Separador de vapor -líquido
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Método de operação
Nos separadores de vapor-líquido, a gravidade é utilizada para fazer com que o fluido mais denso (líquido) se estabeleça no fundo do vaso, onde é retirado, o fluido menos denso (vapor) é retirado do topo do navio.
Em ambientes de baixa gravidade, como uma estação espacial, um separador de líquido comum não funcionará porque a gravidade não é utilizável como mecanismo de separação. Nesse caso, a força centrífuga precisa ser utilizada em um separador centrífugo giratório para acionar líquido em direção à borda externa da câmara para remoção. Componentes gasosos migram para o centro.
Um difusor de entrada reduz a velocidade e espalha a mistura de entrada na seção transversal completa do vaso. Uma almofada de malha na parte superior da vaso ajuda a separação e impede que o líquido seja transportado com o vapor. A almofada ou o tapete de névoa prende as gotículas líquidas arrastadas e lhes permite coalescer até que sejam grandes o suficiente para cair pelo vapor de fluxo no fundo do navio. Os pacotes de palhetas e os separadores ciclônicos também são usados para remover o líquido do vapor de saída.
A saída de gás pode ser cercada por uma tela ou grade de malha giratória, de modo que qualquer líquido que se aproxime da saída atinge a grade, seja acelerado e jogado para longe da saída.
O vapor viaja através da tomada de gás em uma velocidade de projeto que minimiza o arrastamento de qualquer gotícula de líquido no vapor à medida que sai da embarcação.
Um disjuntor de vórtice na tomada líquida impede a formação de vórtices e o vapor sendo atraído para a tomada líquida.
Monitoramento do nível líquido
O separador é eficaz apenas desde que haja um espaço de vapor dentro da câmara. O separador pode falhar se a entrada mista estiver sobrecarregada com o material de suprimento, ou o dreno líquido não conseguir lidar com o volume de líquido que está sendo coletado. O separador pode, portanto, ser combinado com algum outro mecanismo de detecção de nível líquido, como um vidro de mira ou sensor de flutuação. Dessa maneira, o fluxo de suprimento e drenagem pode ser regulado para impedir que o separador fique sobrecarregado.
Formulários
Os separadores verticais geralmente são usados quando a relação gás-líquido é alta ou os volumes de gás são altos. Os separadores horizontais são usados onde grandes volumes de líquido estão envolvidos.
Um separador de vapor-líquido pode operar como um separador trifásico, com duas fases líquidas imiscíveis de diferentes densidades. Por exemplo, gás natural (vapor), água e óleo/condensado. Os dois líquidos se acomodam no fundo do navio com óleo flutuando na água. São fornecidas tomadas líquidas separadas.
A alimentação para um separador de vapor -líquido também pode ser um líquido que está sendo parcial ou totalmente flash em um vapor e líquido quando entra no separador.
Um apanhador de lesmas é um tipo de separador de vapor -líquido capaz de receber uma grande entrada de líquido em momentos aleatórios. Geralmente é encontrado no final dos gasodutos onde o condensado pode estar presente como lesmas de líquido. Geralmente é um vaso horizontal ou uma matriz de tubos de grande diâmetro.
A capacidade líquida de um separador é geralmente definida pelo tempo de permanência do líquido no vaso. Alguns tempos de permanência típicos são como mostrado.
Liquid residence timeApplicationResidence time, minutesNatural gas – condensate separation2 – 4Fractionator feed tank10 – 15Reflux drum5 – 10Fractionator sump2Amine flash tank5 – 10Refrigeration surge tank5Heating medium surge tank5 – 10Onde separadores de vapor -líquido são usados
Os separadores de vapor -líquido são amplamente utilizados em muitos setores e aplicações, como:
Oil refineriesOffshore platformsNatural-gas processing plants (NGL)Petrochemical and chemical plantsRefrigeration systemsAir conditioningCompressor systemsGas pipelinesSteam condensate flash drumsGeothermal power plantsCombined cycle power plantsFlare stacksSoil vapor extractionPaper millsLiquid ring pumpsPrevenção de danos à bomba
Nos sistemas de refrigeração, é comum o sistema conter uma mistura de líquido e gás, mas o compressor mecânico de gás ser intolerante ao líquido.
Alguns tipos de compressores, como o compressor de rolagem, usam um volume de compressão contínuo. Depois que o líquido enche completamente este volume, a bomba pode parar e sobrecarregar, ou a câmara da bomba pode ser deformada ou danificada pelo fluido que não pode caber em um espaço menor.