9 Phao 10 Ống tháo khô
2.2.3.2. Bộ phận tách cơ bả n.
Cửa vào hướng tâm hoặc tiếp tuyến loại hướng tâm phải tạo ra được các các va đập thay đổi hướng chuyển động và thay đổi tốc độ . Hỗn hợp phải được phân tán ,tạo rối qua các vòi phun và đập vào các tấm chặn
AA A 3 2 1 5 5 1 2 1 A A 6 4 3
Hình 2. 4 Tách cơ bản kiểu cửa vào hướng tâm 1. Thành bình 2. Ống phần tán ( đục lỗ )
3. Tấm chắn 4. Vòi phun ( lỗ đục ) 5. Đường vào hỗn hợp 6. Lỗ thoát chất lỏng .
Hỗn hợp theo đường 5 vào ống phân tán ,qua các vòi phun 4 được tăng tốc và đập vào các tấm chặn 3 ,đổi chiều chuyển động ,tốc độ giảm thoát qua khe hở giữa các tấm chắn. Khí bay lên phần cao ,còn chất lỏng phần lớn bám vào tấm chặn kết xuống đi xuống bộ phận tách thứ cấp theo các lỗ thoát 6 .Khi sử dụng nguyên tắc ly tâm , phương án phổ biến là bố trí cửa vào theo hướng tiếp tuyến ( hình 2.6 ) . Hai bình đồng tâm dòng hỗn hợp khí đi vào khoảng không giữa hai bình ,dầu có xu hướng bám vào thành bình .
Trên hình 2.6a có lối vào tiếp tuyến , xi lanh trong có đường kính không thay đổi ,cấu tạo nên kiểu nan chớp cho nên khí có lực ly tâm bé sẽ đi vào xi lanh trong và thoát lên phía trên ,còn dầu bám vào thành trong xi lanh ngoài , kết dính và lắng xuống ,thường dùng cho bình tách trụ đứng ,Đường kính xi lanh không thay đổi .
Trên hình 2.6b chất lưu vào được hướng theo hướng ống hình xoắn ốc để tạo lực ly tâm .Ống trong có thể có đường kính thay đổi : một phần hình trụ và một phần hình côn hoặc các phần đường kính thay đổi , dùng cho các thiết bị tách hình trụ nằm ngang.
Trên hình 2-6c chỉ ra các kiểu tạo ly tâm ngoài bình tách thành một bộ phận riêng , thường gọi là đầu xoáy thủy lực vì tốc độ dòng và lực ly tâm rất lớn do tiết diện bé.
Hình 2.5 :Tách cơ bản bằng lực ly tâm . a, hình trụ có rãnh nan khớp , bình tách trụ đứng .
b, Hình trụ phía trong có đường kính thay đổi , bình tách trụ nằm ngang : 1. Cửa vào của hỗn hợp ; 2. Dòng ly tâm sơ cấp , chỉ tách dầu .
3.Dòng ly tâm thứ cấp , có gom khí ; 4. Van an toàn ; 5. Cửa ra của khí gầy ; 6a. Đường ra ở bậc sơ cấp ; 6b. Đường dầu ở bậc thứ cấp ; 7 . Ống gom khí ; Hình 2.6 c Tách sơ bộ bằng lốc xoáy thủy lực
2. Cửa vào ( theo hướng tiếp tuyến ) ; 3. Ống định hướng ;
4. Đầu xoáy lốc ; 5. Cửa gạn bọt khí ; 6. Thành bình ;
2.2.3.3. Bộ phận chiết sương .
Dùng tách các bụi dầu ra khỏi khí theo nguyên tắc cơ bản là ép ,đổi hướng và thay đổi tốc độ chuyển động.
Cấu tạo thiết bị phụ thuộc vào loại chất lưu của giếng .Với các giếng dầu , việc thay đổi hướng và tốc độ chuyển động được ưu tiên ,thường chế tạo từ tấm thép cán .Loại đơn giản nhất ,gồm 3 hình trụ đồng tâm ,có lỗ thoát khí ở phía trên cao nhất và thấp nhất của trụ để hướng dòng khí lên xuống với trị số tốc độ khác nhau ở mỗi hình trụ trước khi ra đầu xả ( hình 2.7 ) . Các giọt dầu bám vào thành ống sẽ chảy xuống phần lắng .
Hình 2-6 : Bộ phận chiết sương
A : Kiểu ống đồng tâm:
1. Các ống đồng tâm ; 2. Lỗ thoát khí trên ; 3. Lỗ thoát khí dưới. B : Kiểu nan chớp :
1. Các tấm lượn sóng nằm ngang; b: Các tấm đục lỗ thẳng đứng ; c . Buồng thu chất lỏng ; d : Ống thoát khô ; e: Đầu phun phân tán ; g : Tấm chắn .
Loại phổ biến nhất là kiểu nan chớp bao gồm các tấm uốn lượn sóng và các tấm đục lỗ sau khi qua bộ phận tách cơ bản ở đầu vào khí bay lên , đi vào chi tiết a gồm các tấm lượn sóng song song không đục lỗ ,khí chuyển động theo khe hở giữa các tấm ,chiều chuyển động được thay đổi liên tục ,dầu sẽ bám dính vào các tấm này ,sau đó va đập vào các tấm chắn thẳng đứng có đục lỗ ( chi tiết b),hướng các giọt dầu chảy xuống phần thu c và theo ống thoát khô d chảy xuống phần thấp nhất của thiết bị .Hiệu quả sẽ được tăng lên khi trên các tấm lượn sóng có các gờ và các cánh phụ .
các góc hướng lên trên ,các khe hở được bố trí để dòng khí chịu va đập ,thay đổi hướng chuyển động , thay đổi tốc độ và keo tụ để tách lỏng dạng sương mù ra khỏi khí .Giá thành chế tạo thấp , khi sử dung ít bị tắc nghẽn do tạp chất hoặc parafin.
HÌNH 2.7: Chiết sương dạng cánh .
1. Dòng ép 2. Thay đổi hướng 3. Thay đổi tốc độ chuyển động
Đ ối với khí tự nhiên ,các bộ phận chiết được chế tạo từ đệm ,phổ biến bằng lưới thép mang tên gọi là bộ lọc sương hoặc bộ khử sương.
21 1 4 3 HÌNH 2-8 Bộ lọc sương 1. Các tấm đệm ; 2. Dọt ngưng tụ. 3 lỏng ; 4 Khí ra
Trên hình 2 – 9 là bộ lọc sương kiểu keo tụ dùng để tách sương từ khí tự nhiên được dùng nhiều trong hệ thống vận chuyển và phân phối khí khi có hàm lượng chất lỏng trong khí thấp . Các đệm keo tụ được chế tạo từ kim loại hoặc các vật liệu chế tạo khay dạng đệm trong các tháp xử lý dầu .Các tấm đệm này tạo ra một tập hợp cơ chế va đập ,đổi hướng ,thay đổi tốc độ và kết dính để tách lỏng khỏi khí . Đệm có mặt tiếp xúc lớn để gom và keo tụ sương chất lỏng .Bộ lọc kiểu này ngoài tác dụng lọc khí còn được sử dụng trong các bình tách dầu – khí .Tuy vậy , nếu sử dụng trong bình tách thì có hạn chế ở chỗ :đệm keo tụ có thể chế tạo từ vật liệu giòn , dễ hỏng khi vận chuyển và lắp ráp nếu như nó được lắp sẵn từ cơ sở chế tạo rồi vận chuyển đến công trường .Các loại
Ngoài ra , sự giảm áp lớn qua đệm làm gây nguy cơ tạo rãnh xung quanh . Vì vậy bộ lọc kiểu keo tụ chỉ lên dùng cho hệ thống thu gom vận chuyển và phân phối khí .
Cũng với mục đích tách sương từ khí tự nhiên , từ năm 1950 người ta đã đưa vào sử dụng bộ khử sương dạng sợi ( hình 2 – 10 ) .Đa số các đệm sợi là lưới đan các bộ phận khử tách được các giọt sương cỡ 10 ÷ 100 μm , các đệm quy chuẩn có giảm áp thấp , hiệu quả tách cao ,giá thành ban đầu và chi phí vận hành thấp .Kin nghiệm sử dụng cho thấy rằng với tập hợp sợi có đường kính và chất liệu khác nhau thì hiệu quả tách sẽ gia tăng . 3 2 1 6 4 5
1.Dòng khí có chiều sương 2. Chất lỏng
3. Xi lanh tiêu dẫn chất lỏng 4. Đệm dày từ sợi thủy tinh và thép không gỉ 5. Đệm thưa từ thép không gỉ 6. Khí khô
Trên hình 2.10 chỉ ra đệm gồm có 2 lớp .Lớp dưới gồm sợi đa kích thước và lớp dưới là đệm thô một kích thước .
Lớp dưới gồm các sợi thủy tinh siêu mảnh ( 0,02 μm ) được đan với sợi thép không gỉ ( 2,5 mm) sẽ gom các hạt sương từ 1 ÷ 10 μm thành các hạt lớn hơn sao cho lớp đệm trên là lưới thép không gỉ sẽ tách chúng ra khỏi khí .Mặc dù lớp đệm đa kích thước tăng đáng kể hiệu quả tách nhưng không thể dùng rộng rãi vì dễ tắc ( ngập ) ở tốc độ thấp .Một giải pháp giảm ngập là lắp các xi lanh tháo khô ở phần dưới đệm cho phép giải phóng chất lỏng kịp vận tốc gom và đệm sẽ khô.
CHƯƠNG 3 Bình tách C-1: