آریل صنعت سپاهان

جداکننده‌های چند‌فازی

---

از جداکننده‌های چند فازی برای جدایش فازهای غیرقابل امتزاج (نفت، گاز و آب) از مخلوط‌های چند فازی استفاده می شود که یکی از فرایندهای مهم عملیاتی در صنایع مختلف به شمار میرود یکی از تجهیزات مهم برای جدایش این فازها، جداکننده‌های چند فازی گرانشی بوده که به صورت افقی و عمودی در صنایع موجود هستند.

اصول جداسازی در جداکننده های چندفازی

سه عامل اصلی که برای جداسازی فیزیکی گاز و مایع و یا جامد در جداکننده های چندفازی بکار برده می شود عبارتند از نیروی مومنتم، جاذبه ته نشینی (گرانش) و نیروی بهم آمیختگی یا انعقاد.

هر جداکننده ممکن است از یک یا تعداد بیشتری از این عوامل استفاده کند، اما فازهای سیال باید غیرقابل امتزاج و دانسیته های مختلفی را دارا باشند تا جداسازی اتفاق بیفتد.

انواع جداکننده‌های چندفازی

• جداکننده‌های فیلتری : Filter Seprators

این نوع از جدا کننده‌های چندفازی معمولاً دو قسمت دارند. قسمت اول شامل عناصر‌ صافی- منعقد کننده می‌باشد. جریان گاز درون این عناصر جریان می‌یابد. ذرات مایع زمانی که با هم مخلوط می‌شوند تبدیل به قطرات بزرگتر می‌شوند و وقتی به اندازه و سایز کافی رسیدند جریان گاز آنها را از المانهای صافی به درون هسته های مرکزی می‌برد. ذرات سپس به درون بخش ثانویه ظرف (شامل یک نوع پره و یک نم گیر سیمی) حمل می‌شوند, در این قسمت ذرات بزرگتر جدا می‌شوند.

در قسمت پایین یک بشکه یا مخزن قرار دارد که برای ذخیره‌ی امواج مایع یا ذخیره مایع جدا شده استفاده می‌شود.

• تانک فلش : Flash tank

این نوع از جداکننده‌های چندفازی شامل یک مخزن است که برای جدا کردن گاز بیرون که از مایعی که به علت افت فشار از یک فشار بالا به فشار پایین ناگهان تبخیر شده است خارج شده است به کار برده می‌شود.

• Line Drip

این نوع از جداکننده‌های چندفازی بطور کلی در خطوط لوله ای که نسبت گاز به مایع در آنها خیلی زیاد باشد, استفاده می شود. و فقط برای جدا کردن مایع آزاد از بخار گاز استفاده می شود و جدا کردن تمام مایع ضروری نیست. این وسیله فضایی را برای جداسازی و تجمع مایعات آزاد ایجاد می کند.

• جداکننده های مایع- مایع: Liquid- Liquid seprator

دو فاز غیرقابل استخراج مایع می توانند با استفاده از نیروهای همانند نیروهای جداسازی گاز- مایع از یکدیگر جدا شوند. جداکننده های چندفازی مایع- مایع بطور پدیده ای شبیه جداکننده های گاز- مایع هستند به استثنای اینکه آنها برای سرعتهای خیلی کمتری باید طراحی شوند. چون اختلاف دانسیته دو مایع از مایع و گاز کمتر است بنابراین جداسازی مشکل‌تر است.

• Scrubber or Konckout

این نوع از جداکننده‌های چندفازی از یک مخزن یا ظرف برای جریان‌هایی با حجم بالای گاز به مایع طراحی شده است. بطور کلی مایع بصورت ذرات ریز در گاز یا بصورت آزاد در طول دیواره لوله می ‎باشد. این ظروف معمولاً بخش جمع کننده مایع کوچکتری دارند. اصطلاحات اغلب به جا یکدیگر استفاده می شوند.

• جداکننده: Seprator

این نوع از جدا کننده‌های چندفازی از یک ظرف برای جدا کردن جریان فازی مخلوط به فازهای کاملاً جدا از هم مایع و گاز بکار می رود.

اصطلاحات و عبارات دیگری که به کار برده می‌شوند عبارتند از: اسکرابر,‌ ناک اوت, Linedrips و دکنتور.

• لخته گیر: Slug catcher

طراحی یک جداکننده چندفازی ویژه که قادر به جذب مقدار زیادی از جریانی با حجم زیاد مایع و در فواصل نامنظم می ‎باشد. معمولاً در سیستم های جمع کننده گاز یا دیگر سیستم های خطوط لوله دو فازی بکار می رود. یک لخته گیر ممکن است یک ظرف بزرگ تک فازی و یا سیستم متعددی از چند لوله باشد.

• جداکننده های سه فازی: Three phase seprator

این نوع از جداکننده های چند فازی از یک ظرف که برای جدا کردن گاز و دو مایع امتزاج ناپذیر با دانسیته های متفاوت بکار می رود

(گاز, آب , نفت)

عملکرد سپراتور (جداکننده)

عملکرد سپراتورها در جداکننده های چندفازی بر اساس قوانین ساده فیزیکی و نیرو های گریز از مرکز، اینرسی و گرانش استوار میباشد. گاز ورودی به سپراتور ترکیبی است از گاز با جرم حجمی پایین و قطرات مایع با ذرات جامد با جرم حجمی  بالا می باشد . در جداکننده های چندفازی این ترکیب ضمن حرکت از فضایی که بین وین ها قرار دارد، چندین بار تغییر جهت می‌دهد که با توجه به جرم حجمی پایین، گازها به راحتی از این مسیر پر پیچ و خم عبور می‌کنند اما در هر بار تغییر جهت، نیروی گریز از مرکز به ذرات درون گاز  وارد شده و باعث پرتاب ذرات به سمت دیوار وین می گردد. این سپراتورها بدون محدودیت نسبت به مقدار دبی ، با حداقل افت فشار ممکن، ذرات جامد و قطرات مایع را در حدود کمتر از ۱۰ ميکرون را از جریان گاز، جدا می‌نمایند.