Меню Рубрики

Установки очистки газа от механических примесей

Очистка газа от механических примесей

От механических примесей природный газ очищают в призабойной зоне, на промысле, на линейной части, на КС и ГРС.

Призабойную зону скважины оборудуют фильтрами, представляющими собой стальные трубы с перфорацией. Гравийные фильтры более качественно предохраняют колонну скважины от выноса песка, известняка и других примесей. На промысле газ очищают от воды, конденсата, частиц породы и пыли в наземных сепараторах. На компрессорных станциях газопровода предусматривают очистку газа от механических примесей (твёрдых и жидких частиц). На ГРС осуществляют окончательную очистку газа перед потреблением.

Для очистки природного газа от механических примесей используются аппараты 2-х типов:

— работающие по принципу «мокрого» улавливания пыли, песка и других твёрдых частиц (масляные пылеуловители);

-работающие по принципу «сухого» отделения (циклонные пылеуловители);

Масляные пылеуловители представляют собой вертикальный цилиндрический сосуд со сферическими днищами, состоящий из трёх секций: промывочной (от нижнего днища до нижней перегородки), в которой всё время поддерживается постоянный уровень масла; осадительной (от нижней перегородки до верхней перегородки), где газ освобождается от крупных частиц масла, иотбойной (скрубберной) секции (от верхней перегородки до верхнего днища сосуда), где происходит окончательная очистка газа от захваченных частиц масла.

Пылеуловитель работает следующим образом. Очищаемый газ попадает в сосуд, встречаясь на своём пути с пылеотбойниками, металлическими пластинами, расположенными по всему периметру сосуда, меняет направление своего движения. Крупные же частицы мехпримесей, пыли и жидкости по инерции продолжают двигаться горизонтально. При ударе о козырёк (пылеотбойник) их скорость гасится и под действием силы тяжести они выпадают в масло. Далее газ направляется в контактные трубки, нижний конец которых расположен в 20-50мм над поверхностью масла. При этом газ увлекает за собой масло в контактные трубки, где оно обвалакивает взвешенные частицы пыли. В осадительной секции скорость газа резко снижается. Выпадающие при этом крупные частицы пыли и жидкости по дренажным трубкам стекают вниз. Наиболее лёгкие частицы из осадительной секции увлекаются газовым потоком в верхнюю скрубберную секцию. Её основной элемент – скруббер, состоящий из нескольких рядов перегородок, расположенных в шахматном порядке. Проходя через лабиринт перегородок, газ многократно меняет направление движения, а частицы масла по инерции ударяются о перегородки и стекают сначала на дно скрубберной секции, а затем по дренажным трубкам в нижнюю часть пылеуловителя. Очищенный газ выходит из аппарата через газоотводящий патрубок.

Осевший на дно пылеуловителя шлам периодически (раз в 2-3 месяца) удаляют через люк. Загрязнённое масло через трубку сливают в отстойник. Взамен загрязнённого в пылеуловитель по трубке доливают очищенное масло. Контроль за уровнем ведётся по шкале указателя уровня.

Достоинством вертикальных масляных пылеуловителей является высокая степень очистки газа (97-98%). Основные их недостатки: большая металлоёмкость, большое гидравлическое сопротивление, унос промывочной жидкости, в качестве которой применяют соляровое масло.

Наряду с «мокрым» для очистки газов от твёрдой и жидкой взвеси применяют «сухое» пылеулавливание. К аппаратам сухого отделения пыли относятся:

1) гравитационные сепараторы (степень очистки 70-80%);

2) циклонные пылеуловители (степень очистки 85-98%);

3) фильтры и фильтры-сепараторы (степень очистки до 99%, очищают поток газа от капель воды и конденсата).

Наибольшее распространение получили пылеуловители циклонного типа. Пылеуловитель циклонного типа представляет собой сосуд цилиндрической формы со сферическими днищами. Газ входит в аппарат через патрубок и попадает в батарею циклонов. Под действием центробежной силы твёрдые и жидкие частицы отбрасываются к периферии, затормаживаются о стенку циклона и выпадают в нижнюю часть аппарата, откуда выводятся через патрубок. А очищенный газ, изменяя направление движения, попадает в верхнюю часть аппарата, откуда выводится через патрубок.

В товарном газе содержание мехпримесей не должно превышать 0,05мг/м³.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась — это был конец пары: «Что-то тут концом пахнет». 8817 — | 8349 — или читать все.

источник

Методы очистки газа от механических примесей

От механических примесей природный газ очищают в призабойной зоне, на промысле, на линейной части, на КС и ГРС.

Призабойную зону скважины оборудуют фильтрами, представляющими собой стальные трубы с перфорацией. Гравийные фильтры более качественно предохраняют колонну скважины от выноса песка, известняка и других примесей. На промысле газ очищают от воды, конденсата, частиц породы и пыли в наземных сепараторах. На компрессорных станциях газопровода предусматривают очистку газа от механических примесей (твердых и жидких частиц). На ГРС осуществляют окончательную очистку газа перед потреблением. Большинство примесей попадает в газопровод с газом из скважин. Однако на новых газопроводах, в особенности в начальный период эксплуатации, несмотря на обязательную продувку перед вводом в эксплуатацию, в них остается большое количество разных механических примесей и воды. Масло систематически попадает в газопровод через компрессоры и центробежные нагнетатели, установленные на компрессорных станциях. Очистка газа перед подачей его в газопровод крайне необходима. Твердые частицы, находящиеся в газе, попадая в поршневые компрессоры, ускоряют износ поршневых колец, клапанов и цилиндров, а в центробежных нагнетателях — износ рабочих колес и самого корпуса нагнетателя. Кроме того, они разрушают арматуру, установленную на линейной части газопровода, на компрессорных и газораспределительных станциях. Жидкие частицы воды и копденсата, скапливаясь в пониженных местах, сужают сечение газопровода и способствуют образованию в нем гидратных и гидравлических пробок.

Читайте также:  Установка гур на опель рекорд

Промышленные пылеулавливающие аппараты в соответствии с принципами очистки газа разделяют на две группы: сухого отделения пыли и мокрого отделения пыли. К аппаратам сухого отделения пыли относят:

1) гравитационные сепараторы (степень очистки 70-80 %);

2) циклонные пылеуловители (степень очистки 85-98 %);

3) фильтры и фильтр-сепараторы (степень очистки до 99%, очищают поток газа от капель воды и конденсата). Принцип действия аппаратов сухого отделения пыли состоит в искусственном осаждении пыли под действием сил тяжести и в результате снижения скорости течения газа. К аппаратам мокрого отделения пыли относят масляные пылеуловители, в которых очистка газа происходит при помощи промывки газа жидкостью. Такие пылеуловители наряду с циклонными нашли широкое применение в газовой промышленности. Достоинство масляных пылеуловителей высокая степень очистки газа (97-98%). Недостатки большая металлоемкость, большое гидравлическое сопротивление, унос промывочной жидкости, в качестве которой применяют соляровое масло. [3]

Выбор конструкции пылеуловителя

На магистральных газопроводах для очистки газа от механических примесей широко применяются пылеуловители, газоочистители и сепараторы различной конструкции. На головных сооружениях магистральных газопроводов при входе на компрессорные и газораспределительные станции сооружаются установки по очистке газа от механических примесей: масляные и сухие пылеуловители, гравитационные сепараторы, мультициклонные пылеуловители, фильтры-сепараторы, горизонтальный фильтр-сепаратор и др. Я буду рассматривать данные установки по очистке в данном пункте. Масляные цилиндрические пылеуловители устанавливаются группами на головных сооружениях магистральных газопроводов, на компрессорных и газораспределительных станциях. Количество пылеуловителей определяется расчетом в зависимости от необходимой производительности, но должно быть не менее двух. На ГРС используются большей частью пылеуловители диаметром 1000, 1200, 1400 и 1600 мм, на компрессорных станциях и головных сооружениях — пылеуловители диаметром 2400 мм. Пылеуловители испытываются на давление 70 кГ/см2 и предназначены для неагрессивной среды с температурой не свыше 70° С. Пылеуловители диаметром до 1600 мм рассчитываются на рабочее давление 64 кГ/см2, диаметром 2400 мм — на рабочее давление 55 кГ/см2.

Рисунок 1. Масляный пылеуловитель.

1 — сепараторное устройство; 2 — выходной патрубок; 3-5 — контактные и дренажные трубки; 6 — люк; 7 — входной патрубок; 8 — отбойный козырек.

Масляный пылеуловитель представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд со сферическими днищами, рассчитанный на максимальное рабочее давление газа в газопроводе. Диаметр пылеуловителей 400-2400 мм, а высота соответственно 5,1-8,8 м. Пылеуловитель состоит из трех секций: нижней промывочной 1 (от нижнего днища до перегородки 8), в которой все время поддерживается постоянный уровень масла; средней осадительной 2 (от перегородки 8 до верхней перегородки), где газ освобождается от крупных частиц масла, и верхней отбойной 1 (от перегородки 6 до верхнего днища), где происходит окончательная очистка газа от масла.

Внутри пылеуловителя имеются устройства, обеспечивающие контактирование газа с маслом и отделение твердых и жидких частиц от газа. Работа пылеуловителя заключается в следующем. Очищаемый газ через газоподводящий патрубок 7, ударяясь о козырек, входит в пылеуловитель, где в связи со снижением скорости из него выпадают и осаждаются наиболее крупные частицы пыли и жидкости. Далее газ поступает в контактные трубки 3, ниже которых на определенном уровне находится смачивающая жидкость (масло), и проходит в осадительную секцию 2. Проходя через контактные трубки со значительной скоростью, газ увлекает за собой масло, которое, промывая его, соединяется со взвешенными частицами пыли и механических примесей. В осадительной секции скорость газа резко снижается; выпадающие при этом крупные частицы пыли и жидкости в виде шлака по дренажным трубкам стекают вниз. Наиболее мелкие частицы из осадительной секции газовым потоком уносятся в верхнюю скрубберную секцию 3. Скрубберная секция состоит из десяти рядов перегородок, расположенных в шахматном порядке. Проходя в лабиринте перегородок и ударяясь о них, газ совершает много поворотов. Благодаря этому частицы масла осаждаются на швеллеровых перегородках затем стекают на дно скрубберной секции, с которой по дренажным трубкам спускаются в нижнюю часть пылеуловителя. Очищенный газ через газоотводящий патрубок 2 выходит в газопровод. Осевший на дне пылеуловителя шлам периодически (через 2-3 месяца) удаляют через люк 6 Осевшее внизу загрязненное масло удаляют продувкой через трубу в отстойник. Взамен загрязненного масла в пылеуловитель по трубам из маслоотстойника доливается до нормы свежее очищенное масло. Продувка производится в зимний период не реже одного раза в сутки или по мере подъема уровня масла, если он поднимается выше нормального быстрее чем за 24 ч. Полная очистка пылеуловителя через люк производится 3-4 раза в год. Контроль за маслом в пылеуловителе ведется по шкале указателя уровня. Загрязненное масло периодически очищают и заменяют. В состав установки для очистки газа кроме группы масляных пылеуловителей входят отстойники, предназначенные для отстоя отработанного масла с целью повторного его использования. Отстой сливается в передвижную емкость объемом 3-5 м3. Масляный аккумулятор 3 предназначен для заправки пылеуловителей свежим маслом, закачиваемым в аккумулятор насосом из емкостей. Масло из аккумулятора в пылеуловители подается самотеком за счет разности высотных отметок, так как при этом аккумулятор заполняется газом с давлением, равным давлению в пылеуловителе. В качестве смачивающей жидкости в масляных пылеуловителях применяется соляровое масло марки Л, ГОСТ 1666-51. Расход масла допускается не свыше 25 г на 1000 м3 газа.

Читайте также:  Установка кресла romer kidfix

Гравитационные сепараторы могут быть вертикальными и горизонтальными. Они работают по принципу выпадения взвеси под действием силы тяжести при уменьшении скорости потока газа. Вертикальные гравитационные аппараты имеют лучшие условия очитки, чем горизонтальные, рекомендуется для сепарации газов, содержащих крупные частицы пыли. Гравитационные сепараторы обладают небольшой эффективностью и малой производительностью по газу. Для повышения производительности и эффективности их работы необходимо увеличивать габариты.

Рисунок 2. Горизонтальный гравитационный сепаратор.

1- сепарационные насадки; 2 — сепарационные решетки; 3 — сетчатые каплеуловители.

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.

Рисунок 3. Циклонный пылеуловитель.

1 — корпус; 2 — патрубок; 3 — выходная труба; 4 — бункер.

Циклонный пылеуловитель состоит из двух секций: нижней — отбойной и верхней — осадительной. 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. На предприятиях больше всего отдают предпочтение масляным пылеуловителям, потому что качество очистки больше чем циклонных пылеуловителях. [1]

источник

Очистка газа от механических примесей

Нефтеюганский корпоративный институт

ПОДГОТОВКА ГАЗА

Общие сведения

Все попутные газы характеризуются повышенным (по сравнению с природными) содержанием тяжелых компонентов, относительная доля которых возрастает от начальных к конечным ступеням сепарации.

Существуют следующие пути утилизации углеводородных газов:

2. Использование для целей ППД, повышения конечного коэффициента нефтеизвлечения, доразработки нефтяных месторождений;

3. Создание подземных газовых хранилищ;

4. Откачка потребителям в качестве энергоносителя или технологического сырья.

Сжиганию в факелах в основном подвергается газ на начальных этапах разработки месторождений или при отсутствии потребителей, или, наконец, при отсутствии соответствующих трубопроводов и технологических мощностей по подготовке газа к транспортированию.

Подготовка углеводородного газа сводится к следующим нескольким процессам:

1. Очистка газа от механических примесей;

3. Очистка газа от агрессивных примесей;

6. Извлечение из газа особо ценных компонентов.

Очистка газа от механических примесей

Под механическими примесями в газе понимают аэрозольные системы с газовой дисперсионной средой и твёрдой дисперсной фазой.

В неподвижной газовой среде аэрозольные частицы поддерживаются во взвешенном состоянии в поле гравитации благодаря их собственному тепловому движению и в следствии обмена энергией с молекулами среды.

Кроме энергии теплового движения частиц, обмена энергией между частицами и средой и энергии, поступающей извне, аэрозольные частицы могут поддерживаться во взвешенном состоянии за счёт градиентов температуры и концентрации.

При этом, принято различать 5 видов механизма осаждения взвешенных частиц:

1. Гравитационный: движущиеся частицы (обычно 40 – 550 мкм) выпадают из газа благодаря силе тяжести.

2. Инерционный: частицы при обтекании некого тела (возможно с газовым потоком) за счет инерции отклоняются от общего потока и осаждаются на фронтальной поверхности обтекаемого тела.

3. Зацепление: частицы (обычно 1 – 3 мкм) при перемещении вместе с газовым потоком в относительной близости от обтекаемого тела приходят в соприкосновение с ним и прилипают к нему.

4. Диффузионный: частицы (обычно

Размеры частиц в аэрозольных системах образующихся в природных и попутных газах характеризуются широким разнообразием. Диапазон размеров частиц колеблется от 0.01 до 1000 мкм и более.

Подобные частицы способны в следствии эррозии и загрязнения вывести из строя не только КИП и компрессоры, но даже трубопроводы и запорную арматуру.

Различают механические и электрические методы очистки газа от механических частиц.

Механические методы в свою очередь подразделяются на способы отстоя и фильтрования. Различают отстой в сухих и мокрых условиях.

Перейдём к рассмотрению этих методов:

В методах сухого отстоя наибольшее распространение получили устройства в которых осаждение частиц происходит в следствии резкого изменения направления или скорости газового потока. Это прежде всего различные газовые сепараторы и циклоны. В них улавливаются сравнительно крупные частицы с размерами 5 мкм. Причём, эффективность циклонов выше и для частиц с размерами 5 мкм степень извлечения достигает 40 – 70 %, а для частиц 20 мкм – 97 – 99 %. При этом, газовые сепараторы используются преимущественно 4 видов:

Читайте также:  Установка пульсар на классику

а) гравитационные – они наиболее просты, но в то же время наиболее металлоёмки и габаритны.

б) инерционные – в них под действием сил инерции поток посредством металлических отбойников разделяется на очищенный газ и частицы. Они более эффективны и компактны.

в) жалюзийные – снабжены наборами профилированных пластин.

г) центробежные сепараторы.

Мокрые методы отстоя основаны на контакте газового потока с промывной жидкостью (обычно водой или маслом) в аппаратах получивших название скруббера или масляного фильтра (особо эффективен так называемый скруббер Вентури). Во всех этих аппаратах жидкость используется многократно и обеспечивает остаточное содержание механических примесей до 10 мг/ м 3 газа. В нефтяной промышленности наибольшее распространение получили масляные пылеуловители (рис.1):

Рис.1. Схема масляного пылеуловителя

Масляный пылеуловитель состоит из 3 секций: в нижней промывочной секции Ав разделительную перегородку (5) вварены контактные трубки (6), на которых в нижней части имеется ряд продольных прорезей. Газ поступает в аппарат через патрубок 4, ударяется о козырёк (3), соприкасается с маслом и захватывая его, проходит с большой скоростью в контактные трубки. В средней (осадительной) секции Б скорость газа резко понижается, при этом, крупные капли масла с механическими частицами оседают и стекают по дренажным трубкам (10) вниз. Освобождённый от крупных механических примесей газ поступает в верхнюю каплеуловительную секцию В, где мелкие частицы пыли и масла (размером менее 0,25 мм) задерживаются специальной насадкой и тоже стекают вниз по дренажу (9). Очищенный газ уходит через патрубок (8). Загрязненное масло через патрубок (12) удаляют продувкой в отстойник, а затем по трубе (11) доливают очищенное масло. Продувку проводят по мере снижения уровня масла до контрольного уровня, но не реже 1 раза в месяц. Полностью удаляют масло через люк (1) 2 – 3 раза в год. Уровень масла контролируют по шкале 2. Расход масла не более 25 г на 1000 м 3 газа. Масляные пылеуловители выпускают диаметром от 400 до 2400 мм; высотой от 5100 до 8800 мм на рабочее давление от 6 до 64 атм.

Очистка газа фильтрованием основана на прохождении газа через пористые перегородки, пропускающие газ, но задерживающие механические примеси. Метод высокоэффективен, т.к. способен уловить даже весьма тонкие фракции примесей с размерами частиц менее 1 мкм.

Различают следующие виды фильтров:

а) Рукавные. Они обеспечивают остаточное содержание примесей менее 10 мг/м 3 газа. Аппарат состоит из камеры и подвешенных в ней рукавов (с диаметром от 100 до 300 мм и длиной от 2 до 10 м) с заглушенным концом. Газ подаётся в рукава в которых и задерживается пыль. Пыль периодически удаляется либо обратной продувкой, либо встряхиванием. Фильтр состоит из нескольких секций, работающих попеременно. Рукава делают из тканевых и нетканных (войлок, фетр) материалов. Срок службы рукавов до 2 лет.

б) Зернистые. Различают так называемые насыпные и жесткие конструкции. Насыпные состоят из слоя песка, гальки, шлака или кокса с размерами зёрен 0,2 – 0,3 мм, толщиной слоя 0,1 – 0,15 м. Они обеспечивают остаточное содержание механических примесей в газе порядка 20 мг/м 3 . Регенерируют их ворошением с вибровоздействием и обратной продувкой. Жесткие представляют собой патроны из керамики или металлокерамики. Они способны обеспечить остаточное содержание механических примесей в газе менее 1 мг/м 3 . Регенерируются подобные конструкции обратной продувкой или с помощью промывных жидкостей.

в) Для улавливания высокодисперсных аэрозолей с суммарной концентрацией от 0,5 до 5 мг/м 3 используют волокнистые фильтры с перегородками из тонких и ультратонких волокон, как правило, с диаметром волокон 1 – 2 мкм, нанесённых на марлевую подложку. И хотя подобные конструкции не подлежат регенерации, они способны обеспечить 100 % очистку газа.

г) Для высокодисперсных систем, состоящих из капель и туманов, с диаметрами частиц свыше 10 мкм, применяют сетчатые фильтры – каплеуловители с пакетами из мелкоячеистых сеток. При скорости газового потока порядка 2 м/с пакет толщиной всего 0,1 м способен обеспечить 98 % -ую степень очистки газа с гидравлическими потерями всего 0,2 кПа. Для более дисперсных систем используют перегородки из стеклянных, синтетических или металлических волокон с диаметром 100 – 200 мкм для частиц крупнее 1 мкм, и диаметром 5 – 20 мкм для улавливания субмикронных частиц. В этом случае, степень очистки газа колеблется от 85 до 100 % при гидравлическом сопротивлении перегородок от 1 до 5 кПа. Все фильтры, улавливающие капли и туманы, работают в стационарном режиме саморегуляции благодаря самопроизвольному стеканию жидкости в результате коалесценции или её испарения.

Электрическая очистка газа основана на ионизации электрическим зарядом под действием постоянного тока напряжением до 90 кВ твёрдых и жидких частиц с последующим их осаждением на электродах в сухих или мокрых фильтрах, обеспечивающих остаточное содержание механических примесей 50 и 5 мг/м 3 соответ-но.

Сравнительная характеристика всех рассмотренных выше методов представлена на рис.2.

Рис.2. Сравнительная характеристика методов очистки газа от механических примесей

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *