Ång-vätskeseparator
Inom kemiteknik är en ång-vätskeseparator en anordning som används för att separera en ång-vätskeblandning i dess beståndsdelar . Det kan vara ett vertikalt eller horisontellt kärl och kan fungera som en 2-fas eller 3-fas separator.
En ång-vätskeseparator kan också hänvisas till som en flashtrumma , breakpot , knock-out trumma eller knock-out pott , kompressorsugtrumma, sugskrubber eller kompressorinloppstrumma eller ventilationsskrubber. När det används för att ta bort svävande vattendroppar från luftströmmar, kallas det ofta en avfuktare .
Arbetssätt
I ång-vätskeseparatorer används gravitationen för att få den tätare vätskan (vätskan) att sedimentera till botten av kärlet där den dras ut, mindre tät vätska (ånga) tas ut från toppen av kärlet .
I miljöer med låg gravitation som en rymdstation kommer en vanlig vätskeseparator inte att fungera eftersom gravitationen inte är användbar som en separationsmekanism. I det här fallet centrifugalkraften användas i en roterande centrifugalseparator för att driva vätska mot kammarens ytterkant för avlägsnande. Gasformiga komponenter vandrar mot mitten.
En inloppsdiffusor minskar hastigheten och sprider den inkommande blandningen över hela kärlets tvärsnitt. En nätkudde i den övre delen av kärlet hjälper till att separera och förhindrar att vätska transporteras med ångan. Dynan eller dimmattan fångar medbringade vätskedroppar och låter dem smälta samman tills de är tillräckligt stora för att falla genom den uppåtströmmande ångan till botten av kärlet. Lamellpaket och cyklonseparatorer används också för att avlägsna vätska från utloppsångan.
Gasutloppet kan i sig vara omgivet av ett snurrande nätnät eller galler, så att all vätska som närmar sig utloppet träffar gallret, accelereras och kastas bort från utloppet.
Ångan färdas genom gasutloppet med en designhastighet som minimerar indragningen av eventuella vätskedroppar i ångan när den lämnar kärlet.
En virvelbrytare på vätskeutloppet förhindrar att det bildas virvlar och att ånga dras in i vätskeutloppet.
Vätskenivåövervakning
Separatorn är bara effektiv så länge det finns ett ångutrymme inuti kammaren. Separatorn kan gå sönder om antingen det blandade inloppet är överväldigt med tillförselmaterial eller om vätskeavloppet inte kan hantera volymen vätska som samlas upp. Separatorn kan därför kombineras med någon annan vätskenivåavkännande mekanism som t.ex. ett synglas eller en flytsensor . På detta sätt kan både tillförsel- och avloppsflödet regleras för att förhindra att separatorn överbelastas.
Ansökningar
Vertikala separatorer används vanligtvis när gas-vätskeförhållandet är högt eller gasvolymerna är höga. Horisontella separatorer används där stora volymer vätska är inblandade.
En ång-vätskeseparator kan fungera som en 3-fas separator, med två oblandbara vätskefaser med olika densiteter. Till exempel naturgas (ånga), vatten och olja/kondensat. De två vätskorna lägger sig i botten av kärlet med olja som flyter på vattnet. Separata vätskeutlopp finns.
Matningen till en ång-vätskeseparator kan också vara en vätska som helt eller delvis försvinner till en ånga och vätska när den kommer in i separatorn.
En snigelfångare är en typ av ång-vätskeseparator som kan ta emot ett stort inflöde av vätska vid slumpmässiga tidpunkter. Det finns vanligtvis i slutet av gasledningar där kondensat kan finnas som vätska. Det är vanligtvis ett horisontellt kärl eller en serie av rör med stor diameter.
Vätskekapaciteten hos en separator definieras vanligtvis av uppehållstiden för vätskan i kärlet. Vissa typiska vistelsetider är som visas.
| Ansökan | Uppehållstid, minuter |
|---|---|
| Naturgas – kondensatavskiljning | 2 – 4 |
| Fractionator matningstank | 10 – 15 |
| Refluxtrumma | 5 – 10 |
| Fraktioneringssump | 2 |
| Min blixttank | 5 – 10 |
| Överspänningstank för kylning | 5 |
| Uppvärmningsmedium överspänningstank | 5 – 10 |
Där ång-vätskeseparatorer används
Ång-vätskeseparatorer används mycket i många industrier och applikationer, såsom:
- Oljeraffinaderier
- Offshore-plattformar
- Naturgasbearbetningsanläggningar (NGL)
- Petrokemiska och kemiska anläggningar
- Kylsystem
- Luftkonditionering
- Kompressorsystem
- Gasledningar
- Ånga kondensat flash trummor
- Geotermiska kraftverk
- Kombinerade kraftverk
- Flare stackar
- Utsug av jordånga
- Pappersbruk
- Vätskeringpumpar
Förhindra pumpskador
I kylsystem är det vanligt att systemet innehåller en blandning av vätska och gas, men att den mekaniska gaskompressorn är intolerant mot vätska.
Vissa kompressortyper som scrollkompressorn använder en kontinuerligt krympande kompressionsvolym. När vätskan helt fyller denna volym kan pumpen antingen stanna och överbelasta, eller så kan pumpkammaren bli skev eller på annat sätt skadas av vätskan som inte får plats i ett mindre utrymme.
Se även
- Blixtavdunstning
- Ångkompressionskylning
- Souders-brun ekvation (för dimensionering av ång-vätskeseparatorer)
- Ångtrumma
externa länkar
- Experimentell karaktärisering av högtrycksnaturgasskrubber av Trond Austrheim (förtryck av uppsatser baserade på doktorsavhandling vid universitetet i Bergen, Norge , 2006)
- Flash Steam Tutorial Fördelarna med att återställa flash steam, hur det görs och typiska applikationer.
- Snabbräknare för horisontell knock-out trumstorlek Baserat på den minimala tid som krävs för att vätskedroppar av en given minimistorlek ska separeras.
- Designkriterier för ång-/vätskeseparatorer
- Detaljerad förklaring av högpresterande ång-vätskeseparatorer (scrubbers)
- Vapor Liquid Separator design och tillverkningsprocess