Аппарат для обработки газа

Аппарат для обработки газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

рц 5666IO

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.07.74 (21) 2044344/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.77. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 05.08.77 (51) М. Кл.- В 01D 45/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 66.074.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

В, Е. Максимюк, К. И. Климов, Г. P. Корецкий, И. А. Полосин, С. Д. Минаков и Н. И. Куц (71) Заявитель (54) АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГАЗОВ

Изобретение относится к устройствам для очистки газов от твердых, жидких и газообразных примесей и предназначено преимущественно для промысловой обработки природного газа.

Известны аппараты для обработки газа, выполняющие отдельные технологические процессы: фильтрацию, сепарацию или абсорбцию (1). Разнообразие аппаратов вызывает значительную металлоемкость установок обработки природного газа и ограничивает эффективность технологического процесса.

Известен аппарат для обработки газов, включающий корпус, внутри которого на горизонтальном валу установлен цилиндрический фильтрующий элемент, трубы-распылители жидкости, размещенные вдоль внутренней поверхности фильтрующето элемента (2).

Недостатком известного аппарата является невозможность применения его для низкотемпературной сепарации и интенсификации процесса абсорбции.

Целью изобретения является интенсификация процесса обработки природного газа, а также утилизация энергии избыточного давления газа.

Это достигается тем, что вдоль наружной аоверхности фильтрующего элемента, напротив труб — распылителей жидкости, размещены щитки, а также тем, что на валу цилиндрического фильтрующего элемента установлен ротор расширительной машины, например тур бодетандер а.

5 На фиг. 1 показан предлагаемый аппарат, продольный разрез;,на фиг. 2 — разрез по

А — А на фиг. 1.

В корпусе 1 закрытого типа размещен фильтрующий элемент 2, сочлененный с ротором

10 3 расширительной машины, содержащим турбинное колесо 4 и колесо компрессора 5.

К корпусу 1 прикреплены щитки 6, разме щенные против труб 7 распылителей, распыливающих а бсор бент.

15 Щитков и труб может быть два и более комплектов.

Корпус содержит отверстие 8 для входа обраба тываемого газа, отверстие 9 для выхода чистого газа, отверстие 10 для удаления взве20 .шенных частиц, твердых и жидких, отверстие для дросселя 11 и штуцер 12 для подвода абсорбента.

Предложенный аппарат работает следующим образом.

25 Обрабатываемый газ подают через отвер стие 8 в колесо 4 ротора 3, которое вращает цилиндрический фильтрующий элемент 2. На лопатках колеса 4 газ расширяется с совершением внешней работы — сжатия газа ком566610

60 прессором 5, а поэтому температура газа снижается более интенсивно по сравнению с обычным дросселированием, На выходе из колеса 4 газ проходит сквозь фильтрующий элемент 2 в направлении оси вращения ротора 3 и поступает на лопатки колеса компрессора 5.

При выходе газа из колеса 4 могут образовываться кристаллогидраты. В пространстве между корпусом 1 и,наружной поверхностью вращающегося фильтрующего элемента 2 находится смесь газа и взвешенных частиц, жидких и твердых, которые при соприкосновении с наружной поверхностью вра|щающегося фильтрующего элемента 2 отбрасываются от нее центробежными силами к стенке корпуса 1, оседают и удаляются из аппарата через отверстие 10.

Абсорбент поступает через штуцер 12 в трубы 7, из них на внутреннюю поверхность вращающегося фильтрующего элемента 2.

Под действием центробежных сил абсорбент движется к наружной поверхности вращающегося фильтрующего элемента.

Поровое пространство фильтрующего элемента упрощенно показано на фиг. 2 в виде цилиндрических каналов для иллюстрации осуществления массообмена между абсорбентом и газом в противотоке.

Применение фильтрующего элемента с такими каналами и подобными им, например прямоугольными и изогнутыми, не исключается.

Каналы, находящиеся в пространстве между щитком б и трубой 7, заполнены абсорбентом полностью, так как абсорбент при выходе из канала тормозится щитком б и образует пленку между щитком и наружной поверхностью фильтрующего элемента 2. Эта пленка предохраняет абсорбент от выдувания его встречным потоком газа в период заполнения каналов. При выходе из этого пространства абсорбент свободно движется под действием центробежных сил, а тангенциальные силы прижимают его к одной стенке канала, вследствие чего абсорбент заполняет только часть объема канала, оставляя другую часть свободной для прохода встречного потока газа.

При подходе каналов к другой паре: щиток — труба, они вновь наполняются абсорбентом. Такой же процесс происходит со всеми каналами, Ввиду значительной скорости вращения фильтра движение абсорбента по каналам происходит непрерывно, но в виде пульсирующего потока. Пульсация способствует лучшему массообмену между газом и абсорбентом в противотоке. Движение абсорбента под действием центробежных сил не позволяет встречному потоку газа отрывать его от стенок канала.

В процессе массообмена абсорбент .насыщается влагой и его вязкость снижается. При движении по порам фильтра абсорбент промывает их, а при выходе — отбрасывается

4 центробежной силой к стенкам корпуса, разлагает кристаллогидраты и через отверстие

10 удаляется из аппарата.

Отсепарированный газ при движении к внутренней поверхности фильтрующего элемента контактирует с абсорбентом все более высокой концентрации, а при выходе из нее— контактирует с абсорбентом исходной концентрации, осушается и компрессором 5 через отверстие 9 удаляется из аппарата.

Скорость вращения фильтрующего элемента 2 регулируется дросселем 11 путем изменения количества газа, подаваемого в колесо 4.

При этом часть газа поступает в корпус, минуя колесо 4 турбины, поэтому производительность аппарата и скорость вращения фильтрующего элемента 2 могут изменяться в широких пределах.

Однако при поступлении газа в корпус через дроссель его температура снижается менее интенсивно — только за счет дроссель-эффекта. Подводящий газопровод на фигурах не показан.

Таким образом, в одном аппарате производятся все основные способы обработки природного газа, осуществляемые на промысле с помощью разных аппаратов: фильтров, абоорберов, сепараторов и турбодетандеров.

Обработка газа осуществляется при высоких скоростях его движения, которая ограничивается не конструкцией аппарата, а влагоп оглотительной способностью а бсор бента.

Двигатель не только приводит в движение фильтрующий элемент, но принимает участие и в технологии обработки газа как поставщик холода, необходимого для осуществления низкотемпературной сепарации, сочетание которой с абсорбцией позволяет более глубоко осушить газ от паров воды по сравнению с каждым из этих способов, взятым в отдельности.

Формула изобретения

Аппарат для обработки газов, включающий корпус, внутри которого на горизонтальном валу установлен, цилиндрический фильтрующий элемент, трубы — распылители жидкости, размещенные вдоль внутренней поверхности фильтрующего элемента, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса обработки природного газа, вдоль наружной поверхности фильтрующего элемента напротив труб — распылителей жидкости размещены:щитки.

2. Аппарат по п. 1, отли чаю щи и ся тем, что, с целью утилизации энергии избыточного давления газа, на валу цилиндрического фильтрующего элемента установлен ротор расширительной машины, например турбодетандера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3572011, кл. 55-290, 1971.

2. Патент Англии М 1288375, В 1 Т, 1972.

586610

Редактор T. Г1илипенко

Корректор Н. Ау»

Заказ 1655/7 Изд. № 613 Тираж 947 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета. Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

70 II 7

Составитель О. внучкова

Техред М. Семенов