Сепаратор пар-жидкость представляет собой устройство , используемое в промышленных применениях для разделения парожидкостной смеси на составляющие его фазы. Это может быть вертикальный или горизонтальный резервуар, и он может действовать как двух- или трехфазный сепаратор.
Сепаратор пар-жидкость может быть также упоминается как испарительный барабан , breakpot , нокаут-барабан или нокаут-пот , компрессор всасывания барабан, всасывающий скруббер или на входе компрессора барабана, или вентиляционные скруббер. Когда он используется для удаления взвешенных капель воды из потоков воздуха, его часто называют туманоуловителем .
Метод работы
В парожидкостных сепараторах гравитация используется для того, чтобы более плотная текучая среда (жидкость) оседала на дно емкости, откуда она выводится, менее плотная жидкость (пар) выводится из верхней части емкости. [1] [2] [3] [4]
В средах с низкой гравитацией, таких как космическая станция , обычный сепаратор жидкости не будет работать, потому что сила тяжести не может использоваться в качестве механизма разделения. В этом случае центробежная сила должна использоваться во вращающемся центробежном сепараторе для перемещения жидкости к внешнему краю камеры для удаления. Газообразные компоненты мигрируют к центру.
Входной диффузор снижает скорость и распределяет поступающую смесь по всему поперечному сечению резервуара. [5] Сетчатая прокладка в верхней части сосуда способствует разделению и предотвращает унос жидкости с паром. Подушечка или аэрозольный мат улавливает захваченные капли жидкости и позволяет им слипаться, пока они не станут достаточно большими, чтобы падать через восходящий пар на дно сосуда. [5] Пакеты лопастей и циклонные сепараторы также используются для удаления жидкости из выходящего пара. [5]
Выходное отверстие для газа само может быть окружено вращающимся сетчатым экраном или решеткой, так что любая жидкость, которая действительно приближается к выходному отверстию, ударяется о решетку, ускоряется и отбрасывается от выхода.
Пар проходит через выпускное отверстие для газа с расчетной скоростью, которая сводит к минимуму унос любых капель жидкости паром при его выходе из емкости.
Прерыватель вихрей на выпускном отверстии для жидкости предотвращает образование вихрей и попадание пара в выпускное отверстие для жидкости. [5]
Мониторинг уровня жидкости
Сепаратор эффективен только до тех пор, пока внутри камеры есть паровое пространство. Сепаратор может выйти из строя, если либо входное отверстие смешанного материала будет переполнено подаваемым материалом, либо слив жидкости не сможет справиться с объемом собираемой жидкости. Поэтому сепаратор можно комбинировать с каким-либо другим механизмом измерения уровня жидкости, таким как смотровое стекло или поплавковый датчик . Таким образом можно регулировать поток подачи и слива, чтобы предотвратить перегрузку сепаратора. (Агастья, Баю)
Приложения
Вертикальные сепараторы обычно используются при высоком газожидкостном соотношении или при малых объемах газа. Горизонтальные сепараторы используются там, где задействованы большие объемы жидкости. [5]
Парожидкостной сепаратор может работать как трехфазный сепаратор с двумя несмешивающимися жидкими фазами разной плотности. Например, природный газ (пар), вода и масло / конденсат. Две жидкости оседают на дне сосуда, а масло плавает на воде. Предусмотрены отдельные отводы жидкости. [5]
Подачи в парожидкостной сепаратор может также представлять собой жидкость, которая частично или полностью мелькнула в виде пара и жидкости , как она поступает в сепаратор.
Пробкоуловитель - это тип парожидкостного сепаратора, который может принимать большой приток жидкости в случайные моменты времени. Обычно он находится в конце газопровода, где конденсат может присутствовать в виде пробок жидкости. Обычно это горизонтальный сосуд или массив труб большого диаметра. [5]
Емкость сепаратора по жидкости обычно определяется временем пребывания жидкости в сосуде. Некоторые типичные времена пребывания показаны на рисунке. [5]
Заявление | Время пребывания, минуты |
---|---|
Природный газ - разделение конденсата | 2–4 |
Загрузочный резервуар фракционирующей колонны | 10–15 |
Барабан рефлюкса | 5-10 |
Отстойник фракционирующей колонны | 2 |
Резервуар для испарения амина | 5-10 |
Расширительный бак охлаждения | 5 |
Расширительный бак теплоносителя | 5-10 |
Где используются парожидкостные сепараторы
Сепараторы пара и жидкости очень широко используются во многих отраслях промышленности и сферах применения, таких как:
- НПЗ
- Морские платформы
- Заводы по переработке природного газа (ШФЛУ)
- Нефтехимические и химические заводы
- Холодильные системы
- Кондиционирование воздуха
- Компрессорные системы
- Газопроводы
- Испарительные барабаны для конденсата пара
- Геотермальные электростанции
- Электростанции комбинированного цикла
- Факельные стеки
- Удаление паров почвы
- Бумажная фабрика
- жидкостные кольцевые насосы
Предотвращение повреждения насоса
В холодильных системах обычно система содержит смесь жидкости и газа, но механический газовый компрессор не переносит жидкость.
Некоторые типы компрессоров, такие как спиральный компрессор, используют постоянно уменьшающийся объем сжатия. Как только жидкость полностью заполнит этот объем, насос может либо остановиться и перегрузиться, либо насосная камера может деформироваться или иным образом повредиться жидкостью, которая не может поместиться в меньшее пространство.
Смотрите также
- Мгновенное испарение
- Парокомпрессионное охлаждение
- Уравнение Судерса – Брауна (для определения размеров парожидкостных сепараторов)
- Паровой барабан
Рекомендации
- ^ Уильям Д. Баасель (1990). Эскизный проект химико-технологического завода (2-е изд.). Ван Ностранд Рейнхольд. ISBN 0-442-23440-6. OCLC 18907139 .
- ^ Дэвид Х.Ф. Лю (1997). Справочник инженеров-экологов (2-е изд.). CRC Press . ISBN 0-8493-9971-8. OCLC 35886123 .
- ^ Стэнли С. Гроссель (июнь 2004 г.). «Проектирование и расчет выбивных барабанов / резервуаров для систем аварийной разгрузки». Завод / Производственный прогресс . 5 (3): 129–135. DOI : 10.1002 / prsb.720050304 . ISSN 0278-4513 .
- ^ Стэнли М. Валас (1988). Химико-технологическое оборудование: выбор и проектирование . Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 0-409-90131-8. OCLC 16714037 .
- ^ Б с д е е г ч Ассоциация поставщиков газопереработчиков (2004 г.). «Глава 7 - Разделительное оборудование». Сборник технических данных (Двенадцатое изд.). Талса, Оклахома: GPSA.
Внешние ссылки
- Экспериментальная характеристика скрубберов природного газа высокого давления, выполненная Трондом Аустргеймом (препринты статей, основанные на докторской диссертации в Бергенском университете , Норвегия , 2006 г.)
- Учебное пособие по Flash Steam Преимущества регенерации мгновенного пара, способы его выполнения и типичные области применения.
- Быстрый калькулятор для определения размера горизонтального выбиваемого барабана. Основывается на минимальном времени, необходимом для отделения капель жидкости заданного минимального размера.
- Критерии проектирования сепараторов пара / жидкости
- Подробное описание высокоэффективных парожидкостных сепараторов (скрубберов)
- Конструкции и производственный процесс парожидкостного сепаратора