NL193632C

NL193632C - Werkwijze en inrichting voor het afscheiden van een gas uit een gasmengsel.

Info

Publication number: NL193632C
Application number: NL8901841A
Authority: NL
Original assignee: Stork Prod Eng
Priority date: 1989-07-17
Filing date: 1989-07-17
Publication date: 2000-05-04
Also published as: NL193632B; NL8901841A

Description

1 193632

Werkwijze en inrichting voor het afscheiden van een gas uit een gasmengsel

De uitvinding betreft een werkwijze voor het afscheiden van een gas uit een gasmengsel, door het achtereenvolgens in een stroom transporteren van het gasmengsel en het aan de randzone van de stroming 5 aan de stroom onttrekken van het condensaat en het gescheiden afvoeren van het condensaat en de rest van het gasmengsel, het door een vernauwing voeren en achter de vernauwing doen expanderen van de stroom gasmengsel, een en ander zodanig, dat supersone snelheden bereikt worden en de temperatuur in het gasmengsel daalt tot beneden het condensatiepunt van het af te scheiden gas. Dit is onder andere bekend uit US-A-3.559.373. Op deze wijze wordt een zodanige uitscheiding tussen af te scheiden 10 componenten en de rest van het mengsel verkregen dat de beide fracties afzonderlijk kunnen worden afgevoerd.

US-A-3.885.935 beschrijft een centrifugale scheidingsinrichting, waarbij in de stroming platen zijn aangebracht. Deze inrichting werkt echter alleen voor gasmengsels, waarin geen supersone snelheden bereikt worden.

15 De onderhavige uitvinding beoogt de in de aanhef genoemde werkwijze te verbeteren.

Dit wordt volgens de uitvinding bereikt door het tot een wervel brengen van de stroom gasmengsel en doordat de wervel wordt opgewekt door in de gasstroom plaatvormige elementen aan te brengen, waarvan de voorrand en het vlak met de stromingsrichting een kleine hoek insluit.

Door de gasstroom zodanig door een vernauwing te transporteren en vervolgens te laten expanderen, 20 worden supersone snelheden in het gas bereikt waardoor een zodanig sterke temperatuurdaling optreedt dat gewenste componenten condenseren zonder dat gebruik gemaakt wordt van actieve koelmiddelen. De supersone snelheden maken gebruik van de klassieke axiaal-afscheider onmogelijk. Bij de klassieke axiaal-afscheider wordt het gas tangentieel ingetroomd in de afscheider. Bij de onderhavige uitvoering is dat niet mogelijk. Volgens de uitvinding wordt de wervel opgewekt door toepassing van een aantal plaatvormige 25 elementen van een deltavorm. Dergelijke deltavormige platen zijn vergelijkbaar met deltavleugels toegepast bij vliegtuigen. De scherpe voorrand en het vlak ervan staan onder een kleine hoek met de stromingsrichting. Deze configuratie brengt zogenaamde voorrandwervels op, welke ook bekend staan onder de benaming "vortex sheets”.

Bij voorkeur wordt het afgescheiden product voorafgaande aan de afvoer daarvan opnieuw door een 30 vernauwing gevoerd en daarna geëxpandeerd. Door de daling van de snelheid wordt een deel van de kinetische energie omgezet in een verhoogde druk.

De uitvinding wordt aan de hand van de tekeningen nader verduidelijkt.

In de tekeningen toont: 35 figuur 1 een schema van de inrichting volgens de uitvinding, en figuur 2 schematisch een dwarsdoorsnede ter plaatse van de lijn ll-ll in figuur 1.

De inrichting volgens de uitvinding bestaat uit een cilindrisch orgaan 1 met een inlaateinde 2 en een uitlaateinde 3. Nabij het inlaateinde is een vernauwing 4 van het Laval-type aangebracht, welke in 40 langsrichting gezien een convergerende-divergerende vorm heeft. Hierdoor wordt de gasstroom achtereenvolgens vernauwd en vervolgens geëxpandeerd. Tijdens de expansie neemt de snelheid zeer sterk toe en daalt dienovereenkomstig de temperatuur tot de lage waarde. Door de temperatuurdaling kan de af te scheiden component condenseren. De snelheid is inmiddels supersoon. De wervel of vortex voor de axiale afscheiding van de gecondenseerde fractie wordt opgewekt door de deltavormige, radiaal in de stroming 45 stekende platen 5, 6. Dergelijke platen hebben een dunne voorrand en veroorzaken op de bekende wijze zogenaamde voorrandwervels of vortex sheets. Door deze wervel ontstaat in de zone 7 de gewenste centrifugale werking waardoor de gecondenseerde component naar de randzone in omtreksrichting gezien van het cilindrische orgaan 1 beweegt. In de zone 8 is in het midden van het cilindrische orgaan de inlaat 9 van een afvoerpijp 10 voor de rest van het gasmengsel, dat uit een gereinigd product bestaat, aangebracht. 50 De afgescheiden fractie wordt in de zone 11 opnieuw door een vernauwing gevoerd. Achter de vernauwing is een waaier 12 van een zuigpomp geplaatst voor het aanzuigen van de gasstroom. Door de daling van de kinetische energie stijgt de druk tot bijvoorbeeld ongeveer atmosferische waarde. Zoals blijkt uit figuur 2 kunnen bijvoorbeeld een drietal platen 5, 6 en 13 zijn aangebracht.

Claims

193632 2

1. Werkwijze voor het afscheiden van een gas uit een gasmengsel, door het achtereenvolgens in een stroom transporteren van het gasmengsel en het aan de randzone van de stroming aan de stroom 5 onttrekken van het condensaat en het gescheiden afvoeren van het condensaat en de rest van het gasmengsel, het door een vernauwing voeren en achter de vernauwing doen expanderen van de stroom gasmengsel, een en ander zodanig, dat supersone snelheden bereikt worden en de temperatuur in het gasmengsel daalt tot beneden het condensatiepunt van het af te scheiden gas, gekenmerkt door het tot een wervel brengen van de stroom gasmengsel en doordat de wervel wordt opgewekt door in de gasstroom 10 plaatvormige elementen aan te brengen, waarvan de voorrand en het vlak met de stromingsrichting een kleine hoek insluit.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de voorrand van de plaat dun wordt gekozen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men het afgescheiden product voorafgaande aan de afvoer daarvan opnieuw door een vernauwing voert en het laat expanderen.

4. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één of meer der conclusies 1-3, bestaande uit een ongeveer cilindrisch orgaan (1) met een inlaateinde (2) en een uitlaateinde (3), nabij het inlaateinde (2) een vernauwing (4), achter de vernauwing (4), ten minste één dwars op de langsrichting van het cilindrische orgaan (1) geplaatst, met de cilindrische wand verbonden plaatvormig element (5, 6, 13), waarvan de voorrand en het vlak een kleine hoek insluit met de hartlijn van het cilindrische orgaan (1).

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de voorrand van het plaatvormige element (5, 6, 13) een scherpe rand is.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat voor het uitlaateinde (3) een tweede vernauwing (11) is aangebracht.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat vóór de tweede vernauwing (11) nabij het midden 25 van het cilindrische orgaan (1) een afvoerleiding (10) voor het afgescheiden product uitmondt.

8. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat achter de tweede vernauwing (11) de waaier (12) van een zuigpomp is geplaatst. Hierbij 1 blad tekening