Очистка газов от механических примесей

Нормальная работа технологического оборудования и качество выпускаемой продукции во многом зависят от содержания в газе не только влаги и кислых компонентов, но и механических примесей. Наличие механических примесей в газе способствует истиранию металла, вызывает его износ, приводит к выводу из строя уплотнительных колец, клапанов и гильз цилиндров поршневых компрессоров, снижает их КПД. Механические примеси отлагаются также на поверхности труб холодильников и резко снижают их коэффициент теплопередачи.

Источники механических примесей в газе – это остатки строительного мусора, продукты коррозии внутренних поверхностей труб, арматуры и аппаратов, грунт, попавший в газопроводы при проведении ремонтных работ, частицы керна и т.д.

Наиболее крупные частицы примеси содержатся в газопроводах в начальных периодах эксплуатации, когда газовым потоком из труб выносятся остатки строительного мусора. Через 1¸2 года эксплуатации размер твердых частиц уменьшается.

Для обеспечения нормальной работы оборудования газ необходимо очистить от механических примесей. Этот процесс осуществляется с применением специальных пылеуловителей и в комбинации при разделении газожидкостных потоков в обычных сепараторах.

Пылеуловители используют на ДКС. Выбор типа пылеуловителей зависит от размера частиц и требуемой степени очистки. Частицы размером от 100 до 500 мкм улавливаются в осадительных расширительных камерах, дрипах и циклонах. Объемные сепараторы практически отделяют только крупнодисперсную пыль размером частиц 50¸100 мкм.

Для улавливания частиц от 1 до 100 мкм используются циклоны, мокрые пылеуловители, керамические и металлокерамические фильтры.

Для повышения эффективности выделения примесей широкое применение нашли также фильтры-сепараторы. Эти аппараты представляют собой обычные сепараторы с насадочными элементами, которые способствуют укрупнению капель при прохождении через них продукции.

Частицы размером менее 1 мкм находятся броуновском движении и не осаждаются под действием сил тяжести. Такая взвесь может быть уловлена в электрофильтрах и мокрых пылеуловителях. В последних в качестве орошения должна использоваться жидкость с хорошей смачивающейся способностью.

На ДКС магистральных газопроводов, построенных в первые годы развития газовой промышленности для очистки газа от твердых и жидких примесей применяли масляные пылеуловители, которые характеризуются высокой эффективностью очистки газа от твердых примесей.

Принцип работы масляных пылеуловителей основан на поглощении механических примесей и капельной углеводородной жидкости при прохождении газа через слой масла. Через период, определяемый, в основном, количеством механических примесей в газе, происходит насыщение масла. После чего требуется замена поглотительной жидкости.

Жидкости (масла), применяемые в пылеуловителях, должны иметь малую упругость насыщенных паров, низкую температуру застывания и обладать способностью смачивать пыль. К примеру, можно использовать масло, имеющее температуру начала кипения не ниже 260⁰С, плотность от 0,9 до 0,85 г/см³, вязкость 100 мм²/с при 38⁰С.

Недостатком масляных пылеуловителей считается значительный расход масла и потребность в постоянном уходе за ним.

В настоящее время широкое применение находят мультипликационные уловители, в которых благодаря закручиванию потока газа в завихрителе происходит очистка газа от механических примесей в капельных жидкостях. Отсепарированные примеси собираются в нижней части аппарата, откуда удаляются через дренажный штуцер. Очищенный газ через патрубок выводится из пылеуловителя.

Недостаток пылеуловителей этого типа – снижение эффективности со времени их эксплуатации в связи с забиванием циклонных элементов механическими примесями, разрушением креплений этих элементов, частичным разрушением внутренних элементов аппарата и т.д.

При наличии влаги в жидкой фазе газа в зимний период года нижняя часть пылеуловителей замерзает. Для предотвращения этого предусмотрена подача водяного пара в аппарат через специальный змеевик.