Тема лекции: Конструкции пылеуловителей: циклонные пылеуловители, скрубберы, фильтры-сепараторы.

Циклонные пылеуловители. Циклонные пылеуловители выпускают трех типов: ЦН-11 с углом наклона крышки входного патрубка 11^о, ЦН-15 – 15^о, ЦН-24 –24^о. Минимальное гидравлическое сопротивление и наибольший коэффициент очистки имеет пылеуловитель типа ЦН-15. Каждый тип пылеуловителя имеет ряд типоразмеров: ЦН-11 и ЦН-15 – по 14 типоразмеров диаметром от 200 до 2000мм, а ЦН-24 – по 15 типоразмеров диаметром от 400 до 3000мм.

Циклонный пылеуловитель представляет собой аппарат вертикальной цилиндрической формы со встроенными циклонами и состоит из трех технологических секций: распределения поступившего газа, очистки газа и сбора жидкости и механических примесей. Неочищенный газ поступает через боковой входной патрубок, к которому приварены пять циклонов, расположенных звездообразно по кругу. За счет центробежной силы происходит отбрасывание и осаждение влаги и механических примесей, которые удаляются из аппарата автоматически через дренажный штуцер.

Существенное влияние на качество очистки природных газов оказывает их влагосодержание. Поэтому эффективность работы циклонных пылеуловителей в условиях повышенного содержания влаги и конденсата ухудшается из-за осаждения липкой массы (пыль и конденсат) в проходных сечениях аппаратов.

Разновидность циклонных пылеуловителей – мультициклонные пылеуловители, в которых за счет уменьшения диаметра циклона повышается качество очистки газа. Закручивание потока газа в них происходит с помощью специальных направляющих лопаток, закрепленных под углом 25-30^о.

На рисунках 2.3, 2.4 представлены циклонные пылеуловители.

Рисунок 2.3 - Циклонный пылеуловитель

В эксплуатации на КС находится оборудование различных зарубежных фирм. Для очистки газа от механических примесей фирма «Пирлес» (США) выпускает масляные пылеуловители, пористые фильтры и скрубберы, (рисунок 2.5).

1 – выход газа; 2 – вход газа; 3 – удаление механических примесей

Рисунок 2.4 - Схема движения газов в циклоне:

Работа скруббера осуществляется следующим образом: природный газ через входной патрубок и входную камеру поступает в циклонные трубки, проходя в две прорези каждой трубки, газ ускоряется и приобретает вращательное движение. Жидкие и твердые частицы отбрасываются к наружной стенке циклонного элемента и под действием силы тяжести сбрасываются в накопительную камеру. Очищенный газ по центральным трубам восходящим потоком направляется в выходную камеру скруббера и далее через выходной патрубок – на выход в нагнетатель.

1 – цилиндрический корпус; 2 – входной патрубок;

3 – выходной патрубок; 4 – осмотровой люк.

Рисунок 2.5 – Скруббер.

Из накопительной камеры жидкость и механические примеси сбрасывают путем продувки в специальную сборную емкость.

В связи с невозможностью достичь высокой степени очистки газа в циклонных пылеуловителях появляется необходимость выполнять вторую ступень очистки, в качестве которой используют фильтр-сепараторы, устанавливаемые последовательно после циклонных пылеуловителей, они представлены на рисунках 2.6, 2.7.

Работа фильтр-сепаратора осуществляется следующим образом: газ после входного патрубка с помощью специального козырька направляется на вход фильтрующей секции 3, где происходит коагуляция жидкости и очистка от механических примесей. Через перфорированные отверстия в корпусе фильтрующих элементов газ поступает во вторую фильтрующую секцию – секцию сепарации. В секции сепарации происходит окончательная очистка газа от влаги, которая улавливается с помощью сетчатых пакетов. Через дренажные патрубки механические примеси и жидкость удаляются в нижний дренажный сборник и далее в подземные емкости.

1- корпус фильтр-сепаратора; 2 – быстрооткрывающийся затвор; 3 – фильтрующие элементы; 4 – направляющая фильтрующего элемента; 5 – трубная доска камеры фильтров; 6 – каплеотбойник; 7 – конденсатосборник.

Рисунок 2.6 - Фильтр-сепаратор.

Для работы в зимних условиях фильтр-сепаратор снабжен электрообогревателем его нижней части, конденсатосборником и контрольно-измерительной аппаратурой. В процессе эксплуатации происходит улавливание механических примесей на поверхности фильтр-элемента, что приводит к увеличению перепада давления на фильтр-сепараторе. При достижении перепада, равного 0, 04МПа, фильтр-сепаратор необходимо отключить и произвести в нем замену фильтр-элементов на новые.

Принцип работы фильтр-сепаратора фирмы Крезо-Луар можно рассмотреть как три отдельных механизма разделения (рисунок 2.7).

Рисунок 2.7 - Горизонтальный фильтр-сепаратор фирмы Крезо-Луар

1. Механизм разделения на входе.

При входе газа и жидкости в кожух фильтр-сепаратора скорость газа понижается и более крупные капли жидкости осаждаются на поверхности кожуха за счет силы тяжести и удара. Эта жидкость затем дренируется в конденсатосборник.

2. Агломерирующий механизм.

Вторая стадия разделения происходит в секции трубчатых фильтрующих пакетов из стекловолокна. Увлеченные капельки жидкости, которые не были выделены в кожухе, переносятся газом к фильтрующему пакету. За счет диффузии и инерционного удара часть капелек остается на внешней поверхности волокнистого пакета и дренируется в конденсатосборник. Эффективность сбора частиц зависит от диаметра отдельных стекловолокон. Чем меньше диаметр волокон, тем выше эффективность. Пакеты из стекловолокна должны иметь низкий перепад давления, высокую эффективность сбора жидкости и достаточную прочность корпуса для обеспечения постоянной работы на продолжительный период времени.

Потоком газа отдельные капельки жидкости срываются с пленки на внутренней стороне волокнистого пакета и уносятся в каплеотбойник.

3. Механизм каплеотбойника.

Третий сепарационный отсек фильтр-сепаратора служит для удаления жидкости в каплеотбойнике, который состоит из многочисленных дефлекторов, показанных на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 - Каплеотбойник