一种立式级联涡流管脱水脱烃系统技术方案

本发明专利技术公开一种立式级联涡流管脱水脱烃系统，主要包括缓冲罐、引射器、对流换热器、立式级联涡流分离器和空气换热器等。立式级联涡流分离器由顺流和逆流涡流管组成，二者通过双开口的旋流发生器相对连接。本发明专利技术通过旋流发生器同时实现冷凝和分离两大功能，采用引射器对进行引射循环处理，从而大幅提升湿气脱液效果。与现有技术相比，本发明专利技术简单可靠，在脱除过程中充分利用冷能与压能，无需制冷剂，环境友好，可广泛应用于天然气、页岩气、液化石油气等燃料的脱水脱烃领域。燃料的脱水脱烃领域。燃料的脱水脱烃领域。

【技术实现步骤摘要】
一种立式级联涡流管脱水脱烃系统


[0001]本专利技术涉及气体处理
，具体涉及一种立式级联涡流管脱水脱烃系统。

技术介绍

[0002]在气体生产、使用及运输过程中，热力学条件的改变可能导致气体中可凝组分析出。一方面，析出的液体可能形成水合物留存在管道中，导致管道冻堵，引发安全隐患；另一方面，积液区可能会溶解酸性气体提供腐蚀环境，加快设备的老化进程，因此对气体中冷凝组分的分离十分必要。
[0003]气体分离技术主要有溶剂吸收法、低温冷凝法、固体吸附法等，但分别存在化学试剂再生困难、需要额外制冷剂、工艺复杂等问题。而涡流管凝结分离相较于传统的工业脱水技术而言，具有设备简单、节能环保、经济安全等优点。涡流管的适应性较强，不仅能单独处理含湿气体，还可以在原有装置上进行升级改造，分担运转负荷。由于涡流管内部没有转动部件及化学处理系统，所以允许在苛刻的环境中应用，并且能够实现无人值守，可以解决边远地区脱水脱烃的技术经济问题。此外，涡流管的设计可大可小，能弥补其他装置无法处理小气量的不足。但传统的单级涡流管存在效率低下，脱除率低等问题，本文提出一种新型立式级联涡流管脱水脱烃系统，在保证传统涡流管优势的基础上，充分利用压能优化分离效果，并且无需额外制冷剂，为绿色环保技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服目前涡流管脱水脱烃存在的效率低下等问题，提出一种新型立式级联涡流管脱水脱烃系统。本专利技术通过两涡流管级联工作，能够充分利用压能；利用负压引射实现高湿气流循环处理，进一步提高脱除可凝组分的效果；还在管内设置了轴套，降低液滴再次蒸发的可能性。与传统的脱除技术相比，适用范围更广，能够实现更高分离效率。
[0005]本系统主要包括缓冲罐、引射器、换热器、立式级联涡流分离器和空气换热器。所述立式级联涡流分离器为本专利技术核心部件，设有分离器顶出口、分离器底出口和分离器侧出口共三个气流出口。其中分离器顶出口、分离器底出口排出的流体为涡流管内层的冷干气流，分离器顶出口、分离器底出口的气流汇集后，通过换热套管的管程入口进入换热套管换热，随后通过管程出口进入到出口管路。分离器侧出口通过管线与空气换热器入口相连，流体为涡流管内层的热湿气流，与周围空气完成热量交换后由空气换热器出口流出，空气换热器出口与引射器的负压入口相连，实现热湿气流的再处理。
[0006]所述缓冲罐入口的来流为待处理原料湿气，缓冲罐出口与引射器工作入口相连。引射器工作出口与换热器的壳程入口相连。换热器壳程出口通过管道与立式级联涡流分离器的入口相连。
[0007]所述立式级联涡流分离器主要包括顺流涡流管、逆流涡流管、涡流室、旋流发生器、捕雾网等主要部件。顺流涡流管和逆流涡流管通过旋流发生器相对连接，竖直放置且顺
流涡流管在上，逆流涡流管在下。涡流室连通顺流涡流管和逆流涡流管，位于二者之间；旋流发生器固定在涡流室内且与涡流管同轴连接，旋流发生器包括顶孔口、均气缓冲环、六孔流道和底孔口。均气缓冲环与分离器的切向入口正对连通，入口来流首先在均气缓冲环内环绕流动，再通过六孔流道加速进入旋流发生器的孔口内，且六孔流道对称分布在顶孔口和底孔口之间。顶孔口流道形状为渐缩渐扩型，与顺流涡流管连接，所述底孔口形状为渐扩型，与逆流涡流管连接。
[0008]所述立式级联涡流管顶部设有安全排空阀，顶出口上游设有捕雾网。顺流涡流管和逆流涡流管内均设有防蒸发的轴套、分液套管和储液室，所述轴套分布在旋流发生器两端，在轴套外层均设有分液套管：顺流分液套管和逆流分液套管，在分液套管外层均设有储液室：顺流储液室和逆流储液室；顺流储液室和逆流储液室通过连通管相连接，并与积液腔连通，分离的液体可通过积液腔底部的排液管排出。
[0009]上述立式级联涡流管脱水脱烃系统能够同时达到降温冷凝和旋流分离的目的，具有简单高效、安全可靠、灵活性强、环境友好等优点。本系统能够在工质的流动过程中实现多次降温，营造更易实现冷凝的热力学条件。涡流管内部的轴套能够将内部的旋流隔绝为冷、热两股气流，防止冷凝生成的液滴随着气流流动到高温区域再蒸发，从而保证了涡流管的冷凝效果。本专利技术在实现更高的冷凝分离效率，无需添加化学原料，无需额外动力装置，为绿色环保技术。
附图说明
[0010]附图1为立式级联涡流管脱水脱烃系统图；
[0011]附图2为立式级联涡流分离器结构示意图；
[0012]附图3为旋流发生器的立体图及剖面图；
[0013]附图4为立式级联涡流管脱水脱烃系统的具体实例图之一；
[0014]附图5为立式级联涡流管脱水脱烃系统的具体实例图之二。
[0015]上图中：1
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缓冲罐，1001
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缓冲罐入口，1002
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缓冲罐出口，2
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引射器，2001
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引射器工作入口，2002
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引射器工作出口，2003
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负压入口，2004
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扩散喷嘴，3
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换热器，3001
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壳程入口，3002
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壳程出口，3003
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管程入口，3004
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管程出口，4
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立式级联涡流分离器，4001
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分离器入口，4002
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分离器顶出口，4003
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分离器底出口，4004
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排液管，4005
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分离器侧出口，5
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涡流室，6
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旋流发生器，6001
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顶孔口，6002
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均气缓冲环，6003
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六孔流道，6004
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底孔口，7
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顺流涡流管，7001
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顺流分液套管，7002
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顺流储液室，7003
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顺流轴套，8
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捕雾网，9
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逆流涡流管，9001
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逆流分液套管，9002
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逆流储液室，9003
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逆流轴套，10
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积液腔，11
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密封垫圈，12
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连通管，13
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空气换热器，1301
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换热器入口，1302
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换热器出口，14
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出口管路。说明：“BV”表示控制球阀，“SV”表示安全阀，数值表示控制球阀的编号。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0017]图1为一种新型级联双涡流管超音速冷凝脱水脱烃系统，主要包括缓冲罐1、引射器2、换热器3、立式级联涡流分离器4和空气换热器13。所述引射器2、换热器3和立式级联涡流分离器4能有效地利用来流原料的压能，实现分级循环制冷，降低在脱水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种立式级联涡流管脱水脱烃系统，其特征在于：主要包括缓冲罐(1)、引射器(2)、换热器(3)、立式级联涡流分离器(4)和空气换热器(13)；所述立式级联涡流分离器(4)设有一个气流入口和三个气流出口，气流出口分别为分离器顶出口(4002)、分离器底出口(4003)和分离器侧出口(4005)；分离器顶出口(4002)、分离器底出口(4003)排出的气流汇集后，通过管程入口(3003)进入换热器(3)进行换热，随后通过管程出口(3004)流入到出口管路(14)；分离器侧出口(4005)通过管线与空气换热器入口(1301)相连，与周围空气完成热量交换后由空气换热器出口(1302)流出，空气换热器出口(1302)与引射器的负压入口(2003)相连，实现热湿气流的再处理；所述缓冲罐入口(1001)来流为待处理原料湿气，缓冲罐出口(1002)与引射器工作入口(2001)相连，引射器工作出口(2002)与换热器的壳程入口(3001)相连，换热器壳程出口(3002)通过管道与分离器入口(4001)相连。2.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁法春，王佳鑫，杨婷，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：