Сепаратор парожидкостной смеси

Сепаратор парожидкостной смеси

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к устройствам для сепарации парожидкостной смеси (ПЖС), подаваемой в вакуумные ректификационные колонны, и может быть использовано в химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известно устройство (а.с. №486764, oп. 05.10.75 г. МКИ В 01 D 45/12), содержащее корпус в виде прямоугольного короба, патрубки ввода ПЖС и вывода отсепарированной жидкости, при этом короб снабжен эквидистантно установленной ему перегородкой с отверстиями и отбойными перегородками.

Известное устройство имеет существенные недостатки. Ввиду того, что ПЖС делится только на 4 потока и преодолевает длинный криволинейный путь, устройство имеет значительное гидравлическое сопротивление, что нежелательно в случае его использования в вакуумных колоннах. Ввиду того, что мала сепарирующая площадь, устройство обладает недостаточно высокой сепарирующей способностью. Кроме того, устройство является сложным для изготовления и монтажа.

Наиболее близким по существенным признакам к предлагаемому устройству является газожидкостной сепаратор (а.с. №1057076, oп. 30.11.83 г. МПК В 01 D 45/08), содержащий корпус с двумя боковыми стенками, крышкой и поддоном со сливным патрубком, а в полости корпуса размещен пакет жалюзийных пластин с вертикальными гофрами.

Главным недостатком данного устройства является большое гидравлическое сопротивление, обусловленное движением ПЖС через множество гофрированных пластин, что делает нецелесообразным его применение в вакуумных колоннах. Кроме того, устройство обладает недостаточной степенью сепарации из-за возможности повторной диспергации отделенной жидкости потоком паровой фазы. Существенным недостатком прототипа является также его неспособность равномерно распределять отсепарированную паровую фазу по сечению колонны, что является основным требованием к сепараторам, встроенным в вакуумную ректификационную колонну.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - создание эффективного сепаратора для парожидкостной смеси, встроенного в вакуумную ректификационную колонну.

Технический результат - уменьшение гидравлического сопротивления сепаратора с одновременным увеличением степени сепарации и повышением равномерности распределения паровой фазы по сечению колонны.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном сепараторе парожидкостной смеси, содержащем корпус с верхней крышкой, в полости которого размещен пакет жалюзийных пластин и поддон со сливным патрубком, согласно изобретению в полости корпуса размещены, по меньшей мере, два пакета жалюзийных пластин, причем вышеупомянутые пакеты установлены симметрично по отношению к патрубку ввода парожидкостной смеси и под углом друг к другу, при этом жалюзийные пластины выполнены в виде полугофр, скреплены попарно между собой и образуют полые элементы, причем передняя по отношению к патрубку ввода парожидкостной смеси пластина полого элемента выполнена перфорированной, а задняя - сплошной, при этом над поддоном размещена нижняя крышка корпуса, выполненная перфорированной.

Целесообразно пакеты жалюзийных пластин установить под углом не более 30° друг к другу.

Полые жалюзийные элементы на выходе пара оснащены отбойными пластинками.

Поддон целесообразно выполнить в виде корыта и с уклоном в сторону сливного патрубка.

Размещение, по меньшей мере, двух пакетов жалюзийных пластин, образующих полые элементы, под углом друг к другу, причем одна стенка полого элемента выполнена перфорированной, дает возможность, во-первых, сразу отделить жидкую фазу от паровой благодаря резкому снижению скорости потока и действию гравитационных сил, причем жидкая фаза сразу проваливается через перфорированную нижнюю крышку, поступает в поддон и сливается через сливной патрубок, а, во-вторых, разделить паровую фазу с капельной жидкостью на множество потоков, каждый из которых еще дополнительно разделяется в полых элементах. Паровой поток при этом беспрепятственно проходит сравнительно короткий путь и поступает в пространство колонны. Вышеописанная организация движения ПЖС позволяет, в конечном итоге, резко снизить гидравлическое сопротивление потоку, увеличить степень сепарации, а также равномерно распределить паровой поток по сечению колонны.

На фиг.1 показан продольный разрез предлагаемого сепаратора, на фиг.2 - разрез по А-А, на фиг.3 - разрез по Б-Б.

Сепаратор содержит горизонтальный корпус 1, образованный стенками ректификационной колонны, верхнюю крышку 2, выполненную глухой, нижнюю крышку 3, выполненную перфорированной. Сепаратор оснащен патрубком 4 ввода ПЖС и сливным патрубком 5, вмонтированным в поддон 6, выполненный в виде корыта и установленный под нижней перфорированной крышкой 3 с уклоном в сторону сливного патрубка 5. В полости корпуса размещены два пакета 7 жалюзийных пластин, установленных симметрично относительно патрубка 4 ввода ПЖС и под углом друг к другу в 30°. Пластины выполнены в форме полугофр и скреплены попарно между собой, образуя полый элемент 8, причем передняя по ходу ПЖС пластина 9 выполнена перфорированной, а задняя 10 - сплошной. Зазор между пластинами 9 и 10 составляет 15-25 мм и зависит от объемного расхода капельной жидкости. Расстояние между полыми элементами 8, как и их количество, рассчитывается в зависимости от требуемой производительности сепаратора, т.е. от объемного расхода ПЖС и объемного соотношения паровой и жидкой фаз на входе в патрубок 4. Щели между пластинами 9 и 10 в начале и в конце полых элементов 8 заглушены. К каждому полому элементу 8 приварены отбойные пластинки 11 для задержки пленки жидкой фазы.

Предлагаемый сепаратор работает следующим образом. ПЖС из нагревательной печи (не показана) по входному патрубку 4 подают в полость сепаратора, при этом скорость ее резко снижается. Сплошная жидкая фаза ПЖС проходит через перфорацию нижней крышки 3, стекает в поддон 6 и через сливной патрубок 5 поступает на отпарную тарелку колонны (не показана). Паровая фаза ПЖС с захваченной капельной жидкостью поступает в зазоры между полыми элементами 8 и движется к боковым выходам из пакетов. При движении между полыми элементами 8 тяжелая часть потока (капли жидкой фазы) под действием центробежной силы прижимается к перфорированным пластинам 9 и проходит в ограниченное пространство между пластинами 9 и 10, а затем через нижнюю перфорированную крышку 3 - в поддон 6 и через сливной патрубок 5 - на отпарную тарелку ректификационной колонны 1. Та часть пленки жидкости, которая не успела пройти через перфорацию стенки 9, задерживается пластинкой 11 и также проваливается вниз. Легкая паровая фаза отделяется от капельной жидкости и устремляется через зазоры между полыми элементами 8 в свободное пространство колонны.

Предлагаемый парожидкостной сепаратор благодаря вышеописанным конструктивным особенностям дает возможность повысить степень сепарации ПЖС при минимальном гидравлическом сопротивлении, что предопределяет его эффективное использование в качестве вводного устройства в вакуумных ректификационных колоннах.

1. Сепаратор парожидкостной смеси, содержащий горизонтальный корпус с верхней крышкой и нижним поддоном со сливным патрубком, в полости которого размещены пакеты жалюзийных пластин, отличающийся тем, что в полости корпуса размещены, по меньшей мере, два пакета жалюзийных пластин, причем вышеупомянутые пакеты установлены симметрично по отношению к патрубку ввода парожидкостной смеси и под углом друг к другу, при этом жалюзийные пластины выполнены в виде полугофр, скреплены попарно между собой и образуют полые элементы, причем передняя по отношению к патрубку ввода парожидкостной смеси пластина выполнена перфорированной, а задняя - сплошной, при этом над поддоном размещена нижняя крышка корпуса, выполненная перфорированной.

2. Сепаратор парожидкостной смеси по п.1, отличающийся тем, что пакеты жалюзийных пластин установлены под углом не более 30° друг к другу.

3. Сепаратор парожидкостной смеси по п.1, отличающийся тем, что полые жалюзийные элементы на выходе пара оснащены отбойными пластинками.

4. Сепаратор парожидкостной смеси по п.1, отличающийся тем, что поддон выполнен в виде корыта и с уклоном в сторону сливного патрубка.