RU2672420C1 - Device for separation of gas-liquid mixture - Google Patents
Device for separation of gas-liquid mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2672420C1 RU2672420C1 RU2018103833A RU2018103833A RU2672420C1 RU 2672420 C1 RU2672420 C1 RU 2672420C1 RU 2018103833 A RU2018103833 A RU 2018103833A RU 2018103833 A RU2018103833 A RU 2018103833A RU 2672420 C1 RU2672420 C1 RU 2672420C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- confuser
- nozzle
- inlet
- diameter
- gas
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title abstract description 25
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 claims abstract 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области очистки газа от примесей, преимущественно от различного рода жидких сред, и может быть использовано для подготовки газа в газовой, газодобывающей, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of gas purification from impurities, mainly from various kinds of liquid media, and can be used for gas preparation in gas, gas production, oil, chemical and other industries.
Известны сепарационные элементы для очистки газа с использованием центробежных сил, включающие полый корпус с тангенциальными щелями в нижней части для ввода газожидкостного потока и снабженный в верхней части отбойным устройством для вывода газа и отсепарированной жидкости (А.с. СССР №982743, Сепарационный элемент газожидкостного сепаратора, МПК B01D 45/12, 1982). Недостатком такого сепарационного элемента является его высокое гидравлическое сопротивление, обусловленное малым рабочим сечением тангенциальных щелей, а также недостаточно высокая осевая скорость газового потока, что ограничивает рабочий диапазон нагрузок.Known separation elements for gas purification using centrifugal forces, including a hollow body with tangential slots in the lower part for introducing a gas-liquid flow and equipped in the upper part with a fender for outputting gas and separated liquid (AS USSR No. 982743, Separating element of a gas-liquid separator IPC
Наиболее близким аналогом является сепарационное устройство «Сепараторной ванны», патент РФ 2342182, МПК B01D 45/12, 2008, которая устанавливается горизонтально в вертикальной колонне и содержит горизонтальные верхнюю стенку и нижнюю - опорное полотно, ограничивающие находящееся между ними внутреннее пространство; сепарационная ванна содержит средство для впуска текучей среды в ее внутреннее пространство; средство для удаления жидкости из внутреннего пространства; средство для удаления газа из внутреннего пространства; находящееся во внутреннем пространстве по меньшей мере одно устройство сепарации текучей среды на первичный газ и содержащуюся в нем жидкую текучую среду, при этом устройство сепарации содержит вертикальный трубчатый канал - патрубок, закрепленный на опорном полотне; на нижнем конце патрубка расположен вход для текучей среды, сообщающийся со средством впуска текучей среды, на верхнем конце патрубка расположен выход первичного газа, выходной канал которого проходит к выходному отверстию газа в верхней части; закручивающее средство - завихритель, размещенное в канале между входом текучей среды и выходом газа.The closest analogue is the separation device "Separator bath", RF patent 2342182, IPC
Недостатком описанного сепарационного устройства является высокое гидравлическое сопротивление потоку текучей среды, снижающее удельную производительность сепарационного устройства и интенсивность сепарации. Причиной этого является выполнение места крепления патрубка к опорному полотну с острой кромкой, как это показано на чертежах патента РФ 2342182, что ведет к вихреобразованию при входе очищаемого потока в патрубок и резкому сужению его сечения, вследствие чего в зоне расположения завихрителя патрубка создается большое гидравлическое сопротивление для входного потока.A disadvantage of the described separation device is the high hydraulic resistance to the flow of the fluid, which reduces the specific productivity of the separation device and the separation intensity. The reason for this is the location of the attachment of the pipe to the support web with a sharp edge, as shown in the drawings of the patent of the Russian Federation 2342182, which leads to vortex formation at the entrance of the cleaned stream to the pipe and a sharp narrowing of its cross section, as a result of which a large hydraulic resistance is created in the area of the pipe swirler for input stream.
Задачей настоящего изобретения является снижение гидравлического сопротивления устройства для сепарации, повышение интенсивности сепарации газа за счет более полного рационального использования энергии потока.The objective of the present invention is to reduce the hydraulic resistance of the separation device, increasing the intensity of gas separation due to a more efficient rational use of flow energy.
Техническим результатом является исключение отрыва потока в месте контакта патрубка с опорным полотном путем устранения острой кромки на входе патрубка плавным сужением очищаемого потока до его входного диаметра.The technical result is the elimination of flow separation at the junction of the nozzle with the supporting web by eliminating a sharp edge at the inlet of the nozzle by smoothly narrowing the stream to be cleaned to its inlet diameter.
Задача решается, и технический результат реализуется конструкцией устройства для сепарации газожидкостной смеси, включающего вертикальный трубчатый канал - патрубок, на нижнем конце которого расположен вход для очищаемой среды, на верхнем конце - выход газа, а также статический лопастный завихритель, установленный в патрубке соосно с ним между входом очищаемой среды и выходом газа, и средство для удаления жидкости.The problem is solved, and the technical result is realized by the design of a device for separating a gas-liquid mixture, including a vertical tubular channel - a pipe, at the lower end of which there is an inlet for the medium to be cleaned, at the upper end - a gas outlet, as well as a static blade swirler installed coaxially with it in the pipe between the inlet of the medium to be cleaned and the gas outlet, and a means for removing liquid.
Отличия предложенного контактного устройства от прототипа заключаются в следующем.The differences of the proposed contact device from the prototype are as follows.
В нижней своей части, на своем входе патрубок снабжен расположенным соосно с ним сужающимся вниз по потоку конфузором, закрепленном на опорном полотне со стороны, противоположной расположению патрубка, под полотном. Образующая конфузора выполнена прямолинейной, обусловливая его конусную форму, или криволинейной, выпуклой по отношению к входному потоку формы. Диаметр верхней части конфузора в пределах технологического допуска совпадает с диаметром контактного патрубка. Вариант исполнения конфузора с криволинейной формой профиля является более предпочтительным. При этом касательная к конечной кромке конфузора совпадает с образующей входной части патрубка или ей параллельна в пределах технологического допуска. Такая форма конфузора и взаимное расположение его относительно патрубка позволяют плавно изменить диаметр входного потока с фактического до диаметра патрубка, исключить линию отрыва потока в месте контакта конфузора с патрубком и тем самым снизить гидравлическое сопротивление входного участка патрубка сепарационного устройства по сравнению с конструкцией без конфузора. Диаметр нижней, входной части конфузора больше диаметра его верхней части, и его величина ограничивается только расстоянием между соседними сепарационными устройствами на опорном полотне. При конической форме боковой поверхности конфузора должно выполняться условие совпадения диаметра верхней кромки конфузора с входом (нижней кромкой) сепарационного патрубка, т.е. условие сопряжения конфузора и патрубка.In its lower part, at its inlet, the nozzle is equipped with a confuser tapering coaxially with it and tapering downstream, fixed to the support web from the side opposite to the nozzle location, under the web. The confuser generatrix is made rectilinear, conditional on its conical shape, or curvilinear, convex with respect to the input stream of the form. The diameter of the upper part of the confuser within the technological tolerance coincides with the diameter of the contact pipe. An embodiment of a confuser with a curved profile is more preferable. In this case, the tangent to the end edge of the confuser coincides with the generatrix of the input part of the pipe or is parallel to it within the technological tolerance. This shape of the confuser and its relative position relative to the nozzle allow you to smoothly change the diameter of the input stream from the actual to the diameter of the nozzle, eliminate the line of flow separation at the point of contact of the confuser with the nozzle, and thereby reduce the hydraulic resistance of the inlet section of the nozzle of the separation device compared to a design without a confuser. The diameter of the lower, inlet part of the confuser is larger than the diameter of its upper part, and its size is limited only by the distance between adjacent separation devices on the supporting web. With the conical shape of the side surface of the confuser, the condition for the diameter of the upper edge of the confuser to coincide with the inlet (lower edge) of the separation pipe, should be satisfied, i.e. the condition for pairing the confuser and the pipe.
Наличие конфузора описанной конструкции позволяет обеспечить плавное сужение очищаемого потока до диаметра патрубка, снизить гидравлическое сопротивление входного участка устройства.The presence of a confuser of the described design allows for a smooth narrowing of the cleaned stream to the diameter of the pipe, to reduce the hydraulic resistance of the inlet section of the device.
Таким образом, в предлагаемой конструкции сепарационного устройства достигается снижение одной из составляющих гидравлического сопротивления, а именно сопротивления входного участка патрубка за счет наличия конфузора и его формы, обеспечение плавного сужения потока.Thus, in the proposed design of the separation device, one of the components of the hydraulic resistance is reduced, namely, the resistance of the inlet section of the pipe due to the presence of the confuser and its shape, ensuring a smooth narrowing of the flow.
На фигуре 1 представлено сечение устройства для сепарации. Пунктиром изображен вариант исполнения конфузора конической формы с прямолинейной образующей. На фиг.2 изображены графики гидравлического сопротивления устройства для сепарации газожидкостной смеси в зависимости от скорости входного потока для вариантов по прототипу и по изобретению, с конфузором.The figure 1 shows a cross section of a device for separation. The dotted line shows an embodiment of a conical shaped confuser with a rectilinear generatrix. Figure 2 shows graphs of the hydraulic resistance of the device for separating a gas-liquid mixture depending on the input flow rate for the options of the prototype and according to the invention, with a confuser.
Патрубок 1 вертикально жестко установлен на опорное полотно 2 с отверстием в полотне для подачи очищаемого потока снизу. Патрубок 1 выполнен с проходными отверстиями - снизу для подачи очищаемого потока, сверху для выхода газа. В верхней части патрубка установлено средство для удаления жидкости в виде съемника 3, образующего кольцевой канал для исхода пленочной жидкости. Съем жидкости может быть реализован другой конструкцией, например, выполнением прорезей в цилиндрической вертикальной стенке патрубка. В нижней части патрубка 1 соосно ему установлен статический многолопастный завихритель 4, его вход соединен с выходом конфузора 5. Лопасти завихрителя 4 расположены в нижней части патрубка 1, их оптимальное количество составляет от трех до двенадцати. Конфузор 5 - устройство плавной подачи текучей среды закреплен на опорном полотне 2 со стороны, обратной стороне закрепления на нем патрубка 1.The
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Газожидкостный поток поступает снизу в конфузор 5 устройства сепарации. Благодаря наличию и конструкции конфузора 5 при совпадении касательной к конечной кромке конфузора с образующей входной части патрубка устраняется линия отрыва потока в месте контакта конфузора с патрубком, обеспечивается плавное сужение очищаемого потока до диаметра патрубка, снижение гидравлического сопротивления входного сечения устройства. Далее сформированный таким образом поток, суженный до диаметра патрубка 1, попадает непосредственно на его завихритель 4. Поток огибает плоскости лопастей завихрителя 4 патрубка 1, который придает вращательное движение потоку, требуемое для создания центробежных сил. В результате этого вращательного движения потока и действия центробежных сил капли жидкости, обладая более высокими по сравнению с газовым потоком инерционными показателями, концентрируются у внутренней стенки патрубка 1. Движение газожидкостного потока в патрубке 1 выше завихрителя 4 приводит к сепарации дисперсных частиц. Частицы жидкости с примесями коалесцируют и в виде жидкостной пленки по внутренней поверхности патрубка 1 поднимаются вверх до съемника жидкости 3, где попадают в кольцевой канал истечения жидкости. По инерции жидкость стекает по наружной поверхности патрубка 1, скапливается на опорном полотне 2 и далее через сливной патрубок, выполненный на опорном полотне 2 (не показано), удаляется. Освобожденный от жидкости газ продолжает свое движение вверх, ниже по потоку завихрителя 4, и выходит из патрубка 1 через его верхнюю часть.The gas-liquid stream flows from below into the confuser 5 of the separation device. Due to the presence and design of the
Используя формулы расчетов коэффициента сопротивления потока в соответствии со справочником И.Э. Идельчик. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М: Машиностроение, 1992 г., с. 165, коэффициенты сопротивления потоку С, для прототипа и для изобретения будут:Using the formulas for calculating the coefficient of flow resistance in accordance with the reference Idelchik. Handbook of hydraulic resistance. M: Engineering, 1992, p. 165, flow resistance coefficients C, for the prototype and for the invention will be:
ζп=0,5(1-F0/F1)3/4+ζтр для входного участка без конфузора;ζп = 0.5 (1-F 0 / F 1 ) 3/4 + ζ tr for the inlet section without confuser;
ζи=ζ'(1-F0/F1)3/4+ζтр для входного участка с конфузором.ζ and = ζ '(1-F 0 / F 1 ) 3/4 + ζ tr for the input section with confuser.
Как видно из формул, разница для них составляет 0,5 и ζ'; из диаграммы 3-4 с. 26 указанного справочника видно, что значения ζ' (кривая б) составляют от 0 до 0,2; из этого следует, что коэффициент сопротивления для сепаратора с конфузором всегда меньше.As can be seen from the formulas, the difference for them is 0.5 and ζ '; from the chart 3-4 s. 26 of the specified directory shows that the values of ζ '(curve b) are from 0 to 0.2; it follows that the drag coefficient for a separator with confuser is always less.
Экспериментальные данные, полученные авторами, подтверждают этот вывод. Как видно из графика фиг. 2, гидравлическое сопротивление устройства сепарации с конфузором в соответствии с изобретением для любых скоростей входного потока текучей среды меньше гидравлического сопротивления устройства сепарации без конфузора.The experimental data obtained by the authors confirm this conclusion. As can be seen from the graph of FIG. 2, the hydraulic resistance of the separation device with confuser in accordance with the invention for any velocity of the input fluid stream is less than the hydraulic resistance of the separation device without confuser.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018103833A RU2672420C1 (en) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | Device for separation of gas-liquid mixture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018103833A RU2672420C1 (en) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | Device for separation of gas-liquid mixture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2672420C1 true RU2672420C1 (en) | 2018-11-14 |
Family
ID=64327992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018103833A RU2672420C1 (en) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | Device for separation of gas-liquid mixture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2672420C1 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU644547A1 (en) * | 1976-01-04 | 1979-01-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алюминиевой,Магниевой И Электродной Промышленности | Drip catcher |
SU986468A1 (en) * | 1981-07-02 | 1983-01-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Очистке Технологических Газов,Сточных Вод И Использованию Вторичных Энергоресурсов Предприятий Черной Металлургии | Gas cleaning apparatus |
SU1225600A1 (en) * | 1984-12-17 | 1986-04-23 | Предприятие П/Я А-7229 | Dust trap of inertia type |
US5885488A (en) * | 1994-03-24 | 1999-03-23 | Shell Oil Company | Column for counter-currently contacting gas and liquid |
SU710186A1 (en) * | 1978-10-13 | 2006-03-27 | Новосибирский электротехнический институт | Air Separator for Air Conditioning Systems for Aircraft |
RU97651U1 (en) * | 2010-03-22 | 2010-09-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ОАО "НИПИгазпереработка" | MASS EXCHANGE SEPARATION ELEMENT |
RU2498839C1 (en) * | 2012-05-02 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" (ОАО "НИПИгазпереработка") | Mass-exchange separation element (versions) and mass-exchange column (versions) |
RU146288U1 (en) * | 2014-06-10 | 2014-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ОАО "НИПИгазпереработка" | CENTRIFUGAL SEPARATION ELEMENT |
WO2017036970A1 (en) * | 2015-08-28 | 2017-03-09 | Fjords Processing As | Axial flow demister |
-
2018
- 2018-01-31 RU RU2018103833A patent/RU2672420C1/en active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU644547A1 (en) * | 1976-01-04 | 1979-01-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алюминиевой,Магниевой И Электродной Промышленности | Drip catcher |
SU710186A1 (en) * | 1978-10-13 | 2006-03-27 | Новосибирский электротехнический институт | Air Separator for Air Conditioning Systems for Aircraft |
SU986468A1 (en) * | 1981-07-02 | 1983-01-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Очистке Технологических Газов,Сточных Вод И Использованию Вторичных Энергоресурсов Предприятий Черной Металлургии | Gas cleaning apparatus |
SU1225600A1 (en) * | 1984-12-17 | 1986-04-23 | Предприятие П/Я А-7229 | Dust trap of inertia type |
US5885488A (en) * | 1994-03-24 | 1999-03-23 | Shell Oil Company | Column for counter-currently contacting gas and liquid |
RU97651U1 (en) * | 2010-03-22 | 2010-09-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ОАО "НИПИгазпереработка" | MASS EXCHANGE SEPARATION ELEMENT |
RU2498839C1 (en) * | 2012-05-02 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" (ОАО "НИПИгазпереработка") | Mass-exchange separation element (versions) and mass-exchange column (versions) |
RU146288U1 (en) * | 2014-06-10 | 2014-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" ОАО "НИПИгазпереработка" | CENTRIFUGAL SEPARATION ELEMENT |
WO2017036970A1 (en) * | 2015-08-28 | 2017-03-09 | Fjords Processing As | Axial flow demister |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL8902889A (en) | DEVICE FOR DIVIDING A FLOWING LIQUID-GAS MIX INTO SEVERAL PARTIAL FLOWS. | |
RU2385190C2 (en) | Hydrocyclone | |
US9248456B2 (en) | Centrifugal separator with extended post | |
RU2357787C2 (en) | Device for transported gas cleaning (versions) | |
RU2672420C1 (en) | Device for separation of gas-liquid mixture | |
RU2671733C1 (en) | Device for separation of gas-liquid mixture | |
RU104082U1 (en) | CENTRIFUGAL OIL AND GAS SEPARATOR | |
RU2367523C1 (en) | Cyclone | |
RU2382680C2 (en) | Bubbling-swirling apparatus with parabolic swirler | |
RU2626356C1 (en) | Bubbling-vortex device with parabolic swirler for wet gas cleaning | |
RU101936U1 (en) | VERTICAL OIL AND GAS SEPARATOR | |
RU2635126C1 (en) | Device for separation of vapour-liquid mixtures | |
RU2664670C1 (en) | Air lift vortex apparatus with parabolic swirler for wet gas cleaning | |
RU2674948C1 (en) | Device for separation of gas-liquid mixture | |
RU2190450C2 (en) | Gas-and-liquid separator | |
RU120577U1 (en) | DEVICE FOR CLEANING LIQUIDS FROM IMPURITIES | |
RU94479U1 (en) | DIRECT SPIRAL SEPARATOR | |
RU2302907C2 (en) | Hydraulic cyclone | |
RU2635159C1 (en) | Vortex-type gas separator | |
RU2624109C1 (en) | Centrifugal dust exhauster | |
RU2669832C2 (en) | Venturi scrubber | |
RU2424846C1 (en) | Spiral-gravity flow separator | |
RU2624655C1 (en) | Bubble-vortex device of wet dust control | |
RU114422U1 (en) | SEPARATOR | |
RU2454265C1 (en) | Method of cleaning fluid from dissolved and dispersed dirt and device to this end |