Мультикасетна кільцева сепараційна насадка
Використання: хімічна промисловість, саме - забезпечення тонкої очистки газу рідини. Сутність винаходу: насадка містить кришку, фільтруючий блок з сітчастих касет, встановлених одна на одну і стягнутих шпилькою, при цьому внутрішні поверхні касет утворюють газорозподільний колектор, в якому розташовані газорозподільні диски, прикріплені до шпильки, в касетах виконані переливні трубки піддони, розташовані під касетами, кількість касет становить від 1 до 10. Газ направляють у патрубок, відбувається контакт сорбенту з газом, рідина дробиться газовим потоком і розподіляється по касетах, у сітчастому шарі краплі коагулюються в тонку плівку, що стікає поверхнями сітки та переливним труб у піддон. Технічний результат: підвищення ефективності та продуктивності сепараторів, з насадками, за рахунок збільшення поверхні контакту між газорідинним потоком і матеріалом сепараційного шару. 9 з.п. ф-ли, 4 іл.
Винахід відноситься до галузі хімічної промисловості та призначене для реконструкції сепараторів, фільтр-сепараторів абсорбційних та ректифікаційних колон для забезпечення тонкого очищення газу від рідини.
В даний час розробляється нова концепція вдосконалення технічних засобів для очищення газових потоків від рідких домішок. Вона полягає у досягненні максимального ступеня використання внутрішнього об'єму сепаратора з метою збільшення у два і більше разів поверхні осадження та дренування рідини.
Відома сепараційна насадка, що містить фільтруючий блок у вигляді тонкостінних керамічних кілець висотою, що дорівнює діаметру (Касаткін А.Г. Основні процеси та апарати хімічної технології. -М.: Хімія, 1973, с. 447).
Недоліком даної насадки є їхня низька ефективність і продуктивність.
Відома насадка, що містить фільтр з блоку кільцевих дисків з фільтруючим елементом на обох сторонах і внутрішніми дренажними каналами для фільтрату, в якій рідина і газ перемішуються в зазорах між дисками за допомогою валу, причому диски скошені від центру і виконані зі спіральними пазами для збільшення турбу середовища (GB, 1479553, Toshin Science CO. LTD, 13.07/77, B 01 D 25/02).
Недоліком даної насадки є механічний винесення рідини із сепаратора.
Відома насадка у вигляді фільтра, оснащеного двома сполучними дисками, розташованими з торців, наскрізний вхідний прохід замикаючого диска закритий тарілкою клапана, під якою розташований блок гвинтової пружини, замикаючий диск, звернений до тарілки, має виступи для опори пружини з витками між витками і диском проходить середовище, що обробляється (DE, 3904701, A1, ArgoGmbH fur Feinmechanik, 30.08.90, B 01 D 27/00).
Недоліком відомої насадки є низька продуктивність за умови забезпечення нормативної якості очищення газу.
Найбільш близькою до пропонованої за технічною сутністю і досягається результатом є мультикасетна кільцева сепараційна насадка, що містить фільтруючий блок і водовіддільний засіб (DE, 1486798, GAF Corp., 27.09.73, B 01 D 25/00).
Недоліком даної насадки є низька ефективність та продуктивність, обумовлені нерозвиненою поверхнею контакту між газорідинним потоком та матеріалом сепараційного шару.
Технічним результатом винаходу є підвищення ефективності та продуктивності сепараторів, обладнаних пропонованою насадкою, за рахунок збільшення контакту між газорідинним потоком і матеріаломсепараційного шару.
Технічний результат досягається тим, що мультикасетна кільцева сепараційна насадка, що містить кришку, фільтруючий блок і водовіддільний засіб, згідно винаходу забезпечена вхідним патрубком, з'єднаним з фільтруючим блоком шпилькою, і газорозподільними дисками, виконаними до блоку шпильки, на іншу, і стягнутих по висоті за допомогою шпильки, при цьому внутрішні поверхні сітчастих касет утворюють газорозподільний колектор, а водовіддільний засіб виконано у вигляді переливних трубок, розташованих у касетах, та піддонів, встановлених під касетами.
Технічний результат найбільшою мірою досягається за таких умов: - кожна касета утворена суцільною намоткою двох шарів сітки, з яких один шар плоский, а інший гофрований поперечними гофрами; - касети виконані циліндричної форми; - кількість касет становить від 1 до 10; - як матеріал сітки використана звичайна та/або нержавіюча сталь, та/або нержавіючі матеріали, та/або пластмаса; - використана сітка рукавної, та/або плосков'язаної, та/або дрібної пористої, та/або просічно-витяжної форми; - вхідний патрубок виконаний з кріпильним ребром та привареною до нього гайкою; - кришка з'єднана зі шпилькою за допомогою гайки; - переливні трубки розташовані в касетах рівномірно по колу; - нижній піддон виконаний з отворами для зливу рідини, що відсепарує.
Конструкція мультикасетної кільцевої насадки сепараційної (МКН) зображена на фіг. 1 – 3.
Насадка містить кришку 1, вхідний патрубок 2, газорозподільні диски 3, прикріплені до шпильки 4, фільтруючий блок виконаний у вигляді сітчастих касет 5, встановлених одна на одну і стягнутих шпилькою 4,цьому внутрішні поверхні касет утворюють газорозподільний колектор 6, водовідділяючий засіб виконано у вигляді переливних трубок 7, розташованих у касетах 5, і піддонів 8, встановлених під касетами 5.
На фіг. 3 показано, що вхідний патрубок 9 виконаний з ребром кріплення 10 і привареної до нього гайкою 11, кришка 1 з'єднана зі шпилькою 4 за допомогою гайки 12.
На фіг. 2 показано, що сітчасті касети виконані циліндричної форми. В якості матеріалу сітки може бути використана звичайна та/або нержавіюча сталь, та/або нержавіючі матеріали, та/або пластмаса, при цьому може бути застосована сітка рукавної, та/або плосков'язаної, та/або дрібної пористої, та/або просічно-витяжної форми . Намотування сітки утворено двома шарами, з яких один шар плоский, інший гофрований поперечними гофрами, що виконують потрійну функцію. По-перше, гофри забезпечують жорсткість по висоті касет, по-друге, створюють внутрішні вертикальні порожнини, що сприяють рівномірному розподілу газу висотою касети. Крім того, вертикальні порожнини гофрованого шару дозволяють легко очистити касету від твердих механічних домішок шляхом промивання, продування або струшуванням після просушування. Суцільна намотування сітчастих шарів забезпечує таку міцність касети, що навіть при забиванні її твердими механічними домішками деформації та руйнування касети не відбувається.
Газорозподільні диски забезпечують рівномірний розподіл витрати газу по всіх складових насадку касет. На фіг. 1 показана чотирикасетна насадка. Кількість касет, залежно від необхідної продуктивності, може бути від однієї до десяти. Ступінь рівномірності розподілу витрати по касетах визначається співвідношенням діаметрів диска, а також кількістю та розташуванням насадок уапараті.
При необхідності можуть змінюватись окремо і в поєднаннях зовнішній і внутрішній діаметри, висота та ширина сітчастого шару.
Кожна касета має індивідуальний піддон із закріпленими на них переливними трубками, рівномірно розташованими по колу певного діаметра. За допомогою трубок рідина з піддону касети переливається в піддон касети, що нижче лежить, що забезпечує диференційований по висоті насадки збір рідини і запобігає деформації розподілу газу та ефективності сепарації по висоті шару насадки. Нижній піддон насадки не обладнаний переливними трубками, а має по осі трубок отвори, якими відсепарована рідина зливається у разі колони ректифікації на тарілку і далі через трубу гідрозатвора в нижню частину апарату.
Порівняльні дані для різних сепараційних елементів, отримані в однакових умовах випробувань при очищенні газу, наведені на фіг. 4.
Природний газ подавали при тиску близько 35 МПа.
Як видно з наведеного графіка, насадка, що заявляється, забезпечує мінімальний винесення в максимальному діапазоні продуктивності.
Технічні характеристики насадки МКН такі: - максимальний фактор швидкості при зовнішній поверхні насадки в режимі максимальної сепарації 10 - 28; - продуктивність одиничної насадки при тиску від 4,0 до 10,0 МПа становить 600 - 1300 тис. Нм3 на добу; - гідравлічний опір для різних типів насадок становить 30 – 700 мм вод. ст.
Для конкретних умов можуть бути використані насадки з кількістю касет від 1 до 10 штук, діаметром вхідного патрубка 50-220 мм, зовнішнім діаметром насадки 100-470 мм. Можуть бути використані різні конструкції сітчастих шарів, оптимальних длярізних характеристик оброблюваного потоку.
Збільшення ефективності та продуктивності апаратів, забезпечених пропонованими насадками, забезпечується за рахунок багаторазового підвищення поверхні контакту між газорідинним потоком та матеріалом сепараційного шару.
До основних переваг сепараторів, обладнаних мультикасетними кільцевими насадками, відноситься простота їх обслуговування та повна ремонтопридатність. Конструкція насадок забезпечує заміну, ремонт і регенерацію всього комплекту сепараційної секції апарату, так і окремих насадок або касет.
Кільцеві сітчасті насадки застосовують для реконструкції сепараторів, фільтр-сепараторів абсорбційних і ректифікаційних колон для забезпечення тонкого очищення газу від рідини.
1. Мультикасетна кільцева сепараційна насадка, що містить кришку, фільтруючий блок і водовіддільний засіб, що відрізняється тим, що вона забезпечена вхідним патрубком, з'єднаним з фільтруючим блоком шпилькою, газорозподільними дисками, кріпленими до шпильки і стягнутих по висоті за допомогою шпильки, при цьому внутрішні поверхні сітчастих касет утворюють газорозподільний колектор, а водовіддільний засіб виконано у вигляді переливних трубок, розташованих у касетах, та піддонів, встановлених під касетами.
2. Насадка по п.1, яка відрізняється тим, що кожна касета утворена суцільною намотуванням двох шарів сітки, з яких один шар плоский, а інший гофрований поперечними гофрами.
3. Насадка по п.1 або 2, що відрізняється тим, що касети виконані циліндричної форми.
4. Насадка за будь-яким із пп. 1 - 3, що відрізняється тим, що кількість касет становить від 1 до 10.
5. Насадка побудь-якому з пп.1 - 4, відрізняється тим, що в якості матеріалу сітки використана звичайна та/або нержавіюча сталь, та/або нержавіючі матеріали, та/або пластмаса.
6. Насадка за будь-яким з пп.1 - 5, яка відрізняється тим, що використана сітка рукавної, та/або плосков'язаної, та/або дрібної, і/або просічно-витяжної форми.
7. Насадка за будь-яким з пп.1 - 6, що відрізняється тим, що вхідний патрубок виконаний з кріпильним ребром і привареною до нього гайкою.
8. Насадка за будь-яким з пп.1 - 7, що відрізняється тим, що кришка з'єднана зі шпилькою за допомогою гайки.
9. Насадка за будь-яким з пп.1 - 8, що відрізняється тим, що переливні трубки розташовані в касетах рівномірно по колу.
10. Насадка за будь-яким з пп.1 - 9, яка відрізняється тим, що піддон виконаний з отворами, що збігаються з осями переливних трубок, для зливу відсепарованої рідини.