175985. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gázban levő folyadék leválasztására
5 175985 6 A 2 örvényszeparátor oldalfalán 4, 5 megcsapolónyílások vannak kiképezve. A 4, 5 megcsapolónyílások 6 szabályozószelepen és 7 vezetéken keresztül folyadék-gáz elválasztó 8 szeparátor 8a gázterével vannak összekötve. A 8 szeparátor 8a gáztere alatt 8b folyadéktér helyezkedik el. A 8 szeparátor 8a gáztere 9 összekötővezetékkel, a 2 örvényszeparátor gázelvezető 3 csövével van összekötve. A 8 szeparátor 8b folyadéktere 10 szeleppel ellátott 11 vezetékkel van megcsapolva. Végezetül a 2 örvényszeparátor 2d betétcsöve — amint azt az 1. ábrán pontozott vonallal ábrázoltuk — szeleppel ellátott csővezetékkel ugyancsak beköthető a gázelvezető 3 csőbe. Az 1. ábra kapcsán ismertetett kiviteli példánál a folyadékot tartalmazó gáz, amely az 1 csövön érkezik, nagysebességgel áramlik be a 2b füvókán át a centrifugális 2 örvényszeparátor 2a örvénycsövébe. A 2 örvényszeparátor 2a örvénycsövének falán kiváló folyadék elvezetése a 4, 5 megcsapolónyüásokon keresztül a 6 szabályozószeleppel ellátott 7 vezetéken át történik. A folyadék elvezetés, illetve a folyadékkal elvezetett gáz mennyisége a 6 szabályozószelep beállításával szabályozható. A 6 szabályozószelepre azért van szükség, mert a nagysebességű turbulens áramlásoknál a 2a örvénycső falon forgó folyadék felülete geometriailag nem definiált, törekvésünk pedig az, hogy lehetőség szerint minden folyadékot elvezessünk akkor is, ha ezzel gázt vezetünk el. A folyadék elszívásához szükséges hajtóerő céljára a forgó gázáramban kialakuló nyomáskülönbségeket használjuk fel. A nyomáskülönbséget az biztosítja, hogy a 4, 5 megcsapolónyílásokon elszívott gázáram a folyadék-gáz elválasztó nagyszeparátor 8a gázterén keresztül össze van kötve a centrifugális 2 örvényszeparátor gázelvezető 3 csövével. Az örvénylés következtében a 2 örvényszeparátor belső falán fellépő nagy nyomás 4, 5 megcsapolónyílásokon át kipréseli a folyadék-gázáramot és a 8 szeparátor 8a gázterén keresztül benyomja az alacsonyabb nyomású gázelvezető 3 csőbe. A 8 szeparátorban a gáz megszabadul folyadék-mennyiségétől és folyadékmentesen jut a gázelvezető 3 csőbe, ahonnan elvezetésre kerül. A 8 szeparátorban felgyülemlett folyadékot a 10 szelep megnyitásával a 11 vezetéken keresztül vezetjük el. Az 1.ábrán ábrázolt berendezésnél a centrifugális 2 örvényszeparátor 2a örvénycsövébe nyúló gázelvezető 2c bemerülőcső vége és a 2b fúvóka síkja közötti távolság a 2a örvénycső belső átmérőjének előnyösen másfélszerese és legkisebb külső átmérője a centrifugális szeparátor belső átmérőjének legalább 0,2-szerese. Ilyen szerkezeti kialakítás esetén az örvénycsöveknél megfigyelt ún. „parazita áramlást”, azaz a folyadéknak a gázelvezető diafragmán való kúszását meggátoljuk, ami lényeges előny. A centrifugális 2 örvényszeparátor előnyösen olyan forgástest, amelynek legnagyobb belső átmérője tíz és négyszáz mm között van, kúpszöge legfeljebb 20° és bevezető 2e áramlási csatornájának sugárirányú mérete a centrifugális 2 örvényszeparátor 2a örvénycsöve belső átmérőjének legfeljebb 0,5-szőröse. Ezzel a szerkezeti kialakítással kettős célt érünk el, egyrészt megnöveljük a folyadék hidrodinamikai stabilitását azáltal, hogy elvékonyítjuk a folyadékfilmet, másrészt kiküszöböljük a folyadéknak a 2c bemerülőcsőbe való kúszását. A 2. ábrán ábrázolt kiviteli alaknál az 1 csövön érkező, folyadékot tartalmazó gáz a 2b fúvókán át áramlik be, amely 2b fúvóka érintőlegesen csatlakozik a centrifugális 2 örvényszeparátorhoz. A gázban levő folyadék a centrifugális erő hatására a 2 örvényszeparátor 2a örvénycső falára repül. A folyadék a 2a örvénycső fala és a 2c bemerülőcső közötti gyűrű alakú téren át - gázzal együtt - 7 vezetéken keresztül jut a fdyadék-gázelválasztó 8 szeparátor 8a gázterébe. A 8 szeparátorban a folyadékban feldúsult gázáramból a folyadék kiválik. A 2 örvényszeparátorban az egymással nem elegyedő folyadékfázisok összetapadtak, és ezek a 8 szeparátorban a folyadékleválasztás során szétválnak. A 8 szeparátor 8b folyadékterében az egymással nem elegyedő folyadékfázisokat külön tudjuk választani azzal, hogy a 8 szeparátorban a folyadéktérbe 12 tálcát építünk be, amelynek alja magasabban van, mint a 8 szeparátor 8b folyadékterének alsó szintje. A 12 tálcához 13 szeleppel ellátott 14 elvezetőcső csatlakozik. A nehezebb folyadékfázist az előző példához hasonlóan a 10 szeleppel ellátott 11 vezetéken keresztül, míg a könnyebb fázist a 13 szeleppel ellátott 14 elvezetőcsövön keresztül vezetjük el. A 8 szeparátor 8a gáztere a centrifugális 2 örvényszeparátor tengelyvonalába a 2b fúvóka oldalán bevezetett 9 összekötővezetékkel van összekapcsolva. Ennél a kiviteli példánál ismét az örvényben kialakuló nyomáskülönbség felhasználásával jut a folyadék-gáz részáram a 8 szeparátorba, majd a folyadéktól megszabadult gáz a 9 összekötővezetéken keresztül a 2 örvényszeparátor tengelyvonalába. Ez utóbbi kiviteli példa igen előnyösen alkalmazható földgázból történő gazolin leválasztásra és az így leválasztott folyadékfázisok szétválasztására. A találmány nagy előnye, hogy a centrifugális szeparátor kis mérete következtében csökkennek a beruházási költségek, és ugyanakkor tetszőleges belépési sebesség és folyadékarány mellett az eddigieknél hatékonyabb és tökéletesebb gáz-folyadék szétválasztás biztosítható. További előnyt jelent az is, hogy amennyiben a szétválasztandó elegy nem elegyedő folyadékfázisokat is tartalmaz, úgy azokat egymástól a találmány értelmében hatékonyan lehet szétválasztani. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás gázban levő folyadéknak, főleg nehezebb szénhidrogéneknek és/vagy víznek földgázból való leválasztására, melynek során a folyadékot tartalmazó folyamatos gázáramot centrifugális erőtérbe vezetjük és az erőtérből a kiülepedett folyadéknak legalább egy részét elvezetjük, azzal jellemezve, hogy a centrifugális erőtérből a leválasztott 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
