the continuous gas phase, since the curved surface of the protrusion is not enough to swirl the "fog" flow, and its unwinding due to the friction forces during rotation of the rotor plates in the casing does not allow a large number of revolutions with a noticeable centrifugal force. A gas separator is also known, including a housing with fittings for introducing and discharging a gas-liquid mixture and a bubbler, characterized in that the gas separator housing is horizontally provided with a fluid nozzle in the lower part and a gas nozzle in the upper part, the fluid and gas nozzles being connected to the nozzle output gas-liquid mixture, the upper generatrix of which is located not lower than the upper generatrix of the gas separator housing, and the bubbler is placed in a horizontal plane passing through the lower side, inscribed of a cross section of a square casing and made as a system of pipes (.. The separator:. Federation Patent 2035197 Ros N «5003948/26; appl 02.08.91; published 20.05.95..). The disadvantages of this invention are:
• отвод разделившихся газовой и жидкой фаз по одному общему трубопроводу, что приведет, по крайней мере, к частичному повторному смешению газовой и жидкой фаз и, как следствие, к снижению эффективности разделения фаз в аппарате в целом; • removal of the separated gas and liquid phases through one common pipeline, which will lead to at least partial re-mixing of the gas and liquid phases and, as a result, to a decrease in the efficiency of phase separation in the apparatus as a whole;
• подача газа в барботер под уровень жидкой фазы в корпусе приведет к снижению эффективности отделения газовой дисперсной фазы от сплошной жидкой фазы, поскольку скорость свободного всплывания одиночных газовых пузырей при низкой концентрации газовой фазы в неоднородной системе значительно выше и, соответственно, эффективность разделения выше, чем при стесненном всплывании совокупности пузырьков, возникающим при дополнительном барботаже газа в газоотделителе, увеличивающем концентрацию газовой фазы в неоднородной системе. • the gas supply to the bubbler below the level of the liquid phase in the housing will reduce the efficiency of separation of the dispersed gas from the continuous liquid phase, since the rate of free bubbling of single gas bubbles at a low concentration of the gas phase in an inhomogeneous system is much higher and, accordingly, the separation efficiency is higher than with a cramped floating up of a set of bubbles arising from additional bubbling of gas in a gas separator, increasing the concentration of the gas phase in an inhomogeneous system.
Известен также фильтр-сепаратор, включающий корпус со штуцерами ввода газожидкостной смеси, вывода газа, отделенной жидкости и примесей, с установленными в нем фильтр-коалесцирующими секциями, выполненными из пористых элементов, и секции сепарации, при этом пористые элементы выполнены из ориентированных к вертикали объемных, пористых незамкнутых между собой по ходу подачи газожидкостной смеси пластин, внешние поверхности фильтр-коалесцирующих секций снабжены с одной стороны, решетками наддува потока газожидкостной смеси, с другой - решетками отбора газа, а секция сепарации выполнена из перфорированных незамкнутых между собой по ходу подачи газожидкостной смеси пластин, поверхности которых снабжены ориентированными к вертикали пористыми жгутами, смещенными относительно друг друга и пористых жгутов смежной пластины (Фильтр-сепаратор: пат. 2480267 Рос. Федерация. N° 2011146503/02 заявл. 17.11.11 ; опубл. 27.04.13). Недостатками данного изобретения являются: A filter separator is also known, which includes a housing with fittings for introducing a gas-liquid mixture, a gas outlet, separated liquid and impurities, with filter-coalescing sections made of porous elements and a separation section installed in it, while the porous elements are made of vertical oriented volumetric porous open to each other along the flow of the gas-liquid mixture of plates, the outer surfaces of the filter-coalescing sections are provided on the one hand, gratings of the boost flow of the gas-liquid mixture, on the other hand, gas extraction bristles, and the separation section is made of perforated plates not open to each other along the gas-liquid mixture supply, the surfaces of which are provided with vertically oriented porous bundles offset from each other and porous bundles of an adjacent plate (Filter-separator: Pat. 2480267 Russian Federation. N ° 2011146503/02 declared on 11/17/11; publ. 04/27/13). The disadvantages of this invention are:
• аппарат имеет повышенную металлоемкость из-за большого объема зоны сбора жидкой фазы, представляющей собой самостоятельный дополнительный аппарат;
• аппарат применяется только для разделения неоднородных систем типа «туман» с низким содержанием капельной жидкой фазы, при котором объем аппарата свободен от жидкой фазы; • the apparatus has an increased metal consumption due to the large volume of the liquid phase collection zone, which is an independent additional apparatus; • the apparatus is used only for separating inhomogeneous systems of the “fog” type with a low content of droplet liquid phase, in which the volume of the apparatus is free from the liquid phase;
• установка секции сепарации после фильтр-коалесцирующих секций практически бесполезна, так как в секции сепарации возможно осаждение только относительно крупных капель жидкой фазы, которых после фильтр-коалесцирующих секций просто не должно оставаться в потоке газа; • installation of the separation section after the filter-coalescing sections is practically useless, since only relatively large drops of the liquid phase can be deposited in the separation section, which simply should not remain in the gas stream after the filter-coalescing sections;
• установка фильтр-коалесцирующих секций, выполненных из вертикальных пористых пластин, малоэффективна, поскольку капли жидкой фазы, находящиеся в потоке газа, легко проходят сквозь поры перегородки при достаточном перепаде давления на перегородке; • installation of filter-coalescing sections made of vertical porous plates is ineffective, since liquid phase droplets in the gas stream easily pass through the pores of the septum with a sufficient pressure drop across the septum;
• практически невозможно разделять в аппарате неоднородную систему с низкой концентрацией газовых пузырьков в жидкости, так как весь разделяемый поток будет проходить через аппарат практически без разделения на фазы из-за практической соосности штуцеров ввода неоднородной системы и вывода газа, поскольку через этот штуцер с газом отводятся излишки жидкой фазы. • it is practically impossible to separate an inhomogeneous system in the apparatus with a low concentration of gas bubbles in the liquid, since the entire shared flow will pass through the apparatus with virtually no phase separation due to the practical alignment of the fittings of the inlet of the inhomogeneous system and the gas outlet, since gas is discharged through this nozzle with gas excess liquid phase.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ DESCRIPTION OF THE INVENTION
При создании изобретения ставилась задача разработки универсальной конструкции отстойника для разделения неоднородной системы газ (пар)-жидкость как в форме «пены», так и в форме «тумана», при этом из неоднородной системы типа «пены» необходимо извлечь диспергированную газовую фазу, а из неоднородной системы типа «тумана» - отделить диспергированную жидкую фазу. When creating the invention, the task was to develop a universal design of a settling tank for separating an inhomogeneous gas (vapor) -liquid system both in the form of “foam” and in the form of “fog”, while it is necessary to extract the dispersed gas phase from the inhomogeneous system of the type “foam”, and from a non-uniform system of the “fog” type - to separate the dispersed liquid phase.
Поставленная задача решается за счет того, что в отстойнике для разделения неоднородной системы газ (пар)-жидкость, включающем горизонтальный цилиндрический корпус с днищами, секцию сепарации, штуцер ввода неоднородной системы и штуцера вывода газовой и жидкой фаз, под штуцером ввода неоднородной системы расположен сопряженный с горизонтальным цилиндрическим корпусом перфорированный цилиндрический отбойник с коническими пластинами, по обе стороны которого расположены секции сепарации в виде пакета регулярной многослойной насадки из гофрированных проницаемых пластин, образующие в нормальном сечении емкости вертикальную цилиндрическую стенку, сопряженную с горизонтальным цилиндрическим корпусом емкости, или параллельную с осью горизонтального цилиндрического корпуса емкости горизонтальную прямоугольную стенку, сопряженную с двух параллельных оси торцов с горизонтальным цилиндрическим корпусом емкости и с двух перпендикулярных оси торцов с дополнительными сегментными пластинами, также сопряженными
с горизонтальным цилиндрическим корпусом, а в нижней части горизонтального цилиндрического корпуса расположены перфорированные сегментные перегородки, причем смежные гофрированные проницаемые пластины стенки контактируют между собой вершинами гофров. Для разделения неоднородной системы газ (пар)-жидкость в отстойнике используют пакеты регулярной многослойной насадки из гофрированных проницаемых пластин, в которых формируется большая поверхность разделения неоднородной системы газ (пар)-жидкость (зеркало осветления неоднородной системы), обеспечивающая высокую производительность отстойника, причем при разделении неоднородная система типа «пена» продавливается сквозь вертикальную цилиндрическую стенку, составленную из пакетов регулярной многослойной насадки из гофрированных проницаемых пластин, разрушаясь при этом и выделяя газовую (паровую) фазу в форме, объединяющихся и постепенно увеличивающихся в размерах, газовых (паровых) пузырей, которые, лопаясь формируют непрерывную газовую (паровую) фазу. При разделении неоднородная система типа «туман» легко проходит сквозь горизонтальную стенку, составленную из пакетов регулярной многослойной насадки из гофрированных проницаемых пластин, при этом неоднородная система типа «туман» проходит слой насадки в вертикальном направлении по синусоидальной траектории за счет не соосности отверстий гофрированных проницаемых пластин и за счет этого в потоке возникает центробежная сила, отбрасывающая капли жидкости на поверхность гофрированных проницаемых пластин, по которым капли стекают в нижнюю часть горизонтального цилиндрического корпуса отстойника, а очищенная газовая (паровая) фаза отводится из верхней части горизонтального цилиндрического корпуса через штуцер вывода газовой фазы. Наличие на входе неоднородной системы в отстойник перфорированного цилиндрического отбойника с коническими пластинами позволяет обеспечить первичное грубое разделение неоднородной системы газ (пар)-жидкость, отделяя сразу наиболее крупные капли из неоднородной системы типа «туман» или схлопывая крупные газовые (паровые) пузыри, что уменьшает нагрузку на секцию сепарации. The problem is solved due to the fact that in the sump for separating the inhomogeneous system, gas (vapor)-liquid, including a horizontal cylindrical body with bottoms, a separation section, a nozzle for introducing a heterogeneous system and a nozzle for withdrawing gas and liquid phases, is located under the nozzle for introducing a heterogeneous system with a horizontal cylindrical body, a perforated cylindrical chipper with conical plates, on both sides of which there are separation sections in the form of a packet of a regular multilayer nozzle and corrugated permeable plates, forming in the normal section of the container a vertical cylindrical wall conjugated with a horizontal cylindrical container body, or a horizontal rectangular wall parallel to the axis of the horizontal cylindrical container body, paired with two parallel axis of the ends with a horizontal cylindrical container body and with two perpendicular axis of the ends with additional segmented plates also conjugated with a horizontal cylindrical body, and in the lower part of the horizontal cylindrical body there are perforated segmented partitions, and adjacent corrugated permeable wall plates are in contact with the tops of the corrugations. To separate an inhomogeneous gas (vapor)-liquid system in a sump, packets of a regular multilayer nozzle are used from corrugated permeable plates, in which a large separation surface of an inhomogeneous gas (steam)-liquid system is formed (a clarification mirror of an inhomogeneous system), which ensures high performance of the sump, and the separation of the non-uniform system of the type of "foam" is pressed through a vertical cylindrical wall composed of packets of regular multilayer nozzles of corrugated onitsaemyh plates, thus collapsing and releasing a gas (vapor) phase is in a form combining and gradually increasing in size, the gas (steam) bubbles which form a continuous bursting gas (vapor) phase. When separating, a non-uniform “fog” system easily passes through a horizontal wall composed of packets of a regular multilayer nozzle made of corrugated permeable plates, while a non-uniform “fog” system passes the nozzle layer in a vertical direction along a sinusoidal path due to the misalignment of the corrugated permeable plate holes and due to this, a centrifugal force arises in the stream, dropping liquid droplets onto the surface of the corrugated permeable plates, through which the droplets flow into the lower part of the horizontal cylindrical casing of the settler, and the cleaned gas (vapor) phase is discharged from the upper part of the horizontal cylindrical casing through the gas phase outlet fitting. The presence of an inhomogeneous system in the sump of a perforated cylindrical chipper with conical plates allows for the primary coarse separation of the inhomogeneous gas (vapor)-liquid system, separating immediately the largest drops from the inhomogeneous "fog" system or collapsing large gas (steam) bubbles, which reduces load on the separation section.
Целесообразно, чтобы гофрированные проницаемые пластины имели угол наклона гофра к горизонтали 40-60 градусов, что позволит обеспечить устойчивый пленочный поток жидкой фазы по их поверхности при разделении как неоднородной системы типа «пена», так и неоднородной системы типа «туман» при одновременном увеличении пути и времени пребывания пленки на гофрированной проницаемой пластине и, соответственно, в пакете гофрированных проницаемых пластин в 1,15-1,4 раза больше, чем при вертикальном расположении гофрированных проницаемых пластин. Полезно, чтобы гофрированные проницаемые пластины были выполнены из экспанзированной пластины толщиной
0,1-0,5 мм с образованием ромбовидных ячеек-отверстий с размером 3-8 мм и толщиной ребра 0,5-2,0 мм, что повышает технологичность изготовления гофрированных проницаемых пластин, снижает металлоемкость конструкции отстойника, а ромбовидность отверстий в гофрированных проницаемых пластинах способствует интенсивному разрыву стекающей пленки в вершинах острых углов ромбовидных отверстий и дополнительному увеличению ее поверхности, по сравнению с обычной перфорацией в виде круглых отверстий. It is advisable that the corrugated permeable plates have an angle of inclination of the corrugation to the horizontal of 40-60 degrees, which will ensure a stable film flow of the liquid phase along their surface when separating both an inhomogeneous system of the type of "foam" and an inhomogeneous system of the type of "fog" while increasing the path and the residence time of the film on the corrugated permeable plate and, accordingly, in the package of corrugated permeable plates is 1.15-1.4 times longer than with a vertical arrangement of corrugated permeable plates. It is useful that the corrugated permeable plates are made of expansion plate thickness 0.1-0.5 mm with the formation of diamond-shaped cells-holes with a size of 3-8 mm and a rib thickness of 0.5-2.0 mm, which increases the manufacturability of the manufacture of corrugated permeable plates, reduces the metal consumption of the design of the sump, and the diamond-shaped holes in the corrugated permeable plates contributes to the intensive tearing of the flowing film at the vertices of the sharp corners of the diamond-shaped holes and an additional increase in its surface, compared with conventional perforations in the form of round holes.
Целесообразно также, чтобы гофры смежных гофрированных проницаемых пластин были смещены на 90 градусов и контактировали между собой вершинами гофров, образуя полости размером в 3-5 раз больше, чем ребро ромбовидных ячеек-отверстий гофрированных проницаемых пластин, в которых из формируемого потока газовой (паровой) фазы при разделении неоднородной системы газ (пар)-жидкость типа «пена» осаждаются капли жидкой фазы, выносимые из жидкой пленки при разделении неоднородной системы типа «пена» интенсифицируется осаждение капель за счет уменьшения скорости потока газовой (паровой) фазы, а при разделении неоднородной системы газ (пар)-жидкость типа «туман» возрастает качество неоднородной системы типа «туман», поскольку из-за уменьшения скорости потока успевают в такой полости осесть более мелкие капли. It is also advisable that the corrugations of adjacent corrugated permeable plates are offset by 90 degrees and contact each other with corrugated vertices, forming cavities 3-5 times larger than the edge of the diamond-shaped openings of the corrugated permeable plates, in which the gas (steam) flow from the formed flow phase during the separation of an inhomogeneous system of gas (vapor) -foam type liquid, the droplets of the liquid phase precipitate from the liquid film when separating an inhomogeneous system of the foam type, the deposition of droplets is intensified by reducing the flow velocity of the gas (vapor) phase, and upon separation of the inhomogeneous system, the gas (vapor) -mist type liquid increases the quality of the inhomogeneous system of the fog type, because smaller drops have time to settle in such a cavity due to a decrease in the flow velocity.
Полезно также, чтобы гофрированные проницаемые пластины фиксировались между собой в пакете при помощи точечной электросварки или сшивались спицами с заглушёнными торцами, что обеспечивает с одной стороны простоту сборки пакета, а с другой - его конструктивную прочность. It is also useful that the corrugated permeable plates are fixed to each other in the bag using spot welding or stitched with needles with blanked ends, which provides on the one hand the package is easy to assemble, and on the other, its structural strength.
Целесообразно, чтобы перфорированные сегментные перегородки в нижней части отстойника постепенно увеличивались по высоте по мере приближения к днищам и выходили за пределы сплошного слоя жидкой фазы, что позволяет им одновременно функционировать в качестве отбойников капель жидкой фазы при разделении неоднородной системы газ (пар)-жидкость типа «туман», так как, стекая на перегородку, поток неоднородной системы типа «туман» отбивается вверх, а капли жидкой фазы по инерции попадают на перфорированную сегментную перегородку, теряют кинетическую энергию и сползают по перфорированной сегментной перегородке на дно отстойника. It is advisable that the perforated septum baffles in the lower part of the sump gradually increase in height as they approach the bottoms and extend beyond the continuous layer of the liquid phase, which allows them to simultaneously function as bumpers of liquid phase droplets when separating an inhomogeneous gas-vapor-liquid-type system “Fog”, since, when flowing onto a partition, the flow of an inhomogeneous system of the “fog” type beats up, and drops of the liquid phase by inertia fall onto a perforated segmented partition, they lose kin cal energy and slide on the perforated wall segment to the bottom of the sump.
Целесообразно также, чтобы перфорированный цилиндрический отбойник с коническими пластинами имел пластины S-образного профиля, что позволяет менять траекторию движения неоднородной системы газ (пар)-жидкость между пластинами и за счет этого отбивать часть жидкой фазы от газовой (паровой) фазы. Если в перфорированном цилиндрическом отбойнике с коническими пластинами установить
в отверстиях перфорации тангенциальные завихрители, то за счет закрутки потока неоднородной системы газ (пар)-жидкость в поле возникающих центробежных сил ускоряется, по крайней мере, частичное разложение неоднородной системы газ (пар)- жидкость типа «пена» на фазы или извлечение наиболее крупных капель из неоднородной системы газ (пар)-жидкость типа «туман». It is also advisable that the perforated cylindrical chipper with conical plates has S-shaped plates, which allows you to change the trajectory of the inhomogeneous gas (vapor) -liquid system between the plates and thereby repel part of the liquid phase from the gas (vapor) phase. If in a perforated cylindrical chipper with conical plates to install in the perforation holes are tangential swirls, then, due to swirling the flow of the inhomogeneous system, the gas (steam) - liquid in the field of the resulting centrifugal forces accelerates, at least partial decomposition of the inhomogeneous system gas (steam) - liquid of the "foam" type into phases or extraction of the largest droplets from an inhomogeneous system gas (steam) - liquid type "fog".
СПИСОК ЧЕРТЕЖЕЙ LIST OF DRAWINGS
Конструкции отстойника для разделения неоднородных систем газ (пар)-жидкость с вертикальным расположением цилиндрических стенок и горизонтальным расположением прямоугольных стенок представлены, соответственно, на фигурах 1, 2 и содержат следующие элементы: The design of the sump for the separation of heterogeneous gas (steam) -liquid systems with a vertical arrangement of cylindrical walls and a horizontal arrangement of rectangular walls are presented, respectively, in figures 1, 2 and contain the following elements:
1 - горизонтальный цилиндрический корпус отстойника; 1 - horizontal cylindrical housing of the sump;
2 - штуцер ввода неоднородной системы; 2 - input fitting of a heterogeneous system;
3 - штуцер вывода газовой фазы; 3 - gas phase outlet fitting;
4 - штуцер вывода жидкой фазы; 4 - fitting for the output of the liquid phase;
5 - перфорированный цилиндрический отбойник; 5 - perforated cylindrical chipper;
6 - вертикальная цилиндрическая стенка; 6 - vertical cylindrical wall;
7 - горизонтальная прямоугольная стенка; 7 - horizontal rectangular wall;
8 - дополнительные сегментные пластины; 8 - additional segment plates;
9 - перфорированные сегментные перегородки. 9 - perforated segmented partitions.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Согласно фигуре 1, на которой сплошными стрелками показан ход газовой фазы, пунктирными стрелками - ход жидкой фазы, поток неоднородной системы газ (пар)- жидкость типа «пена» через штуцер ввода неоднородной системы 2 направляется в горизонтальный цилиндрический корпус отстойника 1 и поступает в перфорированный цилиндрический отбойник 5 с коническими пластинами, которые могут иметь в отверстиях перфорации тангенциальные завихрители. В перфорированном цилиндрическом отбойнике 5 происходит частичное разрушение неоднородной системы типа «пена» за счет того, что часть газовых (паровых) пузырей сливается между собой с одновременным утолщением пленки жидкой фазы, формирующей сплошную среду неоднородной системы типа «пена». Далее поток направляется в секции сепарации, расположенные по обе стороны от перфорированного цилиндрического отбойника 5. Секции сепарации представляют собой пакеты регулярной многослойной насадки из гофрированных проницаемых пластин, образующие в горизонтальном цилиндрическом корпусе аппарата вертикальные цилиндрические стенки 6. Частично сконцентрированная неоднородная система типа «пена» проходит слой насадки в горизонтальном направлении, разрушая свою структуру,
при этом формирующаяся газовая (паровая) фаза движется по синусоидальной траектории из-за не соосности отверстий гофрированных проницаемых пластин. Таким образом, в потоке возникает центробежная сила, отбрасывающая капли на поверхность гофрированных проницаемых пластин, по которым капли стекают в нижнюю часть горизонтального цилиндрического корпуса отстойника 1. Фрагменты жидкой пленки от разрушенной оболочки газовых (паровых) пузырей за счет сил поверхностного натяжения на границе фаз жидкость-газ образуют на поверхности гофрированных проницаемых пластин капли, также стекающие по гофрированным проницаемьм пластинам в нижнюю часть горизонтального цилиндрического корпуса отстойника 1. Жидкая фаза далее собирается в нижней части горизонтального цилиндрического корпуса аппарата и выводится через штуцер вывода жидкой фазы 4. Очищенная газовая (паровая) фаза выводится из горизонтального цилиндрического корпуса отстойника 1 через штуцера вывода газовой фазы 3. According to figure 1, in which solid arrows show the course of the gas phase, dashed arrows show the course of the liquid phase, the flow of the inhomogeneous system gas (steam) - liquid type "foam" through the inlet of the inhomogeneous system 2 is sent to the horizontal cylindrical tank of the settler 1 and enters the perforated a cylindrical chipper 5 with conical plates, which may have tangential swirlers in the perforation holes. In a perforated cylindrical chipper 5, a non-uniform system of the “foam” type is partially destroyed due to the fact that part of the gas (steam) bubbles merges with each other while thickening the film of the liquid phase, forming a continuous medium of the non-uniform system of the “foam” type. Then the flow is directed to the separation sections located on both sides of the perforated cylindrical chipper 5. The separation sections are packets of a regular multilayer nozzle made of corrugated permeable plates forming vertical cylindrical walls in the horizontal cylindrical body of the apparatus 6. A partially concentrated non-uniform system of the “foam” type passes the nozzle layer in the horizontal direction, destroying its structure, in this case, the forming gas (vapor) phase moves along a sinusoidal trajectory due to the misalignment of the holes of the corrugated permeable plates. Thus, a centrifugal force arises in the flow, dropping droplets onto the surface of the corrugated permeable plates, through which droplets flow into the lower part of the horizontal cylindrical body of the settling tank 1. Fragments of the liquid film from the destroyed shell of gas (vapor) bubbles due to surface tension forces at the liquid interface -gas form droplets on the surface of the corrugated permeable plates, also flowing down the corrugated permeable plates into the lower part of the horizontal cylindrical housing Yenika 1. The liquid phase is then collected in the lower part of the horizontal cylindrical body of the apparatus and is discharged through the outlet of the liquid phase 4. The cleaned gas (vapor) phase is discharged from the horizontal cylindrical body of the sump 1 through the outlet of the gas phase 3.
Согласно фигуре 2, поток неоднородной системы газ (пар)-жидкость типа «туман» через штуцер ввода неоднородной системы 2 направляется в горизонтальный цилиндрический корпус отстойника 1. Далее поток поступает в перфорированный цилиндрический отбойник 5 с коническими пластинами, которые могут иметь в отверстиях перфорации тангенциальные завихрите ли. В перфорированном цилиндрическом отбойнике 5 за счет изменения направления движения неоднородной системы газ (пар)-жидкость типа «туман» и (или) ее вращения происходит отделение наиболее крупных капель жидкости, стекающих вниз на дно горизонтального цилиндрического корпуса отстойника 1 за счет гравитационных сил. Из перфорированного цилиндрического отбойника поток неоднородной системы газ (пар)-жидкость типа «туман» направляется в секции сепарации, которые расположены по обе стороны от перфорированного цилиндрического отбойника 5. Секции сепарации, обеспечивающих разделение газовой и жидкой фаз, представляют собой пакеты регулярной многослойной насадки из гофрированных проницаемых пластин, образующие в горизонтальном цилиндрическом корпусе аппарата горизонтальные прямоугольные стенки 7, сопряженные с двух параллельных оси торцов с горизонтальным цилиндрическим корпусом отстойника 1 и с двух перпендикулярных оси торцов с дополнительными сегментными пластинами 8, также сопряженными с горизонтальным цилиндрическим корпусом отстойника 1. Выделившаяся газовая фаза отводится через штуцера вывода газовой фазы 3, расположенных в верхней части горизонтального цилиндрического корпуса отстойника 1. Жидкая фаза стекает через отверстия в гофрированных проницаемых пластинах и, пройдя через перфорированные сегментные перегородки 9 в нижней части горизонтального цилиндрического корпуса отстойника 1,
которые постепенно увеличиваются по высоте по мере приближения к днищам и выходят за пределы сплошного слоя жидкой фазы, выводится через штуцер вывода жидкой фазы 4. Перфорированные сегментные перегородки 9 одновременно функционируют в качестве отбойников капель жидкой фазы при разделении неоднородной системы газ (пар)-жидкость типа «туман», так как, стекая на перфорированную сегментную перегородку, поток неоднородной системы типа «туман» отбивается вверх, а капли жидкой фазы по инерции попадают на перфорированную сегментную перегородку, таким образом, теряют кинетическую энергию и сползают по перфорированной сегментной перегородке 9 на дно отстойника, и в качестве успокоителей потока жидкой фазы на дне горизонтального цилиндрического корпуса отстойника 1. According to figure 2, the flow of the inhomogeneous gas-vapor-liquid system of the "fog" type through the inlet of the inhomogeneous system 2 is directed into the horizontal cylindrical body of the settler 1. Next, the flow enters the perforated cylindrical chipper 5 with conical plates, which may have tangential tangent holes in the perforations twist it. In the perforated cylindrical chipper 5, due to a change in the direction of motion of the inhomogeneous gas (vapor) -fluid system of the “fog” type and (or) its rotation, the largest drops of liquid are separated, flowing down to the bottom of the horizontal cylindrical body of the settler 1 due to gravitational forces. From a perforated cylindrical chipper, a stream of an inhomogeneous gas (vapor) -fluid system of the "fog" type is directed to the separation sections, which are located on both sides of the perforated cylindrical chipper 5. Separation sections providing separation of the gas and liquid phases are packets of a regular multilayer nozzle made of corrugated permeable plates forming horizontal rectangular walls 7 in the horizontal cylindrical body of the apparatus, conjugated from two parallel axis ends from the horizontal the cylindrical tank of the settler 1 and from two perpendicular axes of the ends with additional segment plates 8, also paired with the horizontal cylindrical housing of the settler 1. The released gas phase is discharged through the outlet fitting of the gas phase 3 located in the upper part of the horizontal cylindrical housing of the settler 1. The liquid phase drains through the holes in the corrugated permeable plates and passing through the perforated segmented partitions 9 in the lower part of the horizontal cylindrical core pus sump 1, which gradually increase in height as they approach the bottoms and extend beyond the continuous layer of the liquid phase, is discharged through the outlet of the liquid phase 4. Perforated segmented partitions 9 simultaneously function as chippers for droplets of the liquid phase when separating an inhomogeneous gas-vapor-liquid system “Fog”, since, flowing onto a perforated segmented septum, the flow of a non-uniform system of the “fog” type beats up, and drops of the liquid phase by inertia fall onto the perforated segmental partition thus, they lose kinetic energy and slide along the perforated septum baffle 9 to the bottom of the sump, and as dampers of the liquid phase flow at the bottom of the horizontal cylindrical body of the sump 1.
Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает решение поставленной задачи - разработки универсальной конструкции отстойника для разделения неоднородной системы газ (пар)-жидкость типа «пена», так и типа «туман».
Thus, the claimed invention provides a solution to the problem - the development of a universal design of the sump for the separation of an inhomogeneous gas (vapor) -liquid type of "foam" and of type "fog".
Claims
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1 Отстойник для разделения неоднородной системы газ (пар)-жидкость, включающий горизонтальный цилиндрический корпус с днищами, секцию сепарации, штуцер ввода неоднородной системы и штуцера вывода газовой и жидкой фаз, отличающийся тем, что под штуцером ввода неоднородной системы расположен сопряженный с горизонтальным цилиндрическим корпусом перфорированный цилиндрический отбойник с коническими пластинами, по обе стороны которого расположены секции сепарации в виде пакета регулярной многослойной насадки из гофрированных проницаемых пластин, образующие в нормальном сечении емкости вертикальную цилиндрическую стенку, сопряженную с горизонтальным цилиндрическим корпусом емкости, или параллельную с осью горизонтального цилиндрического корпуса емкости горизонтальную прямоугольную стенку, сопряженную с двух параллельных оси торцов с горизонтальным цилиндрическим корпусом емкости и с двух перпендикулярных оси торцов с дополнительными сегментными пластинами, также сопряженными с горизонтальным цилиндрическим корпусом, а в нижней части горизонтального цилиндрического корпуса расположены перфорированные сегментные перегородки, причем смежные гофрированные проницаемые пластины стенки контактируют между собой вершинами гофров. 1 Sump for separating an inhomogeneous system of gas (steam)-liquid, including a horizontal cylindrical body with bottoms, a separation section, a nozzle for introducing a heterogeneous system and a nozzle for outputting gas and liquid phases, characterized in that an interface with a horizontal cylindrical body is located under the nozzle for introducing the heterogeneous system perforated cylindrical chipper with conical plates, on both sides of which there are separation sections in the form of a packet of a regular multilayer nozzle from corrugated permeable x plates forming in the normal section of the container a vertical cylindrical wall conjugated with a horizontal cylindrical container body, or a horizontal rectangular wall parallel to the axis of the horizontal cylindrical container body, paired with two parallel axis of the ends with a horizontal cylindrical container body and with two perpendicular axis of the ends with additional segmented plates also paired with a horizontal cylindrical body, and in the lower part of the horizontal cylindrical Skog body are perforated segmental baffles, and adjacent corrugated permeable wall plate contact with each other the vertices of the corrugations.
2 Отстойник для разделения неоднородной системы газ (пар)-жидкость по п. 1, отличающийся тем, что гофрированные проницаемые пластины имеют угол наклона гофра к горизонтали 40-60 градусов. 2 A settling tank for separating an inhomogeneous gas-vapor-liquid system according to claim 1, characterized in that the corrugated permeable plates have an angle of inclination of the corrugation to the horizontal of 40-60 degrees.
3 Отстойник для разделения неоднородной системы газ (пар)-жидкость по п. 1, отличающийся тем, что гофрированные проницаемые пластины выполняют из экспанзированной пластины толщиной 0,1 -0,5 мм с образованием ромбовидных ячеек- отверстий с размером 3-8 мм и толщиной ребра 0,5-2,0 мм. 3 The sump for separating a heterogeneous gas-vapor-liquid system according to claim 1, characterized in that the corrugated permeable plates are made from an expanded plate 0.1-0.5 mm thick with the formation of diamond-shaped mesh openings with a size of 3-8 mm and rib thickness 0.5-2.0 mm.
4 Отстойник для разделения неоднородной системы газ (пар)-жидкость по п. 1, отличающийся тем, что гофры смежных гофрированных проницаемых пластин смещены на 90 градусов и контактируют между собой вершинами гофров, образуя полости размером в 3-5 раз больше, чем ребро ромбовидных ячеек-отверстий гофрированных проницаемых пластин. 4 A settling tank for separating an inhomogeneous gas (vapor)-liquid system according to claim 1, characterized in that the corrugations of adjacent corrugated permeable plates are offset by 90 degrees and contact each other with corrugated vertices, forming cavities 3-5 times larger than the diamond-shaped edge corrugated permeable plate hole cells.
5 Отстойник для разделения неоднородной системы газ (пар)-жидкость по п. 1, отличающийся тем, что гофрированные проницаемые пластины фиксируются между собой в пакете при помощи точечной электросварки или сшиваются спицами с заглушёнными торцами.
6 Отстойник для разделения неоднородной системы газ (пар)-жидкость по п. 1, отличающийся тем, что перфорированные сегментные перегородки в нижней части постепенно увеличиваются по высоте по мере приближения к днищам и выходят за пределы сплошного слоя жидкой фазы. 5 The sump for separating an inhomogeneous gas-vapor-liquid system according to claim 1, characterized in that the corrugated permeable plates are fixed to each other in a packet by spot welding or stitched with knitting needles with blanked ends. 6. A settling tank for separating an inhomogeneous gas (vapor)-liquid system according to claim 1, characterized in that the perforated segmented partitions in the lower part gradually increase in height as they approach the bottoms and extend beyond the limits of the continuous layer of the liquid phase.
7 Отстойник для разделения неоднородной системы газ (пар)-жидкость по п. 1, отличающийся тем, что перфорированный цилиндрический отбойник с коническими пластинами имеет пластины S-образного профиля. 7 Sump for separating an inhomogeneous gas (vapor)-liquid system according to claim 1, characterized in that the perforated cylindrical chipper with conical plates has S-shaped profile plates.
8 Отстойник для разделения неоднородной системы газ (пар)-жидкость по п. 1 , отличающийся тем, что перфорированный цилиндрический отбойник с коническими пластинами имеет в отверстиях перфорации тангенциальные завихрители.
8. The sump for separating an inhomogeneous gas-vapor-liquid system according to claim 1, characterized in that the perforated cylindrical chipper with conical plates has tangential swirls in the perforation holes.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014142372 | 2014-10-22 | ||
| RU2014142372/05A RU2573469C1 (en) | 2014-10-22 | 2014-10-22 | Settler for separation of gas(vapour)-fluid inhomogeneous system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016064304A1 true WO2016064304A1 (en) | 2016-04-28 |
Family
ID=55087200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2015/000695 WO2016064304A1 (en) | 2014-10-22 | 2015-10-21 | Settler for separating an inhomogeneous gas(vapour)-liquid system |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2573469C1 (en) |
| WO (1) | WO2016064304A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106964242A (en) * | 2017-03-30 | 2017-07-21 | 德清县中能热电有限公司 | A kind of filler water separator for steam power plant's steam supply pipe network |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1127886A (en) * | 1966-03-03 | 1968-09-18 | Black Sivalls & Bryson Inc | Separator for separating two fluid phases |
| RU2480267C1 (en) * | 2011-11-17 | 2013-04-27 | Илшат Минуллович Валиуллин | Filter-separator |
| RU2481144C1 (en) * | 2011-11-17 | 2013-05-10 | Илшат Минуллович Валиуллин | Gas separator |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4729857A (en) * | 1987-04-27 | 1988-03-08 | Glitsch, Inc. | Liquid distributor for packed tower |
| RU23054U1 (en) * | 2001-11-08 | 2002-05-20 | Соколов Анатолий Георгиевич | Sedimentation tank |
| RU26440U1 (en) * | 2002-05-20 | 2002-12-10 | Соколов Анатолий Георгиевич | THREE PHASE SEPARATOR |
| RU2334542C1 (en) * | 2007-02-07 | 2008-09-27 | Закрытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтегазовой промышленности" (ЗАО "ЦКБ НГП") | Horizontal separator |
-
2014
- 2014-10-22 RU RU2014142372/05A patent/RU2573469C1/en active
-
2015
- 2015-10-21 WO PCT/RU2015/000695 patent/WO2016064304A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1127886A (en) * | 1966-03-03 | 1968-09-18 | Black Sivalls & Bryson Inc | Separator for separating two fluid phases |
| RU2480267C1 (en) * | 2011-11-17 | 2013-04-27 | Илшат Минуллович Валиуллин | Filter-separator |
| RU2481144C1 (en) * | 2011-11-17 | 2013-05-10 | Илшат Минуллович Валиуллин | Gas separator |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106964242A (en) * | 2017-03-30 | 2017-07-21 | 德清县中能热电有限公司 | A kind of filler water separator for steam power plant's steam supply pipe network |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2573469C1 (en) | 2016-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7931719B2 (en) | Revolution vortex tube gas/liquids separator | |
| US6709500B1 (en) | System for separating entrained liquid from a gas stream using a sloped vessel | |
| US4767424A (en) | Column for removing liquid from a gas | |
| RU2447925C2 (en) | Drop separator | |
| US20050060970A1 (en) | Gas/liquid separator | |
| AU2012351569B2 (en) | Contact and separation column and tray | |
| RU2577055C1 (en) | Vertical separator for separation of inhomogeneous gas-liquid systems of "mist" type | |
| RU2573469C1 (en) | Settler for separation of gas(vapour)-fluid inhomogeneous system | |
| US2891632A (en) | Cyclone steam and water separator with whirl chamber cage in mixture inlet chamber | |
| RU2635126C1 (en) | Device for separation of vapour-liquid mixtures | |
| RU2618057C1 (en) | Water-oil emulsion separation device | |
| RU26440U1 (en) | THREE PHASE SEPARATOR | |
| RU68352U1 (en) | SEPARATOR | |
| RU2456051C1 (en) | Separator of immiscible light- and heavy-phase different-density fluids | |
| RU2574622C1 (en) | Settling tank to separate nonuniform system gas (steam)-liquid with low concentration of disperse gas (steam) phase in liquid phase | |
| RU2618708C1 (en) | Cyclone for purifying gas flow of liquid phase droplets | |
| RU2299757C2 (en) | Screen-separator | |
| WO2016068753A1 (en) | Settling tank for separating a heterogeneous gas (vapour)-liquid system | |
| RU2534634C2 (en) | Separator-lock trap and method of its application | |
| RU2776909C1 (en) | Separator-drop catcher | |
| JP7105134B2 (en) | Gas-liquid separator | |
| RU2482899C1 (en) | Phase separator | |
| RU2655361C2 (en) | Method for cleaning gas from liquids and impurities and device implementation thereof | |
| CN105999866A (en) | Multi-tube axial flow two-stage separating device | |
| RU156255U1 (en) | SEPARATION INSTALLATION |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15852275 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 15852275 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |