CN102100988A - 组合型天然气气液分离器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合型天然气气液分离器，包括分离器壳体，以及在分离器壳体上设置的天然气入口、天然气出口和排液口，分离器壳体内部分为上部的气相区和下部的液相区；在天然气入口处设置有初分旋流分离装置，在气相区的中部设置有整流器，在天然气出口处设置有分离元件。本发明的积极效果是：可以成倍提高分离器的精度，同时有效地缩小了分离器筒体直径，由于分离原件装在筒体内，降低了分离器高度，能降低分离器的制造成本，满足高精度、大流量的要求。

Description

组合型天然气气液分离器

技术领域

本发明涉及一种天然气净化设备，尤其是涉及一种天然气卧式气液分离设备。

背景技术

天然气气液分离器要求要尽可能减小分离器体积，处理量要尽可能大，一般用于天然气集输系统上的气液分离器最小天然气处理量都在10×10⁴m³/d以上，分离天然气中夹带的股水、凝液5m³/d~100 m³/d左右，气液分离精度20~100μm的颗粒90%以上。

如图1所示，现有天然气卧式气液分离器由：进气口101、初分动量吸收挡板102、液相区103、气相区104、除雾分离元件105、出口106、排污口107等组成。结构尺寸较大，内构件比较单一，其初分结构过于简单，在分离器入口处设置了一个向前倾斜的粗分动量吸收挡板，该挡板的功能是吸收流体动量，把气体中的游离股水分离出来。由于初分动量吸收挡板向前倾斜，流体沿着倾斜角对液相产生冲击形成低压区，使已经从气体中分离出来的液体被气体卷起来飞溅出液相形成气泡，如图2所示，这就是所谓气泡“再挟带”问题；且由于气相区没有稳流装置，致使气相区流态复杂，影响分离效率。

此外，现有气液分离器采用在分离器的筒体上部专门设置了用于安装除雾分离元件的短接，在筒体下部也设置了排污口短接，增加了竖向高度，无法满足加热分离集成化橇装一体化的运输要求，因此有必要对除雾分离元件进一步做结构上的改进，提高效率，且内置于分离器筒体之内。

总之现有卧式气液分离器无法满足高精度、大流量及一体化橇装装置要求。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种新型高精度、大流量的组合型天然气气液分离器，能减小设备尺寸、提高过滤精度、降低制造成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种组合型天然气气液分离器，包括分离器壳体，以及在分离器壳体上设置的天然气入口、天然气出口和排液口，分离器壳体内部分为上部的气相区和下部的液相区；在天然气入口处设置有初分旋流分离装置，在气相区的中部设置有整流器，在天然气出口处设置有分离元件。

所述初分旋流分离装置包括外壳和内壳，在外壳顶部设置有连接法兰盘，在外壳内部从上至下依次设置有入口引锥、叶片、内壳和下锥体；在外壳壁上开设有分水口，在分水口外设置有分水罩；外壳的下部通过弯头和扩散出口连接。

所述整流器包括与分离器壳体连接的支架，以及在支架上固定设置的平行钢板，平行钢板间距为15~20mm。所述支架包括竖直钢板和水平底板，所述平行钢板在与竖直钢板相接触的部分开有切口。

所述分离元件包括由除雾叶片和折流板组成的除雾分离段，在除雾分离段下方设置有漏水板，在漏水板下方设置有集液箱和排液管；在除雾叶片尾部和折流板的凸出部均设有降液沟槽。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：通过在入口气相区设置的初分旋流分离装置、在气相区中部设置的整流器和在出口区设置的分离元件，可以成倍提高分离器的精度，同时有效地缩小了分离器筒体直径，降低了分离器高度，能降低分离器的制造成本，满足高精度、大流量的要求。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为现有的卧式气液分离器结构原理示意图；

图2为初分动量吸收挡板导致的气泡挟带示意图；

图3为组合型天然气气液分离器的结构示意图；

图4为初分旋流分离装置的结构示意图；

图5为叶片组合图；

图6为整流器的左视图；

图7为整流器Ａ向视图；

图8为分离元件的主视图；

图9为分离元件的俯视图。

具体实施方式

一种组合型天然气气液分离器，如图3所示，包括：分离器壳体1、天然气初分区2、天然气入口3、气相区4、液相区5、天然气出口6、初分旋流分离装置7、整流器8、分离元件9、排液口10和支座11等。在入口气相区装有初分旋流分离装置7，在气相区的中部装有整流器8，在出口区装有分离元件9。其中：

初分旋流分离装置7（又称旋流器），其结构如图4、图5所示，包括：入口引锥12、连接法兰盘13、外壳14、叶片15、分水口16、内壳17、下锥体18、分水罩19、弯头20、扩散出口21、叶片间流道24等。入口天然气22经入口引锥12导流、降压、增速后垂直进入由叶片15、外壳14和内壳17组成的流道内，叶片出口角                                                

一般为20o~30o，相邻两叶片互相覆盖。天然气流在流道内进一步降压增速，并以叶片出口角

形成旋流气25喷出。夹杂在气流中的液滴在离心力的作用下被“甩”到外壳壁上，实现气液初步分离，然后经分水口16、分水罩19流入分离器液相区；天然气经下锥体18、弯头20和扩散出口21增压、减速后流出。旋流器分离出来的液体经分水口16、分水罩19滴在液相区液面上降低了液滴引起的飞溅现象，旋流器扩散出口21降低了出口天然气23对液相区液面冲击及对液滴的卷流夹带现象。采用初分旋流分离装置有效地减少了老式分离器的初分动量吸收挡板产生的飞溅、卷流和夹带。

整流器8的结构如图6和图7所示，包括：平行钢板28、支架29、定距螺栓30、定距管31、平行钢板间流道32、水平底板33和切口34等。支架29包括竖直钢板和水平底板33，竖直钢板与分离器壳体采用焊接连接。在支架29上安装有平行钢板28，平行钢板间距一般为15~20mm，此间距由一组定距螺栓、定距管来实现，定距螺栓两端有螺栓支座和螺母。平行钢板安装好后，拧紧定距螺栓，使平行钢板牢固固定在支架上，平行钢板与支架的水平底板之间的夹角

。

这种稳固的平行钢板的结构大大减小了整流器部分气相空间的水力半径，减小了流体的雷诺数，使流体紊流程度减小到最低限度；而且还增大了流体与钢板的接触面积，减少了沉降距离，便于夹杂在气流中的液滴沉降在平行钢板28上，并沿着平行钢板表面流到液相区。为了确保液滴能顺利流到液相区，平行钢板在与支架的竖直钢板相接触的部分开有切口34。

分离元件9的结构如图8、图9所示，包括：气流入口35、气流出口36、上盖37、折流板38、漏水板39、除雾叶片40、集液箱41、排液管42、除雾分离段43、弓形板44、侧板45和降液沟槽46等。

除雾分离段43包括除雾叶片40和折流板38，在除雾叶片40尾部和折流板38凸出部均设有降液沟槽46，除雾分离段43上方和下方分别设置有上盖37和漏水板39，在漏水板下方设置有集液箱41和排液管42。上盖37、除雾叶片40、折流板38、漏水板39、弓形板44、侧板45、集液箱41和排液管42等按图8所示焊接而成。

夹杂液滴、雾沫的气流经气流入口35进入除雾分离段43，气流中的液滴、雾沫随气流在流线形的除雾叶片40和折流板38形成的弯曲流道运动，液滴、雾沫在流道中碰撞、附着、聚结，沿着除雾叶片及折流板表面运动到降液沟槽46中，并沿降液沟槽掉到漏水板39上，再掉到集液箱41中，最后沿排液管42排到分离器内。除去液滴、雾沫后的气体经气流出口36流出分离元件。

本分离元件相比传统分离原件，其安装在分离器壳体内部，最大限度地节省了出口段的高度，分离元件的大小不受出口段接管大小的限制，尺寸变动空间很大，能最大限度地提高分离效率。由于高度的降低，能最大限度的满足一体化橇装的要求。

组合型天然气气液分离器的工作原理是：入口天然气首先进入旋流分离装置，实现气液初步分离，夹杂在气流中的液滴流入分离器液相区，天然气经下锥体、弯头和扩散出口增压、减速后流出旋流分离装置，经过气相区后再进入由平行钢板等组成的整流器；整流器增大了流体与钢板的接触面积，减少了沉降距离，便于夹杂在气流中的液滴沉降在平行板钢上，并沿着平行钢板表面流到液相区；由整流器流出的气流经气相区后再流入组合分离原件，除去液滴、雾沫后的气体经气流出口流出分离元件。

Claims (5)

1.一种组合型天然气气液分离器，包括分离器壳体，以及在分离器壳体上设置的天然气入口、天然气出口和排液口，分离器壳体内部分为上部的气相区和下部的液相区；其特征在于：在天然气入口处设置有初分旋流分离装置，在气相区的中部设置有整流器，在天然气出口处设置有分离元件。

2.根据权利要求1所述的组合型天然气气液分离器，其特征在于：所述初分旋流分离装置包括外壳和内壳，在外壳顶部设置有连接法兰盘，在外壳内部从上至下依次设置有入口引锥、叶片、内壳和下锥体；在外壳壁上开设有分水口，在分水口外设置有分水罩；外壳的下部通过弯头和扩散出口连接。

3.根据权利要求1所述的组合型天然气气液分离器，其特征在于：所述整流器包括与分离器壳体连接的支架，以及在支架上固定设置的平行钢板，平行钢板间距为15~20mm。

4.根据权利要求3所述的组合型天然气气液分离器，其特征在于：所述支架包括竖直钢板和水平底板，所述平行钢板在与竖直钢板相接触的部分开有切口。

5.根据权利要求1所述的组合型天然气气液分离器，其特征在于：所述分离元件包括由除雾叶片和折流板组成的除雾分离段，在除雾分离段下方设置有漏水板，在漏水板下方设置有集液箱和排液管；在除雾叶片尾部和折流板的凸出部均设有降液沟槽。

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