Abstract and keywords
Abstract (English):
The article discusses the option of reconstructing a gas separator. Increased separation efficiency is ensured by the tangential supply of the gas-droplet mixture into the apparatus

Keywords:
gas separator, gas-droplet flow, tangential supply, separation efficiency
Text
Text (PDF): Read Download

Факельная установка производства нефтехимии АО «АНХК» предназначена для сжигания неизрасходованных остатков топливного газа, содержащих водород. Процесс сброса газа на факел предусматривает предварительную подготовку газа. Она заключается в отделении от газа капель влаги (жидких углеводородов, воды) в специальном сепараторе. Предлагается реконструировать сепаратор с целью повышения эффективности разделения за счет тангенциального подвода газокапельной смеси в сепаратор.

На рисунке 1 приведена действующая конструкция газового сепаратора. Сепаратор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с двумя днищами. Подвод газокапельной смеси осуществляется сбоку через штуцер (1) в обечайке аппарата. В верхней части сепаратора установлена каплеотбойная решетка (5), предназначенная для сепарации газового потока и капель. Очищенный топливный газ отводится через штуцер в верхнем днище аппарата, а жидкость – через штуцер в нижнем днище аппарата. Отделение газа от капель жидкости происходит под действием силы тяжести, а также с помощью отбойной решетки (5), которая играет роль брызгоотбойника.

Внутренний диаметр аппарата D=0,6 м; длина цилиндрической части аппарата Н=2,2 м; давление в аппарате Р=2,5 МПа; плотность жидкости ρ=998 кг/м3; температура среды в аппарате t=20°C; диаметр входного и выходного штуцеров d1=d2=0,15 м; диаметр штуцера для слива жидкости d3=0,05 м.

По нашему мнению, недостаточно высокая эффективность работы сепаратора обусловлена низкой интенсивностью осаждения капель жидкости под действием силы тяжести, а также проскоком мелких капель через отверстия в отбойной решетке (5).

Рис. 1. Действующий газовый сепаратор: 1 - входной штуцер для газа d=150 мм; 2 - выходной штуцер для газа d=150 мм; 3 - штуцер для выхода жидкости d=50 мм; 4 - опора аппарата; 5 - отбойная решётка; 6 - корпус аппарата.

Рис. 2. Реконструкция газового сепаратора: 1 - входной штуцер для газа (тангенциальный подвод); 2 - выходной штуцер для газа; 3 - штуцер для выхода конденсата; 4 - опора аппарата; 5 - корпус аппарата; 6 - соосная труба.

 

 

С целью повышения эффективности сепарации предлагается установить в сепараторе соосную трубу (6) (диаметр 325 мм с толщиной стенки 10 мм) для выхода очищенного топливного газа и обеспечить тангенциальный подвод газокапельной смеси в сепаратор (рис. 2). Сепаратор новой конструкции работает по принципу действия циклона. Благодаря тангенциальному подводу, газокапельная смесь в сепараторе приобретает вращательное движение, в результате чего под действием центробежной силы капельки конденсата отбрасываются к стенке аппарата, стекают по стенке и удаляются из аппарата через штуцер в нижнем днище. Расчет сепаратора новой конструкции выполнялся по стандартной методике расчета циклона [1-10]. При расчете сепаратора средний диаметр капель жидкости в топливном газе в соответствии со справочной литературой [11] принимался равным d=100 мкм.

Выполнен расчет коэффициента гидравлического сопротивления сепаратора. Коэффициент гидравлического сопротивления зависит от диаметра сепаратора, состояния внутренней поверхности стенок, влагосодержания газа и других факторов. Расчетный коэффициент сопротивления составил ξ=240. Гидравлическое сопротивление сепаратора при средней скорости газокапельной смеси w=3,5 м/с составило »2,0 кПа.

Реконструкция обеспечит повышение эффективности сепарации, более качественное отделение капель жидкости от отопительного газа, увеличение производительности факельной установки в целом, а также позволит увеличить межремонтный пробег сепаратора и, как следствие, получить экономический эффект [12].

References

1. Pavlov K.R., Romankov P.G., Noskov A.A. Primery i zadachi po kursu processov i apparatov himicheskoy tehnologii: Uchebnoe posobie dlya vuzov. SPb.: Himiya, 2000.

2. Dytnerskiy Yu.I. Osnovnye processy i apparaty himicheskoy tehnologii: posobie po proektirovaniyu. M.: Himiya, 1991.

3. Sokolov V.N., Domanskiy I.V., Ostrovskiy G.I. Primery i zadachi po kursu processov i apparatov himicheskoy tehnologii: Uchebnoe posobie dlya vuzov. SPb.: Politehnika, 1992.

4. Laschinskiy A.A. Osnovy konstruirovaniya i rascheta himicheskoy apparatury. SPb.: Mashinostroenie, 2008.

5. Nikiforov A.D., Belen'kiy V.A., Poplavskiy Yu.V. Tipovye tehno-logicheskie processy izgotovleniya apparatov himicheskih proizvodstv. M.: Mashinostroenie, 1979.

6. Ermakov V.I., Shein V.S. Remont i montazh himicheskogo oborudovaniya: Uchebnoe posobie dlya vuzov. L.: Himiya, 1981.

7. Mescheryakov V.I. Spravochnik tehnologa-mashinostroitelya v 2-h to-mah. M.: Mashinostroenie, 1986.

8. Balabekov O.S., Baltabaev L.Sh. Ochistka gazov v himicheskoy promyshlennosti. Processy i apparaty. M.: Himiya, 1991.

9. Planovskiy A.N., Nikolaev P.I. Processy i apparaty himicheskoy i neftehimicheskoy tehnologii: Uchebnik dlya vuzov. M.: Himiya, 1987.

10. Schukina L.V., A.A. Aslamov. Truboprovody i truboprovodnaya armatura. Angarsk: AnGTU, 2016.

11. Kouzov P.A., Malygin A.D., Skryabin G.M. Ochistka ot pyli gazov i vozduha v himicheskoy promyshlennosti. L.: Himiya, 1982.

12. Aliev I.M., Gorelov M.A. Ekonomika truda: uchebnik. M.: Yurayt, 2013.

Login or Create
* Forgot password?