63- Discussão sobre o design de nova estrutura em formato de compartimento com barragem composta para separador de três fases e a reforma da estrutura tradicional
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Este tópico foi editado pela última vez por luoli519 em 4/1/2020, às 11:53. Os separadores de três fases – gasosa, líquida e aquosa – são amplamente utilizados em setores como petroquímica, química a base de carvão, extração e tratamento de petróleo e gás, purificação de gases industriais e proteção ambiental. No entanto, as empresas ainda utilizam separadores de três fases com estrutura tradicional. Geralmente, quando há variações no fluxo de alimentação, na proporção entre gás, óleo e água, ou na velocidade de saída da fase aquosa, torna-se difícil controlar de forma estável o processo de separação, o que faz com que a eficiência da separação piore drasticamente. O novo separador trifásico de tipo compartimento com barreira composta tornou-se a opção de atualização tecnológica para os separadores trifásicos tradicionais, tanto em termos de eficiência de separação e estabilidade operacional, quanto em relação ao custo-benefício e aos custos de manutenção. Por favor, discutam juntos as diferenças entre o design da estrutura do separador de três fases tradicional e o design da estrutura do novo separador de três fases do tipo compartimento com barragem composta, bem como as diferenças de desempenho determinadas pela estrutura.
Como todos sabem, a Sinopec e a CNPC possuem empresas em Henan responsáveis pelo projeto e fabricação de separadores de três fases. No entanto, os separadores de três fases produzidos por essas empresas são, em sua maioria, de estrutura tradicional. Durante a operação real, surgem problemas como instabilidade no controle de funcionamento e grandes flutuações na eficiência de separação. Muitas empresas também estão buscando oportunidades para melhorar.
Este tópico foi editado pela última vez por luoli519 em 13/12/2016, às 13:07. Uma empresa produtora enfrentava dificuldades para manter o funcionamento estável do separador trifásico tradicional que utilizava, e por isso recorreu a um fabricante de filtros em Xinxiang. O fabricante do filtro, em conjunto com o proprietário, discutiu e propôs uma nova solução, substituindo o componente de separação líquido-líquido de tipo tela por um componente de separação por coalescência dinâmica. Na figura abaixo, está apresentado um esquema simplificado da estrutura do fabricante desse filtro:
No entanto, quanto à configuração do design dos componentes internos para a separação dinâmica, tanto o fabricante do filtro quanto o proprietário não tinham ideia clara do que fazer, por isso recorreram à empresa NOVEL para que elaborasse um novo projeto.
De acordo com as imagens fornecidas, existem os seguintes problemas: primeiro, em relação à entrada de material, são utilizados dois tubos porosos como conjunto de distribuição da entrada. Mas a distância entre os dois tubos porosos é muito pequena, fazendo com que as duas correntes de alimentação interfiram uma na outra, o que dificulta a separação dos líquidos.
Em segundo lugar, antes do tubo de saída do gás no lado interno do separador, não existe nenhum componente interno para a remoção de espuma gasosa e líquida. Em condições de flutuações na velocidade do ar e em velocidades mais altas, as gotas e espumas líquidas transportadas pelo fluxo de ar dificilmente podem ser separadas de maneira eficaz apenas por meio da gravidade. O fluxo de ar leva consigo uma grande quantidade de fase líquida, que escapa do separador. Isso causa acúmulo de líquido nos tubulações a jusante, podendo até afetar negativamente o funcionamento dos equipamentos principais, o que resulta em custos elevados para o tratamento do gás posteriormente.
Terceiro, observemos os componentes de separação dinâmica instalados nesse sistema. Eles estão dispostos na seção transversal radial do recipiente horizontal. Isso faz com que o fluxo de ar que contém gotas líquidas precise passar por esses componentes, assim como o fluxo de mistura entre líquidos. O objetivo é utilizar esses componentes de separação dinâmica para separar o ar do líquido e também para separar os diferentes tipos de líquidos, esperando resolver tudo de uma só vez! Na verdade, os componentes de separação dinâmica de gás-líquido e os componentes de separação dinâmica de líquido-líquido não só diferem em termos de sua estrutura, mas também possuem princípios de separação dinâmica completamente distintos.
Este tópico foi editado pela última vez por luoli519 em 2023-9-26, às 14:57. Trata-se de componentes de separação em dinâmica de fluidos gasosos e líquidos, como os componentes de separação do tipo G50. Quando o fluido flui pelos canais de fluxo primário e secundário presentes em sua estrutura especial, ocorre uma separação eficiente e quantitativa por meio da transformação do momento linear das partículas do fluido, causando sua rotação rápida, aglomeração, separação vetorial e captura da energia livre na superfície das gotas líquidas； Mas a velocidade e o momento do elemento fluido não podem ser muito baixos; caso contrário, será difícil realizar uma troca eficiente de momento, e, portanto, uma separação eficiente também será difícil ； A velocidade e o momento do fluido em cada pequena região também não podem ser excessivos; caso contrário, o fluxo de ar levará o líquido que já foi separado de volta para dentro do fluxo de ar limpo, dispersando-o e reduzindo assim a eficiência da separação.
Já nos componentes de separação por dinâmica de fluidos líquidos, como os componentes com aletas em formato de dedo do tipo G56, a condição necessária para uma separação eficiente é que o fluido esteja em estado de fluxo laminar. A separação eficaz é alcançada por meio de métodos como a coalescência em formato de dedo e a separação em tanques rasos. Exige-se que a velocidade de fluxo axial do fluido seja menor que 0,02 m/s, ou até mesmo menor ainda.
Quarto, a interface entre as fases líquidas é posicionada perto da linha central do tanque horizontal, e a altura do divisor (placa de espuma) também fica alinhada com a linha central. Isso é claramente um design baseado em experiência, e não o resultado de uma otimização por meio de princípios dinâmicos. Devido às diferentes proporções entre as três fases – gasosa, líquida e líquido-líquido – é necessário calcular a posição das interfaces gasoso-líquida e líquido-líquida. Isso permite que as gotas líquidas na fase gasosa cheguem rapidamente à interface com o líquido, que as gotas de óleo dispersas na fase líquida cheguem rapidamente à interface com o óleo, e que as gotas de água dispersas na fase líquida cheguem rapidamente à interface com a água. É preciso, portanto, um equilíbrio adequado entre esses fatores. Nos separadores de três fases de estrutura tradicional, devido às flutuações nas condições de operação – como mudanças na proporção entre óleo e água, variações no fluxo e alterações na velocidade de descarga da fase aquosa – ocorre uma mudança na posição da interface líquido-líquido, o que resulta em mudanças significativas na eficiência de separação. Isso faz com que o controle operacional real seja difícil de manter estável e confiável.
Por fim, antes da saída da fase oleosa no lado interno do separador, deve-se instalar um dispositivo antivórtice, e não um dispositivo de quebra de espuma. É importante saber que os antivórtices e os quebradores de espuma são diferentes, tanto em termos de estrutura quanto de função, e não podem substituir um ao outro. O desempenho do dispositivo de quebra de espuma é difícil de igualar ao do dispositivo de quebra de vórtices.