ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ
Мероприятие: Заседание Научно-Технического совещания, г. Подольск, 2007г.
Докладчик: к.т.н. Зиберт Г.К. (ООО «УК «РусГазИнжиниринг»)
ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ РАЗДЕЛИТЕЛЕЙ
к.т.н. Зиберт Г.К. (ООО «УК «РусГазИнжиниринг»)
Для анализа выбрана наиболее совершенная и наиболее применяемая на сегодняшний день конструкция разделителя с отсеками сбора лёгкой и тяжёлой жидких фаз.(рис. 1а)
Преимущества этого аппарата:
- простота конструкции;
- автоматическое постоянное поддержание уровня разделяемой смеси перегородкой отбора лёгкой фазы;
- автоматическое постоянное поддержание уровня раздела фаз перегородкой отбора тяжёлой фазы;
- простота регулирования уровней в отсеках отбора разделённых фаз;
Недостатки:
- значительные габаритно массовые характеристики (масса, диаметр, высота);
- неравномерность скоростей течения потоков фаз в продольном сечении;
- наличие запорного слоя по тяжёлой фазе увеличивающий диаметр аппарата;
- неравенство скоростей разделённых фаз в отстойной зоне.
РАЗДЕЛИТЕЛЬ С ОТСЕКАМИ СБОРА ЛЕГКОЙ И ТЯЖЕЛЫХ ФАЗ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КОРПУСА (вариант 1)
Рис. 1
Предложения по устранению недостатков (усовершенствованию способов разделения эмульсий):
- исключение запорного слоя применением межфазного регулятора уровня;
- выравнивание скоростей разделённых потоков;
- перенос запорного слоя в отстойник (аппендицит);
- симметричное деление потока смеси с уменьшением площади аппарата вдвое;
- уменьшение длин отстойной зоны применением специального тонкослойного модуля из пластин с желобами
или специального устройства выравнивания скоростей потоков в поперечном сечении аппарата;
- выбор корпуса аппарата по ГОСТ с максимальным соотношением длины обечайки к её диаметру;
- укрупнение диаметра дисперсных частиц;
- снижение уровня жидкости над переливной планкой;
- изменение физических свойств разделяемых смесей (разницы плотностей разделяемых фаз и их вязкости)
На рис. 2 показано техническое решение уменьшающее диаметр разделителя за счет исключения запорного слоя с применением межфазного регулятора уровня и повышающее эффективность разделения выравниванием продольных скоростей потоков легкой и тяжелой жидких фаз.
Рис. 2 Разделитель с отсеком легкой фазы и межфазным регулятором (без запорного слоя)
На рис. 3 указанные преимущества достигнуты без применения межфазного регулятора уровня , но с применением отстойника, в котором располагается запорный слой.
Рис. 3 Разделитель с отсеками для отбора легкой и тяжелых фаз с запорным слоем в отстойной камере
На рис. 4 показан вариант фазного разделителя с уменьшением диаметра, которое достигается за счет:
• деления входного потока на два симметричных ввода подачи смеси;
• применения циклонов предварительной дегазации смеси;
• применения специальной желобчатой насадки (рис. 5);
• исключения отсека отбора легкой жидкой фазы и расположения запорного слоя в отстойнике.
В таблице 1 и на диаграмме (рис. 6) показана возможность сокращения габаритов и массы разделителя на 30% при применении только некоторых из вышеуказанных технических предложений, при этом также показана возможность сокращения материалоёмкости внутренних устройств – тонкослойного модуля из нержавеющей стали (желобчатая насадка) в два раза.
Технология изготовления пластин с желобами для отвода разделённых фаз и для жёсткости тонкослойного модуля была впервые опробирована на Тамбовском заводе «Комсомолец».
Сравнительные характеристики одно поточных и двух поточных разделителей
Таблица 1
|
Параметры |
Одно поточная конструкция |
Двух поточная конструкция |
|
Диаметр аппарата, мм |
3200 |
2200 |
|
Масса аппарата общ, т |
68 |
50 |
|
Масса внутренних устройств, кг |
2124 |
1062 |
|
Толщина стенок, мм |
95 |
70 |
Рис. 6
На рис.7 показан вариант фазного разделителя с коалесцирующими патронами. На рис. 8 представлен фильтр-коалесцирующий патрон фирмы ООО «Регион – Трейд»из с выравниванием потока по длине фильтрующего элемента за счет просечек, направленных в разные стороны.
Рис. 8 Фильтр- коалесцирующий патрон с внутренней подачей очищаемого потока
На рис. 9 предлагается комплексный способ разделения стойких эмульсий с применением термогенераторов, основанный на:
• уменьшении вязкости разделяемых сред;
• механическом разрушении матриц эмульсии с выделением из них газовой фазы;
• предварительном разделении жидких фаз в центробежном поле;
• тонкой фильтрации жидкости от механических примесей;
• увеличении разности плотностей разделяемых сред путем отпарки одной из легких фаз водного раствора;
• использовании энергии давления жидкости для ее нагрева.
Эта технология разделения основана на гидродинамическом нагреве смеси жидкости, предварительном разделении жидкостей, в том числе в центробежном поле, разрушении стойкой эмульсии ударным методом с одновременной её фильтрацией.
В качестве основного технологического аппарата по представленной схеме предлагается использовать теплогенератор совмещённый с фазным разделителем.
Теплогенератор прошёл стендовые испытания для нагрева сред: вода, водные растворы гликолей. Схема испытательного стенда, представленная на рис. 10
На предложенные конструкции были разработаны алгоритмы расчетов. Ниже приведены допущения, которые были использованы при составлении алгоритмов.
