175985. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gázban levő folyadék leválasztására
3 175985 4 abból azután a folyadékot külön készülékkel választják le. Ismeretes olyan megoldás is, amelynél ún. szimmetrikus örvénycső mindkét végébe két-két koncentrikus csövet nyújtanak be. A benyúló belső csöveken át a hideg gázáramot, a belső gyűrű-alakú nyílásokon át a meleg gázáramot, végül az örvénykamra fala menti térből a folyadékot vezetik el. A fentiekhez hasonló megoldásnál az egyik aszimmetrikus örvénycsőbe betétcső nyúlik be. Ezen keresztül történik a meleg gázáram elvezetése, míg a folyadékot a betétcső és az örvénykamra fala közötti gyűrű-alakú térből vezetik el. A hideg gázáram elvezetése klasszikus módon a fúvóka síkja közelében levő diafragmán át történik. Egy további hasonló megoldásnál az aszimmetrikus örvénycső diffúzoros kiképzésű. A folyadékot a diffúzorhoz csatlakozó gyűrű alakú csatornából vezetik el. A hideg gázáram elvezetése itt is a fúvóka síkja közelében levő diafragmán át történik. Ez utóbbi három szerkezeti kialakításnak egyaránt hátránya, hogy a melegedő gázáram és a folyadékfilm egyirányban áramlik. E körülmény igen kedvezőtlen, mert a folyadék részbeni elpárolgásához vezet. Kísérletek kimutatták, hogy az ismertetett aszimmetrikus kialakítású berendezéseknél a diafragmán olyan folyadékgyűrű képződik, amelyet a hideg gázáram magával ragad. Kísérleteket folytattak olyan szerkezeti kialakításra is, amelynél a folyadékfúmet több, kúposán szűkülő csőfal gyűrű alakú nyílásain vezetik el, míg az örvény magjába hengeres csövet nyújtanak. Bebizonyosodott azonban, hogy ez a konstrukció sem küszöböli ki a folyadéknak a gázelvezető csőbe való kúszását. Végezetül ismert az a szerkezeti kialakítás is, ahol örvénycsőként ún. gáz recirkulációs örvénycsövet alkalmaznak, amelynek falán át folyadék-gázelegyet vezetnek az örvénykamrát körülvevő köpenytérbe. A köpenytérben azután a folyadékcseppek kiülepszenek. A köpenytér gázterét a szeparációs zóna felőli oldalról benyújtott csövön át az örvénytér magjával — tehát az alacsonyabb nyomású magtérrel — kötik össze. Az eddig felsorolt valamennyi erre a célra szolgáló berendezések közül ez a leghatékonyabb, mert hatásfoka 125 m/sec belépési sebesség esetén 99,8%-ot is eléri. Hátránya a csekély kapacitás, mivel a fúvóka-csőátmérő arány 4,5 • 10"s-nél kisebb. A találmány célja gázban levő folyadék leválasztására olyan eljárás és berendezés kialakítása, amely tetszőleges belépési sebesség, továbbá gáz/folyadékarány mellett is az eddigieknél lényegesen nagyobb és hatékonyabb gáz-folyadék szétválasztást biztosít. A találmány eljárás gázban levő folyadéknak, előnyösen földgázban levő nehezebb szénhidrogéneknek és víznek leválasztására, amelynek során a folyadékot tartalmazó folyamatos gázáramot centrifugális örvényszeparátorba juttatjuk, és annak belső falán kiülepedett folyadék legalább egy részét a centrifugális örvényszeparátor falán kialakított nyíláson keresztül elvezetjük. A találmány értelmében a folyadékot az örvényszeparátor falán kialakított legalább egy nyíláson keresztül folyadék-gáz részáramban, a forgó gázáramban kiképzett nyomáskülönbség révén vezetjük el. A találmány szerinti eljárásnál tehát a centrifugális örvényszeparátor örvénycsövének faláról folyadékot vezetünk el, amelyhez a forgó gázáramokban kialakuló nyomáskülönbséget hasznosítjuk, (hasonló jelenség a természetben a ciklonszerű légáramlatokban, mint pl. a tájfunokban, megfigyelhető). A találmány berendezés az eljárás foganatosítására, amelynek folyadékot tartalmazó gázáram bevezetéssel, valamint folyadékmentes gázáram kivezetéssel ellátott, falán megcsapolónyílásokkal kiképzett centrifugális örvényszeparátora van. A találmány szerinti berendezés lényege az, hogy a centrifugális örvényszeparátor falán kialakított legalább egy megcsapoló nyílás a folyadékteret és gázteiet tartalmazó gáz-folyadék elkülönítő szeparátor gázterén át csökkentett, vagy folyadékmentes gázáramba van bekötve. A találmány szerint a centrifugális örvényszeparátor megcsapoló nyílása szabályozószelepen át a gáz-folyadék elkülönítő szeparátor gázterén keresztül a centrifugális örvényszeparátoron kívül van a folyadékmentes gázáramba bekötve. A találmány szerinti berendezés úgy is kiképezhető, hogy a centrifugális örvény-szeparátor falán kialakított megcsapolónyílás a gáz-folyadék elkülönítő szeparátor gázterén át a centrifugális örvényszeparátor tengelyvonalában a gázbevezető fúvóka felőli oldalán van bekötve. Ez a szerkezeti kialakítás különösen kismennyiségű folyadék esetén használható kiváló hatásfokkal. A találmány szerint a centrifugális örvényszeparátor örvénycsövébe nyúló gázelvezető bemerülőcső vége és a gázbevezető fúvóka síkja közötti távolság az örvénycső belső átmérőjének előnyösen másfélszerese és legkisebb külső átmérője a centrifugális szeparátor belső átmérőjének legalább 0,2-szerese. Végezetül a találmány szerinti berendezés előnyösen úgy is kiképezhető, hogy a centrifugális szeparátor olyan forgástestet képezzen, amelynek legnagyobb belső átmérője 10 mm-nél nagyobb, de legfeljebb 400 mm, kúpszögének értéke pedig legfeljebb 20°, míg bevezető áramlási csatornájának sugárirányú mérete a centrifugális szeparátor belső átmérőjének 0,5-szöröse. A találmány szerinti eljárást és kiviteli alakjait a rajzok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a berendezés elvi elrendezése, a 2. ábra egy másik berendezés elvi vázlata. Az 1. ábrán ábrázolt kiviteli alaknál folyadékot tartalmazó gázáram bevezető 1 csövön kerül a centrifugális 2 örvényszeparátorba bevezetésre. A 2 örvényszeparátor 2a örvénycsőből, 2b fúvókából, gázelvezető 20 bemerülőcsőből, 2d betétcsőből és 2e áramlási csatornából áll. A centrifugális 2 örvényszeparátor gázelvezető 2c bemerülőcsöve gázelvezető 3 csőhöz van kapcsolva. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
