湿气再循环超音速气体净化分离装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是一种湿气再循环超音速气体净化分离装置，用于湿气循环脱水除液净化分离。本装置包括拉伐尔喷管、再循环口、再循环分离腔、直管段和扩压管。拉伐尔喷管渐缩段左端为湿气入口，右端通过拉伐尔喷管渐扩段与直管段中的内壳体相连接，在直管段内壳体内设置有旋流器，旋流器右端为旋流器固定套筒。旋流器固定套筒内部中空，右端和扩压管内壳体左端之间形成一个环形槽道。直管段和扩压管之间形成了一个再循环分离腔，在直管段内壳体的壁面上开有再循环口，有效地将残存在循环气体中的液滴循环旋分出来。本实用新型专利技术装置实现湿气循环净化分离，从而提高分离效率和环保效益，同时具有无化学污染，节能环保，结构紧凑，较高的循环利用价值。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种湿气再循环超音速气体净化分离装置，属于热工节能净化装置，主要应用于湿气循环脱水除液净化分离领域。
技术介绍
从油、气井流出的天然气，一般都含有H^、水、重组分碳氢化合物等物质。在集输 过程中，一个相对较高的温度(接近或高于2(TC)下，水份很容易同分子较小的烃类物质结 合形成水合物，或者在更低的温度条件下形成液态水滴或固态的冰，致使管线、阀门及各种 仪表堵塞，流通面积减小，管道压力降增大。此外，液态水容易溶解C02、 H2S等酸性气体，形 成具有腐蚀性的酸液，引起管线和设备的腐蚀。所以，在天然气进入输送管道系统前，必须 除去其中的水分、重组分碳氢化合物等物质。只有将天然气中的水汽含量控制在合适的范 围内，才能保证气体输送或冷凝分离法轻烃回收工艺的实施。 天然气脱水的方法有吸收法、吸附法和冷却法等。 吸收法吸收法脱水是采用一种亲水液体与天然气逆流接触，通过液体对水分的 吸收作用来脱除天然气中水分的方法。常用的吸收剂是三甘醇。其原理是根据天然气和水 在三甘醇中的溶解度不同，利用三甘醇吸收天然气的水分，使湿天然气脱出水汽，达到干燥 天然气的目的。其缺点主要为三甘醇损耗量较大；部件出现腐蚀现象，三甘醇受污染或分 解后具有腐蚀性；设施庞大，占地面积大，其维护、操作运行费用同样也会增大成本的总额。 吸附法吸附法脱水是指采用固体吸附剂脱除天然气所含水分的方法。目前常用 的天然气脱水干燥剂有活性氧化铝、硅胶和分子筛等。其缺点整体技术成熟水平不高；对 于大型的装置，设备庞大，设备投资和操作费用高。 冷却法冷却法就是采用降低温度的方法使天然气中的水凝结成液体然后进行脱 除的方法。冷却法一般适用于低压伴生气的露点控制，大多采用蒸汽压縮制冷的方法获得 低温，在脱水的同时还可以回收部分液烃。其缺点主要为天然气的温度偏低，则容易形成 天然气水合物，为了抑制水合物形成，通常需要注入乙二醇或二甘醇。由于乙二醇的加入会 形成有毒的水合物质BTEX(芳烃)，造成对环境的污染。由此可知，大多情况下，冷却法都和 其它方法联合使用。 这些常规方法有一系列的优点，如分离效果好，除湿深度大，可以达到较低的露点 温度等，所以这些常规方法在一定程度上都得到了广泛的应用。但是，这些方法也存在许多 缺点，并且对环境会造成一定程度的污染，在环境保护越来越受到关注的今天，这些常规技 术的应用必然会受到各国越来越严格的环保政策的限制，甚至严厉禁止。因此，有必要开发 一种环保型的湿气再循环超音速气体净化分离技术，以满足当前市场需求。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服上述缺陷，研制出一种节能环保、能够实现湿气再 循环分离净化分离的装置。 为了实现上述目的，本技术采取了如下技术方案。本装置包括拉伐尔喷管渐 縮段2、拉伐尔喷管渐扩段3、直管段4、再循环口 7、再循环分离腔8和扩压管15 ;所述的直 管段包括直管段内壳体5和直管段外壳体6，所述的扩压管15包括扩压管内壳体16和扩压 管外壳体17。其中拉伐尔喷管渐縮段2左端为湿气入口 1，拉伐尔喷管渐縮段2右端与拉 伐尔喷管渐扩段3左端相连接，拉伐尔喷管渐扩段3右端与直管段中的内壳体5左端相连 接，在直管段内壳体5靠近左端设置有一台阶，旋流器11通过右端的旋流器固定套筒14顶 在该台阶上，旋流器固定套筒14通过螺钉12与直管段内壳体5固定。旋流器固定套筒14 内部中空，左端与旋流器11出口相连通，右端与扩压管15中的扩压管内壳体16相连通，在 旋流器固定套筒14右端和扩压管内壳体16左端之间形成一个环形槽道23，扩压管内壳体 16右端为干气出口 18。直管段外壳体6和扩压管外壳体17通过法兰固定连接，直管段外 壳体6、扩压管外壳体17、直管段内壳体5、旋流器固定套筒14及扩压管内壳体16之间围成 了一个再循环分离腔8，再循环分离腔8的下端与液体储存室9相连通，在液体储存室9的 底部设有液体出口 10，在再循环分离腔8内的旋流器11左端的直管段内壳体5的壁面上开 有再循环口 7，再循环分离腔8和直管段内壳体内部5的空间通过再循环口 7相连通。 所述的再循环口 7在直管段内壳体5壁面沿圆周方向均匀分布，个数为2-8个。 所述的拉法尔喷管渐縮段2的轮廓线满足如下曲线方程D' 6.6<formula>formula see original document page 4</formula> 上式是以拉法尔喷管渐縮段2的轴线为x轴，以拉法尔喷管渐縮段2入口处的圆 心为坐标原点建立的方程，D为拉法尔喷管渐縮段2各段的直径(D* < D < D。) ， 为拉法 尔喷管渐縮段2的总长度，D。为湿气入口 1处直径，D*为拉伐尔喷管喉部直径。 本技术具有以下有益效果 1)本技术装置设有湿气再循环净化和分离部件，其主要为再循环口 7和再循 环分离腔8，有效地将残存在循环气体中的液滴循环旋分出来，实现湿气循环净化分离，最 终得到的是循环除去液体的干气，从而提高分离效率和环保效益，具有较高的循环利用价值。 2)本技术装置采用旋流器固定套筒14来固定旋流器ll，使旋流器11可拆 换，具有灵活性，节省了投资成本。本技术装置可以重复调换旋流器，从而达到最佳分 3)本技术装置无需要添加任何化学药物，不会产生有毒物质，无需动力设备、 既节省了能源，又保护了环境。 4)本装置采用拉伐尔喷管作为加速、降温装置，在不消耗任何机械功的同时获得 较高的气流速度和较低的温度。 5)本技术装置具有结构紧凑，占地面积小，可以实现无人操作、免维护，能够 在偏远或环境恶劣的陆地和海上平台应用。附图说明图1 :湿气再循环超音速气体净化分离装置结构示意图；图2 :本技术装置中的再循环口结构示意图；(a)本技术装置开设2个循环口结构示意图，(b)本技术装置开设4个循环口结构示意图，(c)本技术装置开设6个循环口结构示意图，(d)本技术装置开设8个循环口结构示意图；图3 :本技术装置螺旋叶片旋流器结构示意图；(a)螺旋叶片旋流器主视图，(b)螺旋叶片主视图;图4 :本技术装置异型旋流器结构示意图；(a)异型旋流器主视图，(b)异型旋流器右视图；图5 :本技术装置中的直管段结构示意图；图6 :本技术装置中的旋流器固定套筒结构示意图；图7 :本技术装置中的扩压管结构示意图；图8 :本技术装置直管段右端与扩压管左端连接处环形槽道结构示意图；图9 :利用湿气再循环超音速气体净化分离装置的气体净化处理系统图；图10 :本技术装置中拉伐尔喷管渐縮段2轮廓线示意图；图中1-湿气进口 ；2_拉伐尔喷管渐縮段；3_拉伐尔喷管渐扩段；4_直管段5-直管段内壳体；6-直管段外壳体；7-再循环口 ；8-再循环分离腔；9_液体储存室；10-液 体出口 ；11-旋流器；12-螺钉；13-定位法兰；14-旋流器固定套筒；15_扩压管；16_扩压 管内壳体；17-扩压管外壳体；18-干气出口 ；19-旋流叶片；20_旋流器外壳体；21_异型； 22-异型固定螺钉；23-环形槽道；24-冷凝器；25-气_液分离器；26-本技术装置；27-液-液分离器。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
湿气再循环超音速气体净化分离装置，其特征在于：包括拉伐尔喷管渐缩段（２）、拉伐尔喷管渐扩段（３）、直管段（４）、再循环口（７）、再循环分离腔（８）、扩压管（１５）；所述的直管段包括直管段内壳体（５）和直管段外壳体（６），所述的扩压管（１５）包括扩压管内壳体（１６）和扩压管外壳体（１７）；其中：拉伐尔喷管渐缩段（２）左端为湿气入口（１），拉伐尔喷管渐缩段（２）右端与拉伐尔喷管渐扩段（３）左端相连接，拉伐尔喷管渐扩段（３）右端与直管段中的内壳体（５）左端相连接，在直管段内壳体（５）左端设置有一台阶，旋流器（１１）通过右端的旋流器固定套筒（１４）顶在该台阶上，旋流器固定套筒（１４）通过螺钉（１２）与直管段内壳体（５）固定；旋流器固定套筒（１４）内部中空，左端与旋流器（１１）出口相连通，右端与扩压管（１５）中的扩压管内壳体（１６）相连通，在旋流器固定套筒（１４）右端和扩压管内壳体（１６）左端之间形成一个环形槽道（２３），扩压管内壳体（１６）右端为干气出口（１８）；直管段外壳体（６）和扩压管外壳体（１７）通过法兰固定连接，直管段外壳体（６）、扩压管外壳体（１７）、直管段内壳体（５）、旋流器固定套筒（１４）及扩压管内壳体之间围成了一个再循环分离腔（８），再循环分离腔（８）的下端与液体储存室（９）相连通，在液体储存室（９）的底部设有液体出口（１０），在再循环分离腔（８）内的旋流器（１１）左端的直管段内壳体（５）的壁面上开有再循环口（７），再循环分离腔（８）和直管段内壳体内部（５）的空间通过再循环口（７）相连通。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘中良，鲍玲玲，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]