Un separador de vapor-líquido es un dispositivo utilizado en aplicaciones industriales para separar una mezcla de vapor-líquido en sus fases constituyentes. Puede ser un recipiente vertical u horizontal y puede actuar como separador de 2 o 3 fases.
Un separador de vapor-líquido también puede denominarse tambor flash , olla de ruptura , tambor de extracción o olla de extracción , tambor de succión del compresor, lavador de succión o tambor de entrada del compresor o lavador de ventilación. Cuando se usa para eliminar las gotas de agua suspendidas de las corrientes de aire, a menudo se le llama desempañador .
Método de operación
En los separadores de vapor-líquido, la gravedad se utiliza para hacer que el fluido más denso (líquido) se asiente en el fondo del recipiente donde se extrae, el fluido menos denso (vapor) se extrae de la parte superior del recipiente. [1] [2] [3] [4]
En entornos de baja gravedad , como una estación espacial , un separador de líquidos común no funcionará porque la gravedad no se puede utilizar como mecanismo de separación. En este caso, la fuerza centrífuga debe utilizarse en un separador centrífugo giratorio para impulsar el líquido hacia el borde exterior de la cámara para su extracción. Los componentes gaseosos migran hacia el centro.
Un difusor de entrada reduce la velocidad y esparce la mezcla entrante por toda la sección transversal del recipiente. [5] Una almohadilla de malla en la parte superior del recipiente ayuda a la separación y evita que el líquido se arrastre con el vapor. La almohadilla o esterilla de niebla atrapa las gotas de líquido arrastradas y les permite fusionarse hasta que son lo suficientemente grandes como para caer a través del vapor que fluye hacia arriba hasta el fondo del recipiente. [5] Los paquetes de paletas y los separadores ciclónicos también se utilizan para eliminar el líquido del vapor de salida. [5]
La propia salida de gas puede estar rodeada por una rejilla o pantalla de malla giratoria, de modo que cualquier líquido que se acerque a la salida golpee la rejilla, se acelere y se expulse de la salida.
El vapor viaja a través de la salida de gas a una velocidad de diseño que minimiza el arrastre de cualquier gota de líquido en el vapor cuando sale del recipiente.
Un rompedor de vórtices en la salida de líquido evita que se formen vórtices y que el vapor sea atraído hacia la salida de líquido. [5]
Monitoreo del nivel de líquido
El separador solo es efectivo mientras haya un espacio de vapor dentro de la cámara. El separador puede fallar si la entrada de mezcla se abruma con el material de suministro o el drenaje de líquido no puede manejar el volumen de líquido que se está recolectando. Por lo tanto, el separador puede combinarse con algún otro mecanismo de detección de nivel de líquido, como una mirilla o un sensor de flotador . De esta manera, tanto el flujo de suministro como el de drenaje se pueden regular para evitar que el separador se sobrecargue. (Agastya, Bayu)
Aplicaciones
Los separadores verticales se utilizan generalmente cuando la relación gas-líquido es alta o los volúmenes de gas son bajos. Los separadores horizontales se utilizan cuando se trata de grandes volúmenes de líquido. [5]
Un separador vapor-líquido puede funcionar como un separador trifásico, con dos fases líquidas inmiscibles de diferentes densidades. Por ejemplo, gas natural (vapor), agua y aceite / condensado. Los dos líquidos se depositan en el fondo del recipiente con aceite flotando en el agua. Se proporcionan salidas de líquido separadas. [5]
La alimentación a un separador de vapor-líquido también puede ser un líquido que está siendo parcialmente o totalmente brilló en un vapor y líquido a medida que entra en el separador.
Un colector de babosas es un tipo de separador de vapor-líquido que puede recibir una gran entrada de líquido en momentos aleatorios. Por lo general, se encuentra al final de los gasoductos donde el condensado puede estar presente en forma de trozos de líquido. Por lo general, es un recipiente horizontal o una serie de tuberías de gran diámetro. [5]
La capacidad de líquido de un separador generalmente se define por el tiempo de residencia del líquido en el recipiente. Algunos tiempos de residencia típicos son los que se muestran. [5]
Solicitud | Tiempo de residencia, minutos |
---|---|
Gas natural - separación de condensados | 2-4 |
Tanque de alimentación del fraccionador | 10 - 15 |
Tambor de reflujo | 5 - 10 |
Sumidero fraccionador | 2 |
Tanque flash de amina | 5 - 10 |
Tanque de compensación de refrigeración | 5 |
Tanque de compensación de medio de calentamiento | 5 - 10 |
Donde se utilizan separadores de vapor-líquido
Los separadores de vapor-líquido se utilizan ampliamente en una gran cantidad de industrias y aplicaciones, tales como:
- Refinerías de petroleo
- Plataformas costa afuera
- Plantas de procesamiento de gas natural (LGN)
- Plantas químicas y petroquímicas
- Sistemas de refrigeracion
- Aire acondicionado
- Sistemas compresores
- Gasoductos
- Tambores flash de condensado de vapor
- Plantas de energía geotérmica
- Centrales eléctricas de ciclo combinado
- Pilas de bengalas
- Extracción de vapores del suelo
- Fábricas de papel
- bombas de anillo líquido
Prevención de daños en la bomba
En los sistemas de refrigeración, es común que el sistema contenga una mezcla de líquido y gas, pero que el compresor mecánico de gas sea intolerante al líquido.
Algunos tipos de compresores , como el compresor scroll, utilizan un volumen de compresión que se reduce continuamente. Una vez que el líquido llena completamente este volumen, la bomba puede detenerse y sobrecargarse, o la cámara de la bomba puede deformarse o dañarse de otra manera por el líquido que no puede caber en un espacio más pequeño.
Ver también
- Evaporación instantánea
- Refrigeración por compresión de vapor
- Ecuación de Souders-Brown (para dimensionar separadores de vapor-líquido)
- Tambor de vapor
Referencias
- ^ William D. Baasel (1990). Diseño de Planta de Ingeniería Química Preliminar (2ª ed.). Van Nostrand Reinhold. ISBN 0-442-23440-6. OCLC 18907139 .
- ^ David HF Liu (1997). Manual de ingenieros ambientales (2ª ed.). Prensa CRC . ISBN 0-8493-9971-8. OCLC 35886123 .
- ^ Stanley S. Grossel (junio de 2004). "Diseño y dimensionamiento de bidones / tanques extractores para sistemas de socorro de emergencia". Progreso de planta / operaciones . 5 (3): 129-135. doi : 10.1002 / prsb.720050304 . ISSN 0278-4513 .
- ^ Stanley M. Walas (1988). Equipos de Procesos Químicos: Selección y Diseño . Butterworth-Heinemann. ISBN 0-409-90131-8. OCLC 16714037 .
- ^ a b c d e f g h Asociación de Proveedores de Procesadores de Gas (2004). "Capítulo 7 - Equipo de separación". Libro de datos de ingeniería (duodécima ed.). Tulsa Oklahoma: GPSA.
enlaces externos
- Caracterización experimental de depuradores de gas natural de alta presión por Trond Austrheim (preimpresiones de artículos basados en tesis de doctorado en la Universidad de Bergen , Noruega , 2006)
- Tutorial de Flash Steam Los beneficios de recuperar Flash Steam , cómo se hace y aplicaciones típicas.
- Calculadora rápida para el tamaño del tambor perforado horizontal Basado en el tiempo mínimo requerido para que se separen las gotas de líquido de un tamaño mínimo dado.
- Criterios de diseño para separadores de vapor / líquido
- Explicación detallada de los separadores de vapor-líquido de alto rendimiento (depuradores)
- Diseño y proceso de fabricación de separadores de vapor líquido