Сепараторы и фильтры

Сепараторы применяются для более грубого, а фильтры для более полного разделения газообразной и жидкой фаз. Сепара­торы обычно устраивают по принципу простого разделения по­токов газа и жидкости или по типу «циклонов». Иногда в них включают приспособления типа отбойников. Фильтры, как пра­вило, служат для очистки газа от взвесей (туманов) жидкой фазы. Для этой цели в них применяют разного рода насадки, набивки из волокнистого материала, кокса и т. д.

На рис. 53 показано несколько осушительных баллонов кон­струкции Главкислорода, служащих для осушки воздуха после компрессоров высокого давления. Баллоны обычно соединяют последовательно по 4—5 штук в батареи; при необходимости включить в установку большее количество баллонов несколько батарей объединяют. Заполняют их каустической содой в кусках размером не свыше 50 мм. В баллоне воздух проходит через патрон-корзину 2, наполненную каустической содой, ват­ный фильтр 3 и выходит из него в верхней части через боковой штуцер 4. Отсюда воздух поступает по соединительной трубе 5 в нижнюю часть следующего баллона, проходя таким образом через всю батарею.

Рис. 53. Типы осушительных баллонов для удаления влаги из воздуха после компрессоров высокого давления.

1 —корпус баллона; 2—патрон-корзина; 3—фильтр; 4—штуцер для отвода воздуха; 5—про­межуточные трубы; 6—продувочный вентиль; 7 —труба для продувки; 8—крышка баллона; 9—колпак; 10—прокладка; 11—болты; 12—нажимные болты; 13—крышка патрона; 14—рези­новое кольцо для уплотнения; 15—решетка патрона.

Находящаяся в сжатом воздухе влага поглощается каусти­ческой содой. Раствор каустической соды стекает в нижнюю часть баллонов и удаляется через продувочные вентили 6. Про­дувка первых двух по ходу воздуха баллонов производится не реже двух раз в час; остальные баллоны продуваются через каждый час.

Наверху каждый баллон закрывается крышкой 8, крепя­щейся обычным фланцевым соединением или с помощью нажим­ных болтов 13.

В жидкофазных установках гидрирования угля много за­труднений вносили горячие сепараторы. Закоксовывание сепа­раторов приводило к нарушению процесса и установку приходи­лось останавливать. Образование кокса объясняется высокой температурой относительно застойного тяжелого масла при от­сутствии хорошего контакта с водородом, поступающим вместе с жидким продуктом из реакторов жидкофазного гидрирования.

Рис. 54. Горячие сепараторы к установке гидрирования угля.

1—ввод продукта; 2—вывод продукта; 3— ввод охла­ждающего водорода; 4—вывод охлаждающего водо­рода; 5—карманы для термопар.

Принятые для преду­преждения коксования ме­ры основывались на охла­ждении масла без пере­мешивания или же на охлаждении и перемеши­вании его путем инжек­ции холодного водорода.

На рис. 54 изобра­жены горячие сепарато­ры, имеющие высоту око­ло 12 м, отличающиеся устройством внутренней насадки. Сепараторы име­ют внутреннюю изоляцию, защищенную стальным ко­жухом, сужающимся кни­зу на конус.

В первый сепаратор продукт поступает через верхнюю крышку, опу­скается по трубе и вхо­дит по касательной в цен­тральную камеру несколь­ко выше конической ее части. Г азообразные про­дукты выходят через верхнюю часть сепарато­ра, а шлам собирается в конической его части, от­куда и выводится через штуцер в нижней крышке. Охлаждается продукт хо­лодным водородом, про­ходящим по системе зам­кнутых трубок, располо­женных с наружной сто­роны защитного кожуха. Подогретый водород вы­водится через отверстие в нижней крышке. Эта конструкция, как показала практика, оказалась недостаточно эффективной.

Второй сепаратор, изображенный на рис. 54, имеет подвод продукта по вертикальной трубе, расположенной в самой рабо­чей камере. Газообразные продукты выходят сверху, а шлам выводится снизу. Холодный водород подается через отверстия в средней части конуса и смешивается с продуктом, охлаждая его. Водород выходит вместе с газообразными продуктами и отдает свое тепло в теплообменнике, что увеличивает использо­вание тепла на установке.

Рис. 55. Скруббер для очистки азотоводородной смеси (р = 120 am).

Большую роль играет автоматический контроль уровня жидкости в сепараторе, так как поддержание постоянного уровня препятствует закоксовыванию аппарата. Это объясняется тем, что при падении и подъеме уровня в широких пределах на стенках сепаратора остается слой масла, способствующий образова­нию кокса.

Пробег сепараторов на совре­менных установках увеличился с 50 до 180 дней.

Скрубберы

Скрубберы обычно применяются для выделения под давлением из газовых смесей тех или иных ком­понентов с помощью жидкого абсор­бента. Их принципиальное устрой­ство не отличается от аналогичных аппаратов, работающих под нор­мальным давлением.

В качестве примера на рис. 55 изображена конструкция скруббера для очистки азотоводородной смеси от окиси углерода при помощи мед­ноаммиачного раствора.

Аппарат представляет собою типичную колонну высокого давления с двумя крышками, рассчитанную на рабочее да­вление 120 ат. Внизу аппарата расположены штуцеры для ввода газа и вывода абсорбента, а также указатель уровня жидкости. Вверху имеются штуцеры для ввода абсорбента и вывода очищенного газа. Кольцевая насадка скруббера по­мещается на чугунной колосниковой решетке, находящейся в нижней части аппарата. Вверху скруббера имеется брызгоуловитель.

На рис. 56 показаны скрубберы медно-аммиачной очистки во­дорода под давлением 220—240 ат, установленные на заводе син­теза аммиака.

 Рис. 56. Скрубберы на заводе синтеза ам­миака для медно-аммиачной очистки водо­рода под давлением 220—240 am.

Эмульгаторы

 При проведении реак­ций между плохо смеши­вающимися жидкостями для предварительного смешения поступающих в зону реакции жидкостей применяют эмульгаторы. Установившихся кон­струкций эмульгаторов нет, обычно же они вы­полняются по принципу форсунок.

На рис. 57, а изобра­жен применявшийся нами для небольших установок эмульгатор, оправдавший себя на практике. Для тщательного смешения поступающих через трой­ник жидкостей служат несколько дисков с от­верстиями малого диа­метра.

Для лучшего смеше­ния отверстия у дисков расположены таким обра­зом, что если у одного из дисков отверстия нахо­дятся ближе к периферии, то у смежного диска они распола­гаются ближе к центру. Диаметр и число отверстий выбирают такими, чтобы скорость жидкости в эмульгаторе была велика.

На рис. 57, б показана схема эмульгатора другого типа. Сме­шение в нем происходит за счет турбулентности потока, созда­ваемого несколькими перегородками, резко меняющими скорость движения потока.