CN105709544A - 一种天然气高效精细除沫除砂分离器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天然气高效精细除沫除砂分离器，包括一罐体，该罐体的底部为重力沉降室、重力沉降室的中央设有旋风分离器，旋风分离器的出口上方设有气体除沫除砂过滤器，所述天然气高效精细除沫除砂分离器的进气口设置于罐体的下部，直通重力沉降室，排气口则设置于罐体的上部，位于气体除沫除砂过滤器的上方。本发明将旋风分离器以及过滤的三级处理方式很好的结合在一起，特别是过滤器中过滤材料密度梯度设置，能够大大降低过滤层阻力的上升速度，较普通过滤器，阻力形成时间提升数千倍，具有非常广泛的应用前景。

Description

一种天然气高效精细除沫除砂分离器

技术领域

本发明涉及气体过滤设备，具体地说，是关于一种天然气高效精细除沫除砂分离器。

背景技术

随着油田多种开发手段的应用，天然气原料气在初加工之前气质越来越差，含有大量雾沫及微细砂砾杂质，这些杂质的存在会造成精密调压设备及计量设备的堵塞，甚至损坏，影响生产并造成损失。同时由于固相颗粒是低温条件下水结冰和形成天然气水合物的天然晶核，它的存在加剧了含雾沫砂砾杂质气体生产中存在的问题。

为了消除天然气中雾沫和砂砾带来的巨大危害，在生产过程中常常利用重力沉降分离、旋风分离器和过滤分离技术进行除沫除砂处理。

常规的重力沉降技术是利用重力作用使尘粒从气流中自然沉降的除尘装置。它的除尘效率与沉降室水平截面和气流速度有关，虽然重力沉降结构简单，压力损失小，但除尘效率低，单独使用时无法达到规定技术指标。因此，一般只把沉降室作为第一级粗净化。

离心分离技术是利用流体中相对较重的雾沫和砂砾在离心力作用下从气相中分离出来，旋风分离器作为离心分离的一种典型设备，需要一定的速度，且操作弹性较小，如果设计不当，容易产生上涡流，降低分离效率。

过滤分离技术主要用于粒径很小的雾沫和砂砾，过滤分离的种类繁多，过滤精度可以达到很高，但压力损失相对较大，对过滤介质的运行工况要求较高。由于现有过滤设备的实质都是表面过滤，阻力上升很快，实际使用过程中往往更换频率过高，增加运行成本。

由于现有技术的缺陷，至今为止，尚未提供一种能够有效除去天然气中大量雾沫砂砾杂质的设备，不能满足工艺运行和环境保护的要求。

因此，本领域迫切需要开发一种新的、能够有效克服上述现有设备不足的高效分离器。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种能够有效去除天然气中大量雾沫砂砾杂质的分离器，以解决现有旋风分离除沫除砂及过滤分离除沫除砂所存在的不足。

为实现上述目的，本发明的天然气高效精细除沫除砂分离器包括一罐体，该罐体的底部为重力沉降室、重力沉降室的中央设有旋风分离器，旋风分离器的出口上方设有气体除沫除砂过滤器，所述天然气高效精细除沫除砂分离器的进气口设置于罐体的下部，直通重力沉降室，排气口则设置于罐体的上部，位于气体除沫除砂过滤器的上方。

根据本发明，所述气体雾沫砂砾过滤器设置有两层过滤箱体，该两层过滤箱体为上下设置，上下两层过滤箱体内均填充有中空纤维。

进一步的，所述过滤箱体内的中空纤维自下而上按密度梯度分层设置。优选的，所述中孔纤维为7～13孔中空纤维。

根据本发明，所述罐体下方还设有中间集液砂室，所述旋风分离器的底部通过管路连接至所述中间集液砂室，且管路上设有球阀。

进一步的，所述中间集液砂室还设有液位计，且底部还设有排污口。

根据本发明，所述罐体内还设有测压系统，该测压系统具有两个监测点，分别位于进气口和排气口，用于检测过滤器进出口之间的压差。

本发明的天然气高效精细除沫除砂分离器，将旋风分离器以及过滤的三级处理方式很好的结合在一起，特别是过滤器中过滤材料密度梯度设置，能够大大降低过滤层阻力的上升速度，较普通过滤器，阻力形成时间提升数千倍，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

图1本发明的天然气高效精细除沫除砂分离器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，以具体实施例对本发明的天然气高效精细除沫除砂分离器进行进一步详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本发明的天然气高效精细除沫除砂分离器包括一罐体7，所述罐体7的底部为重力沉降室10、重力沉降室10的中央设有旋风分离器3，旋风分离器3的出口上方设有气体除沫除砂过滤器5，所述天然气高效精细除沫除砂分离器的进气口4设置于罐体7的下部，直通重力沉降室10，排气口8则设置于罐体7的上部，位于气体除沫除砂过滤器5的上方。这样，当本发明的天然气高效精细除沫除砂分离器工作时，天然气的流经路径为：首先天然气从罐体7下部的进气口4进入重力沉降室10，然后进入旋风分离器3，从旋风分离器3出来后再进入气体除沫除砂过滤器5，最后从过滤器5上方的排气口8排出。

本实施例中，所述气体除沫除砂过滤器5设置有两层过滤箱体，该两层过滤箱体为上下设置，上下两层过滤箱体内均填充有中空纤维，优选7～13孔中空纤维。过滤箱体内的中空纤维自下而上按密度梯度分层设置，具体的，下层的中空纤维密度或孔隙率最低，越往上层密度或孔隙率逐级增加，变得致密，形成立体过滤。实际应用中，可以根据需要设置成不同的过滤精度等级，以确保过滤后气体的洁净度。本领域的技术人员容易理解，虽然本实施例采用的是两层过滤箱体，但根据实际需要可以设置更多层过滤箱体，这是显而易见的。

由于中空纤维的弹性大、耐受性好，对雾沫和砂砾的吸附性好，加上自上而下的密度梯度设置，雾沫和砂砾会被自动分级，粒径较大的雾沫或砂砾会首先被截留，然后依次按粒径从大到小被截留，从而实现立体过滤；由于雾沫和砂砾总会往阻力较小的地方走，因此，随着过滤的进行，会逐渐在平面形成一种平衡，进而在空间上形成一种平衡，因此这种结构的气体过滤器具有高效率、低阻力、运行稳定可靠、高纳污量等优点。更为重要的是，相比于普通的过滤器，其阻力形成的时间大大延长，由此带来的最明显的好处是，先前需要经常更换的过滤介质，采用本发明的过滤器后可以延长至半年以上再更换，可以与设备的常规检修周期实现同步，大大降低成本。而且，由于过滤材料是采用按密度梯度分层设置，当过滤阻力上升到一定程度需要跟换时，无需将整个过滤器拆除，而只需要将其中的过滤层取出更换即可，通常只需2-3个小时即可完成，省时省力。

本发明的天然气高效精细除沫除砂分离器，所述罐体7下方设有中间集液砂室12，旋风分离器3的底部通过管路连接至所述中间集液砂室12，以将分离的砂砾和液体杂质送至中间集液砂室12中；且管路上设有球阀14，当需要将中间集液砂室12中的杂质排出时，可关闭球阀14，以在不间断生产的情况下排出杂质；而且，中间集液砂室12可以起到缓冲作用。中间集液砂室12的底部设有排污管13，用于将收集的杂质排出。此外，中间集液砂室12还设有液位计2，用于观测中间集液砂室12中所收集杂质的量，以确定是否需要开启排污管13排污。

如图所示，罐体7内还设有测压系统9，该测压系统9具有两个监测点，分别位于进气口4和排气口8，用于检测过滤器5进出口之间的压差，以监测阻力的上升情况，并在需要的时候对过滤器5进行更换。

天然气除沫除砂时，天然气通过罐体7一侧所设的进气口4进入罐体5内较大的重力沉降室10，此时气体流速较低(约0.8～1.5m/s)，因此气体中的大颗粒(粒径在150～200μm以上)，会由于颗粒沉降作用被分离出来，落入罐体7的底部；气体经重力沉降室10预处理后，进入内置式旋风分离器3进行第二级处理，这过程中20μm的雾沫砂砾被分离出来进入到集液砂室；同时经过初级处理的天然气进入到气体除沫除砂过滤器5中进行第二级处理，经第二级多箱体过滤器过滤后，可将气体中5μm以上雾沫和砂砾除去。经过第二级过滤后的气体由罐体气体出口8排出。

Claims (7)

1.一种天然气高效精细除沫除砂分离器，其特征在于，所述天然气高效精细除沫除砂分离器包括一罐体，该罐体的底部为重力沉降室、重力沉降室的中央设有旋风分离器，旋风分离器的出口上方设有气体除沫除砂过滤器，所述天然气高效精细除沫除砂分离器的进气口设置于罐体的下部，直通重力沉降室，排气口则设置于罐体的上部，位于气体除沫除砂过滤器的上方。

2.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述气体雾沫砂砾过滤器设置有两层过滤箱体，该两层过滤箱体为上下设置，上下两层过滤箱体内均填充有中空纤维。

3.如权利要求2所述的分离器，其特征在于，所述过滤箱体内的中空纤维自下而上按密度梯度分层设置。

4.如权利要求2所述的分离器，其特征在于，所述中孔纤维为7～13孔中空纤维。

5.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述罐体下方还设有中间集液砂室，所述旋风分离器的底部通过管路连接至所述中间集液砂室，且管路上设有球阀。

6.如权利要求5所述的分离器，其特征在于，所述中间集液砂室还设有液位计，且底部还设有排污口。

7.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述罐体内还设有测压系统，该测压系统具有两个监测点，分别位于进气口和排气口，用于检测过滤器进出口之间的压差。