RU2762736C1 - Cyclone adsorber for natural gas purification - Google Patents
Cyclone adsorber for natural gas purification Download PDFInfo
- Publication number
- RU2762736C1 RU2762736C1 RU2021115161A RU2021115161A RU2762736C1 RU 2762736 C1 RU2762736 C1 RU 2762736C1 RU 2021115161 A RU2021115161 A RU 2021115161A RU 2021115161 A RU2021115161 A RU 2021115161A RU 2762736 C1 RU2762736 C1 RU 2762736C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- annular
- gas purification
- pipe
- cyclone
- basket
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/18—Cleaning-out devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/22—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed with cleaning means
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике очистки газов и может быть использовано для очистки природных газов от вредных примесей, а именно газообразных соединений серы (сероводорода и пр.).The invention relates to a gas purification technique and can be used to purify natural gases from harmful impurities, namely, gaseous sulfur compounds (hydrogen sulfide, etc.).
Известен циклон, содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, внутри которого соосно помещена центральная труба, снабженный тангенциальным патрубком входа газа и патрубком слива конденсата в коническом днище [Патент РФ №2656771, МПК F17D 1/04, B04C 5/10, 2018].A cyclone is known containing a cylindrical body with a conical bottom, inside which a central pipe is coaxially placed, equipped with a tangential gas inlet pipe and a condensate drain pipe in the conical bottom [RF Patent No. 2656771, IPC F17D 1/04,
Основным недостатком известного циклона является невозможность в нем очистки природного газа от сернистых соединений и диоксида углерода, что снижает его экологическую эффективность.The main disadvantage of the known cyclone is the impossibility of cleaning natural gas from sulfur compounds and carbon dioxide, which reduces its environmental efficiency.
Более близким к предлагаемому изобретению является циклонный адсорбер, содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, внутри цилиндрического корпуса помещена перфорированная кольцевая цилиндрическая корзина, заполненная гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 и диаметром гранул от 5 до 10 мм, через верх которой тангенциально пропущен входной патрубок, соединенный с соединительным газопроводом, над вышеупомянутой корзиной расположен, кольцевой, перфорированный снизу, промывочный коллектор соединенный со штуцером промывочной воды центральная труба соединена с газопроводом очищенного газа, а сливной штуцер соединен с емкостью отработанной промывочной воды [В.С. Ежов, д. т. н., Н.Е. Семичева, Г.Г. Щедрина, к. т. н. Технология комплексной очистки природного газа перед подачей потребителю. Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2020. No 9].Closer to the proposed invention is a cyclone adsorber containing a cylindrical body with a conical bottom, inside the cylindrical body there is a perforated annular cylindrical basket filled with pumice granules made from metallurgical slags with a basicity modulus of M> 1 and a granule diameter of 5 to 10 mm, through the top which is tangentially passed the inlet pipe connected to the connecting gas pipeline, above the aforementioned basket is located, annular, perforated from the bottom, a flushing manifold connected to the flushing water union; Ezhov, D.Sc., N.E. Semicheva, G.G. Shchedrin, Ph.D. A technology for complex purification of natural gas before supply to the consumer. Chemical and oil and gas engineering. 2020. No 9].
Основными недостатками известного циклонного адсорбера являются недостаточное использование адсорбционной емкости адсорбента–гранулированного доменного шлака, обусловленное образованием застойных зон у стенки корпуса и неполная регенерация адсорбента, обусловленная наличием непромытых зон гранулированного шлака, в которые промывочная вода поступает в недостаточном количестве, что снижает экономическую и экологическую эффективность циклонного адсорбера.The main disadvantages of the known cyclone adsorber are insufficient use of the adsorption capacity of the adsorbent - granular blast furnace slag, due to the formation of stagnant zones near the wall of the housing and incomplete regeneration of the adsorbent, due to the presence of unwashed zones of granular slag, into which washing water is supplied in insufficient quantities, which reduces economic and environmental efficiency cyclone adsorber.
Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение экономической и экологической эффективности циклонного адсорбера для очистки природного газа.The technical result, the solution of which is directed by the present invention, is to increase the economic and environmental efficiency of a cyclone adsorber for natural gas purification.
Технический результат достигается тем, что предлагаемый циклонный адсорбер для очистки природного газа содержит цилиндрический корпус, внутри которого соосно помещена вертикальная центральная труба, сверху-вниз расположены горизонтальная кольцевая перегородка с диаметром центрального отверстия большим диаметра центральной трубы, полость между которой и крышкой корпуса образует кольцевой коллектор промывочной воды, центральное отверстие которого соединено с верхней кромкой перфорированной трубы оросительной рубашки, образующей между собой и центральной трубой кольцевую щель с зазором равным Δ1, заглушенную снизу кольцевой планкой, примыкающую к нижней стороне кольцевой перегородки, перфорированную сбоку, изнутри и снизу кольцевую цилиндрическую корзину с зазором между ней и корпусом, закрытым сверху кольцевой перегородкой, открытым снизу и равным Δ2, причем кольцевая цилиндрическая корзина заполнена гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 и диаметром гранул от 5 до 10 мм, через верх корзины тангенциально пропущен входной патрубок, а кольцевой коллектор промывочной воды и коническое днище корпуса снабжены штуцером подачи промывочной воды и сливным штуцером.The technical result is achieved by the fact that the proposed cyclone adsorber for natural gas purification contains a cylindrical body, inside which a vertical central pipe is coaxially placed, a horizontal annular partition with a central hole diameter of a large diameter of the central pipe is located from top to bottom, the cavity between which and the housing cover forms an annular collector flushing water, the central hole of which is connected to the upper edge of the perforated pipe of the irrigation jacket, which forms an annular gap between itself and the central pipe with a gap equal to Δ 1 , plugged from below by an annular bar, adjacent to the underside of the annular partition, perforated from the side, from the inside and from the bottom, an annular cylindrical basket with a gap between it and the body, closed at the top by an annular partition, open at the bottom and equal to Δ 2 , and the annular cylindrical basket is filled with pumice granules made of metallurgical slag with a basicity modulus of M> 1 and with a granule diameter of 5 to 10 mm, an inlet pipe is tangentially passed through the top of the basket, and an annular wash water collector and a conical bottom of the body are equipped with a wash water supply connection and a drain connection.
Предлагаемый циклонный адсорбер для очистки природного газа (ЦАОПГ) изображен на фиг. 1 – 4 (фиг. 1 - общий вид ЦАОПГ, фиг. 2, 3 - разрезы, фиг. 4 - узел стыковки центральной трубы с оросительной рубашкой).The proposed cyclone adsorber for natural gas purification (CAOPG) is shown in Fig. 1 - 4 (Fig. 1 - General view of the TsAPPG, Fig. 2, 3 - cross-sections, Fig. 4 - the joint of the central pipe with the irrigation jacket).
Циклонный адсорбер для очистки природного газа содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого соосно помещена вертикальная центральная труба 2, сверху –вниз расположены горизонтальная кольцевая перегородка 3 с диаметром центрального отверстия 4 большим диаметра центральной трубы 2, полость между которой и крышкой корпуса 1 образует кольцевой коллектор промывочной воды 5, центральное отверстие 4 которого соединено с верхней кромкой перфорированной трубы оросительной рубашки 6, образующей между собой и центральной трубой 2 кольцевую щель 7 с зазором равным Δ1, заглушенную снизу кольцевой планкой 8, примыкающую к нижней стороне кольцевой перегородки 3, перфорированную сбоку, изнутри и снизу кольцевую цилиндрическую корзину 9 с зазором 10 между ней и корпусом 1, закрытым сверху кольцевой перегородкой 3, открытым снизу и равным Δ2, причем корзина 9 заполнена гранулами пемзы 11, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 и диаметром гранул от 5 до 10 мм, через верх которой тангенциально пропущен входной патрубок 12, а кольцевой коллектор промывочной воды 5 и коническое днище корпуса 1 снабжены штуцером подачи промывочной воды 13 и сливным штуцером 14. A cyclone adsorber for natural gas purification contains a
В основу работы предлагаемого ЦАОПГ положен использование процесса адсорбции гранулированной шлаковой пемзой. Шлаковая пемза, изготовленная из основных металлургических шлаков, представляет собой материал с высокопористой механически прочной структурой (прочность на сдавливание до 2,7 МПа), состоящий из оксида кальция, оксида кремния, оксида алюминия и частично из оксида магния (CaO, SiO2, Al2O3, MnO) c модулем основности М>1 [Строительные материалы. Справочник. Под ред. Болдырева А. С. и др. - М.: Стройизд., 1989, с. 423; Домокеев А. К. Строительные материалы. - М.: Высш. школа, 1989, с. 163]. Высокое значение модуля основности придает гранулам шлаковой пемзы основные свойства, позволяющие сорбировать на их поверхности вещества, обладающие кислыми свойствами, к которым относятся и вредные примеси, которые присутствуют в природных газах (соединения серы, диоксид углерода и пр.) [Ежов В.С. и др. Использование гранулированных доменных шлаков для очистки газообразных продуктов сгорания и атмосферного воздуха от вредных компонентов. Химическое и нефтегазовое машиностроение. №6, 2019. - С. 44–48], а высокая пористость их структуры позволяет использовать гранулы шлаковой пемзы в качестве эффективного звукопоглощающего материала [В. Н. Богословский и др. Отопление и вентиляция, Ч. II.-М.; Стройиздат, 1978, с. 391]. Кроме того, исходя из своего состава, гранулы шлаковой пемзы устойчивы к коррозионному воздействию кислых компонентов природных газов, широко доступны и дешевы.The operation of the proposed TsAONG is based on the use of the adsorption process by granular slag pumice. Slag pumice made from basic metallurgical slags is a material with a highly porous mechanically strong structure (compressive strength up to 2.7 MPa), consisting of calcium oxide, silicon oxide, aluminum oxide and partially magnesium oxide (CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 , MnO) with a basicity modulus M> 1 [Building materials. Directory. Ed. Boldyreva A.S. and others - M .: Stroyizd., 1989, p. 423; Domokeev A.K. Building materials. - M .: Higher. school, 1989, p. 163]. The high value of the modulus of basicity gives the granules of slag pumice the basic properties that allow the adsorption on their surface of substances with acidic properties, which include harmful impurities that are present in natural gases (sulfur compounds, carbon dioxide, etc.) [Ezhov V.S. and others. The use of granular blast-furnace slag for cleaning gaseous combustion products and atmospheric air from harmful components. Chemical and oil and gas engineering. No. 6, 2019. - P. 44–48], and the high porosity of their structure allows the use of slag pumice granules as an effective sound-absorbing material [V. N. Bogoslovsky and others. Heating and ventilation, Part II.-M .; Stroyizdat, 1978, p. 391]. In addition, based on their composition, slag pumice granules are resistant to the corrosive effects of acidic components of natural gases, are widely available and cheap.
ЦАОПГ предназначен для очистки природного газа от сернистых соединений. После предварительной очистки природного газа от конденсата, частиц кристаллогидратов углеводородов и механических примесей газ из патрубка 12 тангенциально поступает в кольцевую полость ЦАОПГ (вариант-батарея циклонных адсорберов), где происходит закручивание его потока и частицы газа за счет центробежных сил отбрасываются к стенкам перфорированной кольцевой корзины 9, проникают вовнутрь ее и контактируют с гранулами шлаковой пемзы 11, в порах которой происходит адсорбция молекул сероводорода, меркаптанов, оксидов серы, обладающих кислыми свойствами, которая осуществляется за счет основности шлака. Адсорбированные сернистые соединения, диоксид углерода, в свою очередь, взаимодействуют с частицами воды образующейся в порах гранул 11 в результате капиллярной конденсации паров воды, которые находятся в газе, с образованием соответствующих кислот H2SO4 и H2СO3. Кроме того, на поверхности и в порах гранул 11 оседают мелкодисперсные частицы. При этом, наличие кольцевого зазора 10 между стенкой корпуса 1 и наружной перфорированной стенкой корзины 9 обеспечивает прохождение потока газа через всю толщину загрузки шлака 11 и отсутствие застойных зон у стенки корпуса 1, что увеличивает рабочий объем адсорбента и таким образом интенсифицирует процесс адсорбции. Окончательно очищенный природный газ через центральную трубу 2 поступает в газопровод очищенного газа (на фиг. 1-4 не показан), откуда направляется потребителю.TsAOPG is designed to remove sulfur compounds from natural gas. After preliminary purification of natural gas from condensate, particles of crystalline hydrates of hydrocarbons and mechanical impurities, the gas from the
При насыщении адсорбента (гранул шлаковой пемзы 11) его подвергают регенерации, которая заключается в промывке его промывочной водой из перфорированной трубы оросительной рубашки 6. При этом компоновка оросительной рубашки 6, расположенной в центре ЦАОПГ и наличие кольцевого зазора 10 между стенкой корпуса 1 и наружной перфорированной стенкой корзины 9 обеспечивает прохождение потока промывочной воды через всю толщину гранул шлака 11 и надежную промывку всего его объема. Полученная промывочная вода, насыщенная кислотными компонентами, через сливной штуцер 14 сбрасывается в емкость отработанной промывочной воды (на фиг. 1-4 не показана), откуда по мере накопления удаляется на очистку.When the adsorbent (slag pumice granules 11) is saturated, it is subjected to regeneration, which consists in washing it with flushing water from the perforated pipe of the
Диаметр отверстий перфорации цилиндрической корзины 9 принимают меньшим диметра гранул металлургического шлака 11, число отверстий и их диаметр перфорации оросительной рубашки 6 и ширину зазоров 7 и 10 находят, исходя из оптимального расхода промывочной воды, который определяют опытным путемThe diameter of the perforation holes of the
Таким образом, циклонный адсорбер для очистки природного газа обеспечивает надежную очистку газа от сернистых соединений, что снижает коррозионный износ газопроводов и газоиспользующего оборудования, регенерацию всего объема гранулированного шлака, повышая тем самым экономические и экологические характеристики природного газа, поставляемого потребителю.Thus, a cyclone adsorber for natural gas purification ensures reliable gas purification from sulfur compounds, which reduces corrosive wear of gas pipelines and gas-using equipment, regeneration of the entire volume of granulated slag, thereby increasing the economic and environmental characteristics of natural gas supplied to the consumer.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021115161A RU2762736C1 (en) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | Cyclone adsorber for natural gas purification |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021115161A RU2762736C1 (en) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | Cyclone adsorber for natural gas purification |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2762736C1 true RU2762736C1 (en) | 2021-12-22 |
Family
ID=80039447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021115161A RU2762736C1 (en) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | Cyclone adsorber for natural gas purification |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2762736C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2788911C1 (en) * | 2022-04-12 | 2023-01-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Cyclone adsorber for complex purification of natural gas |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1029997A1 (en) * | 1982-04-05 | 1983-07-23 | Государственный Институт По Проектированию Предприятий Машиностроения Для Животноводства И Кормопроизводства | Adsorber |
RU143738U1 (en) * | 2014-02-21 | 2014-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) | SMOKE PIPE NOZZLE |
CN105935546A (en) * | 2016-06-30 | 2016-09-14 | 华东理工大学 | Method and device for removing high concentration hydrogen sulfide gas |
CN105944542A (en) * | 2016-06-30 | 2016-09-21 | 华东理工大学 | High-efficiency hydrogen sulfide gas absorption device |
-
2021
- 2021-05-27 RU RU2021115161A patent/RU2762736C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1029997A1 (en) * | 1982-04-05 | 1983-07-23 | Государственный Институт По Проектированию Предприятий Машиностроения Для Животноводства И Кормопроизводства | Adsorber |
RU143738U1 (en) * | 2014-02-21 | 2014-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) | SMOKE PIPE NOZZLE |
CN105935546A (en) * | 2016-06-30 | 2016-09-14 | 华东理工大学 | Method and device for removing high concentration hydrogen sulfide gas |
CN105944542A (en) * | 2016-06-30 | 2016-09-21 | 华东理工大学 | High-efficiency hydrogen sulfide gas absorption device |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
V.S. Ezhov, Doctor of Technical Sciences, N.E. Semicheva, G.G. Shchedrin, Ph.D. Technology of complex purification of natural gas before supply to the consumer. Chemical and oil and gas engineering. 2020. No 9. * |
В.С. Ежов, д. т. н., Н.Е. Семичева, Г.Г. Щедрина, к. т. н. Технология комплексной очистки природного газа перед подачей потребителю. Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2020. No 9. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2788911C1 (en) * | 2022-04-12 | 2023-01-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Cyclone adsorber for complex purification of natural gas |
RU2815089C1 (en) * | 2023-10-24 | 2024-03-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" | Cyclone-direct-flow adsorber for complex gas cleaning |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101140748B1 (en) | A sintered flue gas wet desulfurizing and dedusting process | |
CN102600707B (en) | Carbon dioxide separation materials and methods | |
US5599508A (en) | Flue gas conditioning for the removal of acid gases, air toxics and trace metals | |
CN1089265C (en) | Flue gas scrubbing apparatus | |
CN207307431U (en) | A kind of desulphurization plant | |
CN101357285B (en) | Vertical type flue dust, sulphur dioxide eliminator | |
JPWO2008087769A1 (en) | Wet flue gas desulfurization equipment | |
CA2661719A1 (en) | Wet gas scrubbing process | |
KR20030091218A (en) | Wet pre-treatment apparatus and method for treating an effluent gas | |
RU2762736C1 (en) | Cyclone adsorber for natural gas purification | |
RU2815089C1 (en) | Cyclone-direct-flow adsorber for complex gas cleaning | |
RU2788911C1 (en) | Cyclone adsorber for complex purification of natural gas | |
CN204768036U (en) | Wet -type purifying column | |
CN108854499A (en) | A kind of furfural dregs boiler smoke magnesia FGD purification device | |
CN103357264B (en) | A kind of wet flue gas desulfurization tower | |
CN111234883A (en) | Coal gas double-tower washing and purifying system | |
CN108619885A (en) | A kind of fume desulfurizing tower and flue gas ash removal, desulfurization and wastewater treatment method | |
CN201347422Y (en) | Gas purifier | |
UA120747C2 (en) | Method for removing dust and sulphur oxides from process gases | |
CN202427354U (en) | Wet flue gas desulphurization device with acetylene sludge or white mud as desulfurizer | |
RU2240859C1 (en) | Method of deep drying and fine purification of hydrocarbon gases and the installation for the method realization | |
CN201077837Y (en) | Concave-convex bar marsh gas desulfurizer | |
CN106731364B (en) | Water bath type condensation dust remover for oil sludge pyrolysis treatment and dust removing method | |
CN201006397Y (en) | Novel compound highly effective desulfuration dust cleaner | |
CN216630165U (en) | Kiln gas adsorption and purification device for calcium carbonate powder production |