JPH042287B2 - - Google Patents
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- JPH042287B2 JPH042287B2 JP58016857A JP1685783A JPH042287B2 JP H042287 B2 JPH042287 B2 JP H042287B2 JP 58016857 A JP58016857 A JP 58016857A JP 1685783 A JP1685783 A JP 1685783A JP H042287 B2 JPH042287 B2 JP H042287B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separation device
- separation
- fractions
- liquids
- gases
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
- B01D45/16—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by the winding course of the gas stream, the centrifugal forces being generated solely or partly by mechanical means, e.g. fixed swirl vanes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/24—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by centrifugal force
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D59/00—Separation of different isotopes of the same chemical element
- B01D59/10—Separation by diffusion
- B01D59/18—Separation by diffusion by separation jets
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Cyclones (AREA)
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、気体中の固体または液体の分離、
液体中の固体の分離および密度の異なる液体また
は気体の分離の方法に関する。
液体中の固体の分離および密度の異なる液体また
は気体の分離の方法に関する。
遠心加速を利用したサイクロンや遠心機内での
気体と液体の混合物の分離については公知であ
る。さらに、湾曲したスロツト内で行なう分離ノ
ズル法は、同位体の分離特にウラン濃縮法として
知られている。しかし、この方法には欠点があ
る。すなわち、この方法において使用される２つ
のスロツト端部に横方向の流れを生じるという欠
点がある。このため、支障をきたし、しかも比較
的大きいエネルギーを必要とする。
気体と液体の混合物の分離については公知であ
る。さらに、湾曲したスロツト内で行なう分離ノ
ズル法は、同位体の分離特にウラン濃縮法として
知られている。しかし、この方法には欠点があ
る。すなわち、この方法において使用される２つ
のスロツト端部に横方向の流れを生じるという欠
点がある。このため、支障をきたし、しかも比較
的大きいエネルギーを必要とする。
この発明の目的は、気体中の固体や液体粒子の
分離、液体中の固体の分離および密度の異なる液
体相互または気体相互の分離を、簡単な手段を用
いて完全に行なうための方法および装置に関す
る。
分離、液体中の固体の分離および密度の異なる液
体相互または気体相互の分離を、簡単な手段を用
いて完全に行なうための方法および装置に関す
る。
この発明の方法および装置の特徴は、環状ノズ
ルの配列を半径方向に対称にしたので支障の原因
となるスロツト端部がないことである。この発明
において使用されるベンチユリノズルすなわちチ
ユーブのインレツト内部は湾曲させてあるので、
発生する乱流現象は少なく、そのため分離能が向
上すると共にエネルギー損失も少ない。
ルの配列を半径方向に対称にしたので支障の原因
となるスロツト端部がないことである。この発明
において使用されるベンチユリノズルすなわちチ
ユーブのインレツト内部は湾曲させてあるので、
発生する乱流現象は少なく、そのため分離能が向
上すると共にエネルギー損失も少ない。
実施の態様を変更することによつて、さらに性
能を向上させることも可能である。最適な流れを
起すデイフユーザ内において、非常に高い効率で
圧縮エネルギーが再生されるので、分離のために
使用される総消費エネルギーは少なくて済む。液
体の注入が可能であるため、分離が容易に行なわ
れると共に、ノズルの摩耗が著しく減少する。さ
らに、注入される液体は冷却機能を有する。
能を向上させることも可能である。最適な流れを
起すデイフユーザ内において、非常に高い効率で
圧縮エネルギーが再生されるので、分離のために
使用される総消費エネルギーは少なくて済む。液
体の注入が可能であるため、分離が容易に行なわ
れると共に、ノズルの摩耗が著しく減少する。さ
らに、注入される液体は冷却機能を有する。
さらに、この発明の方法および装置は、各種の
分離工程において使用できるという特徴がある。
すなわち、高温ガス中の微細な塵を除去する操作
に適用することも可能である。このような操作
は、高純度のガスを必要とするガスタービン内の
ガスを浄化する場合等に必要である。この発明の
方法は、ガスを冷却してから浄化する必要がない
のでエネルギー損失を生じない。この発明の方法
は、高エネルギー消費型の分離ノズル法に代え
て、同位体分離特にウラン濃縮にも適用できる。
この発明の方法は熱分解ガス中の水分の分離にも
適用できるので、熱分解における重大な欠点を解
消できる。すなわち、ガス中に混入した水を除去
できる。また煙道ガス中の二酸化イオウの除去、
混合ガス中のガス成分の選択的浄化、水中油分の
分離および下水中の沈澱物の分離も可能であり、
液体の注入によつてコンパクトガスを液滴に伴う
ことなく冷却することができる。
分離工程において使用できるという特徴がある。
すなわち、高温ガス中の微細な塵を除去する操作
に適用することも可能である。このような操作
は、高純度のガスを必要とするガスタービン内の
ガスを浄化する場合等に必要である。この発明の
方法は、ガスを冷却してから浄化する必要がない
のでエネルギー損失を生じない。この発明の方法
は、高エネルギー消費型の分離ノズル法に代え
て、同位体分離特にウラン濃縮にも適用できる。
この発明の方法は熱分解ガス中の水分の分離にも
適用できるので、熱分解における重大な欠点を解
消できる。すなわち、ガス中に混入した水を除去
できる。また煙道ガス中の二酸化イオウの除去、
混合ガス中のガス成分の選択的浄化、水中油分の
分離および下水中の沈澱物の分離も可能であり、
液体の注入によつてコンパクトガスを液滴に伴う
ことなく冷却することができる。
次にこの発明の一実施例を図面に従つて説明す
る。第１図に示した部分図において、１０１は軸
に対して対称なノズル供給用のインレツトであつ
て、このインレツト１０１は環状のノズル１００
内に通される。重質フラクシヨン用のデイフユー
ザ１０４と、軽質フラクシヨン用のデイフユーザ
１０５が中心軸の回りに軸対称に配設され、かつ
デイフユーザ１０５はデイフユーザ１０４の外側
に配設される。ノズル１００のスロツトはノズル
基部１０２とデイフユーザ１０５の下端の拡大部
との間に形成される。ノズル基部１０２は環状の
湾曲部１０６を有し、この湾曲部１０６の延出部
には円錐頂部が形成される。デイフユーザ１０５
の下端には湾曲部１０７が形成され、この湾曲部
１０７がノズルのスロツトの内側の湾曲端とな
り、一方、ノズル基部１０２の湾曲部１０６が外
側の湾曲端となる。円錐頂部１０３はデイフユー
ザ１０４内に突出させてある。ノズル１００の流
路の断面は外側から内側に向つて連続的に減少す
る。
る。第１図に示した部分図において、１０１は軸
に対して対称なノズル供給用のインレツトであつ
て、このインレツト１０１は環状のノズル１００
内に通される。重質フラクシヨン用のデイフユー
ザ１０４と、軽質フラクシヨン用のデイフユーザ
１０５が中心軸の回りに軸対称に配設され、かつ
デイフユーザ１０５はデイフユーザ１０４の外側
に配設される。ノズル１００のスロツトはノズル
基部１０２とデイフユーザ１０５の下端の拡大部
との間に形成される。ノズル基部１０２は環状の
湾曲部１０６を有し、この湾曲部１０６の延出部
には円錐頂部が形成される。デイフユーザ１０５
の下端には湾曲部１０７が形成され、この湾曲部
１０７がノズルのスロツトの内側の湾曲端とな
り、一方、ノズル基部１０２の湾曲部１０６が外
側の湾曲端となる。円錐頂部１０３はデイフユー
ザ１０４内に突出させてある。ノズル１００の流
路の断面は外側から内側に向つて連続的に減少す
る。
第１図の分離装置は次のような手順で操作され
る。塵を含んだ気体は、エーロゾル、混合気体あ
るいは混合液体はインレツト１０１からノズル１
００内に通され、ここで、高速で180°の方向転換
が行なわれる。ノズル１００内においては外側か
ら内側に向つて流れを生じる。それは、基本流域
内において半径方向に最大の加速が得られるから
である。半径方向に最大の加速が得られる範囲内
においては、ノズル１００の流路の断面積は最小
となる。高速が得られた結果、異なるフラクシヨ
ンが分離される。混合物の分離が最も効率よく行
なわれる範囲内では、デイフユーザ１０４の下端
において重さの異なる各種のフラクシヨンが分離
される。軽質のフラクシヨンはテイフユーザ１０
５を通り、重質のフラクシヨンはデイフユーザ１
０４によつて次へ搬送される。各デイフユーザの
形状は流れの抵抗を低く押え得るような形状に形
成される。円錐頂部１０３はデイフユーザ１０４
内に突出しており、重質のフラクシヨンの拡散時
に乱流を生じにくくしている。各クラクシヨンは
デイフユーザ１０４，１０５内で膨張するので、
先に使用された圧縮エネルギーが再生されること
になる。
る。塵を含んだ気体は、エーロゾル、混合気体あ
るいは混合液体はインレツト１０１からノズル１
００内に通され、ここで、高速で180°の方向転換
が行なわれる。ノズル１００内においては外側か
ら内側に向つて流れを生じる。それは、基本流域
内において半径方向に最大の加速が得られるから
である。半径方向に最大の加速が得られる範囲内
においては、ノズル１００の流路の断面積は最小
となる。高速が得られた結果、異なるフラクシヨ
ンが分離される。混合物の分離が最も効率よく行
なわれる範囲内では、デイフユーザ１０４の下端
において重さの異なる各種のフラクシヨンが分離
される。軽質のフラクシヨンはテイフユーザ１０
５を通り、重質のフラクシヨンはデイフユーザ１
０４によつて次へ搬送される。各デイフユーザの
形状は流れの抵抗を低く押え得るような形状に形
成される。円錐頂部１０３はデイフユーザ１０４
内に突出しており、重質のフラクシヨンの拡散時
に乱流を生じにくくしている。各クラクシヨンは
デイフユーザ１０４，１０５内で膨張するので、
先に使用された圧縮エネルギーが再生されること
になる。
第１図に示した実施例と異なる点はデイフユー
ザ２０４，２０５が相互に同一の方向の流れ内に
配設されるのではなく対向する流れ内に配設され
ている点である。デイフユーザ２０４はこの実施
例においては底部に向つて配設されている。偏向
部２０３は、円錐頂部１０３に代わる部材であ
り、重質フラクシヨンを案内する部材である。こ
の偏向部２０３において、各種の密度のフラクシ
ヨンが分離される。重質のフラクシヨンはバイパ
ス２０７を介してノズルへ戻すことができる。操
作方法は前記の通りである。
ザ２０４，２０５が相互に同一の方向の流れ内に
配設されるのではなく対向する流れ内に配設され
ている点である。デイフユーザ２０４はこの実施
例においては底部に向つて配設されている。偏向
部２０３は、円錐頂部１０３に代わる部材であ
り、重質フラクシヨンを案内する部材である。こ
の偏向部２０３において、各種の密度のフラクシ
ヨンが分離される。重質のフラクシヨンはバイパ
ス２０７を介してノズルへ戻すことができる。操
作方法は前記の通りである。
各種フラクシヨンの分離能を向上させるために
ノズル基部２０２とデイフユーザ２０５との間に
電界をかけることも可能である。ここで、デイフ
ユーザ１０５は湾曲部２０６を有すると共にスロ
ツトの内側の湾曲端として作用する。
ノズル基部２０２とデイフユーザ２０５との間に
電界をかけることも可能である。ここで、デイフ
ユーザ１０５は湾曲部２０６を有すると共にスロ
ツトの内側の湾曲端として作用する。
混合気体を分離する場合には、インレツト２０
１内へ液体を注入して、気体中の固体を分離し易
すくしてもよい。さらに、注入した液体はノズル
の洗浄、冷却および減摩作用があるので、ノズル
の耐用期間が著しく向上する。この液体はその後
第２図の重質フラクシヨンと分離され得る。
１内へ液体を注入して、気体中の固体を分離し易
すくしてもよい。さらに、注入した液体はノズル
の洗浄、冷却および減摩作用があるので、ノズル
の耐用期間が著しく向上する。この液体はその後
第２図の重質フラクシヨンと分離され得る。
第３図はこの発明の分離装置をサイクロン３０
２内に組み入れた場合の図である。この配置は最
も好ましい組み合せである。その理由はサイクロ
ン３０２内の粗大な成分とノズル３０１内の微細
な成分を分離できるからである。その操作手順は
前記の通りである。このような配列にするとさら
に別の利点がある。すなわち、この発明の分離装
置を取り付けることによつて現在のサイクロンを
改良することができる点である。
２内に組み入れた場合の図である。この配置は最
も好ましい組み合せである。その理由はサイクロ
ン３０２内の粗大な成分とノズル３０１内の微細
な成分を分離できるからである。その操作手順は
前記の通りである。このような配列にするとさら
に別の利点がある。すなわち、この発明の分離装
置を取り付けることによつて現在のサイクロンを
改良することができる点である。
第４図の装置４００は円錐形の復熱装置４０１
とこの発明のノズルとを組み合せたものである。
この実施例において、高温の煙道ガスはインレツ
ト４０２内に入り、復熱装置の円錐壁にそつて半
径方向に対称に別れて外側へ流れる。粗大な成分
は偏向部４０３によつて分離され得る。浄化され
た気体は円錐面にそつて半径方向に対称に再び内
側へ流れる。この場合、流路が狭くなつているの
で流速は増大し、流れの方向は180°転換してい
る。塵を含んだフラクシヨンは分離部４０５にお
いてさらに分離され、デイフユーザ４０６を経て
別の分離装置に供給され、その後バイパスを経て
戻される。第１の分離操作が終了したら、気体は
外側に導びかれ円錐形の熱交換器４０７に導入さ
れ、次いで再び内側に戻され、第１図のノズル１
００内で完全に浄化される。
とこの発明のノズルとを組み合せたものである。
この実施例において、高温の煙道ガスはインレツ
ト４０２内に入り、復熱装置の円錐壁にそつて半
径方向に対称に別れて外側へ流れる。粗大な成分
は偏向部４０３によつて分離され得る。浄化され
た気体は円錐面にそつて半径方向に対称に再び内
側へ流れる。この場合、流路が狭くなつているの
で流速は増大し、流れの方向は180°転換してい
る。塵を含んだフラクシヨンは分離部４０５にお
いてさらに分離され、デイフユーザ４０６を経て
別の分離装置に供給され、その後バイパスを経て
戻される。第１の分離操作が終了したら、気体は
外側に導びかれ円錐形の熱交換器４０７に導入さ
れ、次いで再び内側に戻され、第１図のノズル１
００内で完全に浄化される。
熱交換器４０７は必ずしも円錐形にする必要は
ない。平板を平行に配設した平らな熱交換器を使
用して、この熱交換器の回りにおいて内側から外
側への流れおよび外側から内側への流れを生じさ
せて、内部での流れの方向を半径方向に高速で転
換することによつて分離を行なうことも可能であ
る。しかし、高温の気体の場合、平板を平らに配
設した構造にすると構造上の歪みを生じやすいが
円錐形に配設すれば、熱による応力によつて構造
に変化を生じることはなく、円錐角が変化するだ
けである。
ない。平板を平行に配設した平らな熱交換器を使
用して、この熱交換器の回りにおいて内側から外
側への流れおよび外側から内側への流れを生じさ
せて、内部での流れの方向を半径方向に高速で転
換することによつて分離を行なうことも可能であ
る。しかし、高温の気体の場合、平板を平らに配
設した構造にすると構造上の歪みを生じやすいが
円錐形に配設すれば、熱による応力によつて構造
に変化を生じることはなく、円錐角が変化するだ
けである。
第１図はデイフユーザを同一方向の流れ内に配
設した場合のこの発明の分離装置の断面図、第２
図はデイフユーザを対向する流れ内に配設した場
合のこの発明の分離装置の断面図、第３図はこの
発明の分離装置を配設したサイクロンの断面図、
第４図はこの発明の分離装置を配設した復熱装置
の断面図である。 １００……ノズル、１０１……インレツト、１
０３……円錐頂部、１０４，１０５……デイフユ
ーザ、２０３……偏向部。
設した場合のこの発明の分離装置の断面図、第２
図はデイフユーザを対向する流れ内に配設した場
合のこの発明の分離装置の断面図、第３図はこの
発明の分離装置を配設したサイクロンの断面図、
第４図はこの発明の分離装置を配設した復熱装置
の断面図である。 １００……ノズル、１０１……インレツト、１
０３……円錐頂部、１０４，１０５……デイフユ
ーザ、２０３……偏向部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 気体中の固体や液体、液体中の固体、密度の
異なる気体相互および密度の異なる液体相互の分
離装置であつて、流体すなわち気体および／また
は液体が環状のノズルのスロツトを通じて外側か
ら内側に向けて半径方向に対称に流れて遠心加速
された状態でスロツト内へ供給されるとともに環
状の通路内で180°方向転換され、これによつて
種々の密度のフラクシヨンへの分離が可能となる
ように設定され、かつ、前記環状の通路の湾曲部
の流路断面がフラクシヨン分離域に向かつて連続
的に減少され、環状の通路内全域において流体の
加速度が均一にされるとともに半径方向の最大加
速域においてフラクシヨンが分離されるように設
定されている分離装置。 ２ 分離されたフラクシヨンを通すために少なく
とも２つのデイフユーザ１０４，１０５を配設し
た特許請求の範囲第１項記載の分離装置。 ３ 前記デイフユーザ１０４，１０５が全て同一
方向の流れ内に配設されている特許請求の範囲第
２項記載の分離装置。 ４ 円錐頂部１０３が重質フラクシヨン用に内側
に配設されたデイフユーザ１０４内に軸に沿つて
突出させてある特許請求の範囲第２項記載の分離
装置。 ５ デイフユーザ２０４，２０５が対向方向に配
設され、かつ重質フラクシヨンを方向転換させる
と同時に分離装置として作用する偏向部２０３が
配設される特許請求の範囲第２項記載の分離装
置。 ６ 分離されたフラクシヨンを膨張させ得るよう
にデイフユーザ１０４，１０５，２０４，２０５
を構成して、圧縮エネルギーの再生を可能にした
特許請求の範囲第１項ないし第５項記載のいずれ
か１項記載の分離装置。 ７ 復熱装置と組み合せ可能に形成した特許請求
の範囲第１項ないし第６項記載のいずれか１項記
載の分離装置。 ８ サイクロンと組み合せ可能に形成した特許請
求の範囲第１項ないし第６項記載のいずれか１項
記載の分離装置。 ９ 湾曲した境界面間に電界をかけてフラクシヨ
ンの分離能を向上させた特許請求の範囲第１項な
いし第８項記載のいずれか１項記載の分離装置。 １０ 重質フラクシヨンが分離された混合気体内
に液体を注入するための注入装置がノズル供給部
材に設けられている特許請求の範囲第１項ないし
第９項記載のいずれか１項記載の分離装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3203842.9 | 1982-02-01 | ||
| DE19823203842 DE3203842A1 (de) | 1982-02-01 | 1982-02-01 | Verfahren und vorrichtung zur abtrennung von festen und/oder fluessigen partikeln aus gasen bzw. von feststoffen aus fluessigkeiten sowie zur trennung von gasen bzw. fluessigkeiten unterschiedlicher dichte |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58146416A JPS58146416A (ja) | 1983-09-01 |
| JPH042287B2 true JPH042287B2 (ja) | 1992-01-17 |
Family
ID=6154813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58016857A Granted JPS58146416A (ja) | 1982-02-01 | 1983-02-01 | 分離装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4541845A (ja) |
| EP (1) | EP0086736B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58146416A (ja) |
| AT (1) | ATE24418T1 (ja) |
| DE (1) | DE3203842A1 (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3330533C1 (de) * | 1983-08-24 | 1985-01-31 | Dieter Prof. Dr.-Ing. 7500 Karlsruhe Wurz | Tropfenabscheider zum Abscheiden von Tropfen aus einer Gasströmung |
| DE3344070C2 (de) * | 1983-12-06 | 1987-01-15 | Krupp Polysius Ag, 4720 Beckum | Wärmetauscher für einen feinkörnigen Feststoff |
| US4911738A (en) * | 1989-03-21 | 1990-03-27 | The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration | Zero-g phase detector and separator |
| US5246575A (en) * | 1990-05-11 | 1993-09-21 | Mobil Oil Corporation | Material extraction nozzle coupled with distillation tower and vapors separator |
| US5106514A (en) * | 1990-05-11 | 1992-04-21 | Mobil Oil Corporation | Material extraction nozzle |
| DE4030143A1 (de) * | 1990-09-24 | 1992-03-26 | Dekon Ges Fuer Die Dekontamini | Anlage und verfahren zur abtrennung von feinanteilen, insbesondere in form von schadstoffen, aus fluessigen und/oder festen medien |
| US5948145A (en) * | 1998-01-23 | 1999-09-07 | Welch; Tommy D. | Gas purification process |
| GC0000091A (en) | 1998-12-31 | 2004-06-30 | Shell Int Research | Method for removing condensables from a natural gas stream. |
| US6280502B1 (en) | 1998-12-31 | 2001-08-28 | Shell Oil Company | Removing solids from a fluid |
| AU755360B2 (en) | 1998-12-31 | 2002-12-12 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method for removing condensables from a natural gas stream, at a wellhead, downstream of the wellhead choke |
| US6524368B2 (en) | 1998-12-31 | 2003-02-25 | Shell Oil Company | Supersonic separator apparatus and method |
| DE10149316A1 (de) * | 2001-10-05 | 2003-04-17 | Univ Albert Ludwigs Freiburg | Mikrokrümmer für die Trennung von Suspensionen |
| US7318849B2 (en) * | 2002-04-29 | 2008-01-15 | Shell Oil Company | Cyclonic fluid separator equipped with adjustable vortex finder position |
| ATE367195T1 (de) * | 2002-04-29 | 2007-08-15 | Shell Int Research | Überschallfluidtrennung verbessert durch einspritzung |
| WO2004020074A1 (en) * | 2002-09-02 | 2004-03-11 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Cyclonic fluid separator |
| WO2010008407A1 (en) * | 2008-07-14 | 2010-01-21 | Tenoroc Llc | Aerodynamic separation nozzle |
| US20100300564A1 (en) * | 2009-06-02 | 2010-12-02 | Ward David P | Ammonia application system including an ammonia dividing manifold with vapor stripper venturi |
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