CN2848362Y - 新型天然气超音速旋流分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于天然气矿场分离工艺中的一种新型低温分离器，特别是新型天然气超音速旋流分离器，其特征是：天然气通道的天然气入口(1)依次连接有拉瓦尔喷嘴(3)、螺旋翼(2)，拉瓦尔喷咀(3)和螺旋翼(2)构成的风道后侧端二次进气口(4)，二次进气口(4)的后端，且与拉瓦尔喷嘴(3)和螺旋翼(2)构成的风道轴线上有扩散管头(7)、扩散管体(8)，扩散管头(7)、扩散管体(8)内腔构成一体式喇叭腔，喇叭腔延伸到干气出口(11)；扩散管体(8)，扩散管头(7)固定在外壳(9)的腔体内，与外壳(9)垂直连接有溢流管(10)。它体积小，重量轻，效率高，不需要水合物抑制剂，不会造成任何污染。

Description

新型天然气超音速旋流分离器

技术领域

本实用新型属于天然气矿场分离工艺中的一种新型低温分离器，特别是新型天然气超音速旋流分离器。

背景技术

天然气矿场分离，一般采用常温分离工艺。低温分离是利用天然气在集输过程出现的大差压节流降压所产生的节流效应达到低温条件，降低烃露点和水露点，使气体同水和液烃分离。低温分离器的操作温度通常为-4～-20℃，必须采用注抑制剂防冻法以防止生成水合物。抑制剂为化学品，再生时会产生笨、甲笨等有害物质。普通的低温分离器为比较笨重的容器，高压力降、低效率，在管输过程中常有液体淅出，堵塞管线。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新型天然气超音速旋流分离器，它体积小，重量轻，效率高，不需要水合物抑制剂，不会造成任何污染。

本实用新型的技术方案是：新型天然气超音速旋流分离器，其特征是：天然气通道的天然气入口1依次连接有拉瓦尔喷咀3、螺旋翼2，拉瓦尔喷咀3和螺旋翼2构成的风道后侧端二次进气口 4，二次进气口4的风道与拉瓦尔喷咀3和螺旋翼2构成的风道垂直，二次进气口4的后端，且与拉瓦尔喷咀3和螺旋翼2构成的风道轴线上有扩散管头7、扩散管体8，扩散管头7、扩散管体8内腔构成一体式喇叭腔，喇叭腔延伸到干气出口11；扩散管体8，扩散管头7固定在外壳9的腔体内，与外壳9垂直连接有溢流管10；拉瓦尔喷咀3与螺旋翼2的位置不分先后。

本实用新型与普通低温分离器相比，体积小，重量轻，效率高，一根长2米，内径150mm的超音速旋流分离器的处理量为每天壹百万立方米，液、气在超音速旋流器内停留的时间仅为一毫秒，没时间形成水合物，不需要水合物抑制剂，不会造成任何污染，本分离器无旋转零、部件，无需人员操作和值守。

附图说明

下面结合实施例附图对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型方案一的结构剖视图；

图2为本实用新型方案一中的螺旋翼结构剖视图；

图3为本实用新型的拉瓦尔喷咀结构剖视图；

图4为本实用新型的扩散管头结构剖视图；

图5为本实用新型方案二中螺旋翼的结构剖视图；

图6为本实用新型方案二的结构剖视图。

图中：1、天然气入口；2、螺旋翼；3、拉瓦尔喷咀；4、二次进气口；5、补芯；6、分离体；7、扩散管头；8、扩散管体；9、外壳；10、溢流管；11、干气出口。

具体实施方式

方案一如图1所示，高压高速的饱和天然气流经过天然气入口1通过固定在补芯5内腔内的螺旋翼2把高速直线运动的气流转换为高速旋转的气流，再通过固定在分离体6的内腔内拉瓦乐喷咀3把高速旋转气流的速度提高到超音速，此时压力降低，同时，温度降低到-40℃左右，液烃(戊烷及更重的烃类组份)和水从天然气中游离出来。饱和天然气再从二次进气口4进入，再一次提高超音速气流的旋转速度，游离的液烃和水微粒在离心力的作用下沿着分离体内壁螺旋前进，进入扩散管头7之前与天然气分离，液烃、水和少量天然气通过扩散管头7和扩散管体8与外壳9之间的环空进入溢流管10送入下一级分离装置。干气进入扩散管升压、升温后通过干气出口11进入输气管道，出口的压力为入口的70％左右。

方案二如图6所示，饱和天然气流经天然气入口1通过拉瓦乐喷咀3，把直线运动的高速气流的速度提高到超音速，降压降温，再通过螺旋翼2把直线运动的超音速气流转换为旋转气流，螺旋翼2固定在分离体6的内腔内，拉瓦乐喷咀3固定补芯5内的内腔内，其它实施方式与方案一相同。

图2是螺旋翼2固定在补芯5内的内腔的。图5是螺旋翼2固定在分离体6内腔的主视结构示意图和A-A剖面结构示意图。螺旋翼2具有2～3个螺旋叶片与芯轴成为一体，其外圆为锥形，以便与通道内壁进行锥度配合，实现轴向单向固定。

图3是拉瓦尔喷咀3结构示意图，其内孔剖面为两条曲线，喉部和出口直径均经过严格计算确定。

如图4所示，给出扩散管头7结构示意图，扩散管头7出口外沿是螺纹，它与分离体6的接头配合间隙量要一定，要保证分离出来液全部通过，又不能使过多的天然气同液体一起通过；它与管体8为螺纹连接。扩散管头7、扩散管体8内腔构成一体式喇叭腔或扩散腔。

Claims (5)

1、新型天然气超音速旋流分离器，其特征是：天然气通道的天然气入口(1)依次连接有拉瓦尔喷咀(3)、螺旋翼(2)，拉瓦尔喷咀(3)和螺旋翼(2)构成的风道后侧端二次进气口(4)，二次进气口(4)的风道与拉瓦尔喷咀(3)和螺旋翼(2)构成的风道垂直，二次进气口(4)的后端，且与拉瓦尔喷咀(3)和螺旋翼(2)构成的风道轴线上有扩散管头(7)、扩散管体(8)，扩散管头(7)、扩散管体(8)内腔构成一体式喇叭腔，喇叭腔延伸到干气出口(11)；扩散管体(8)，扩散管头(7)固定在外壳(9)的腔体内，与外壳(9)垂直连接有溢流管(10)；拉瓦尔喷咀(3)与螺旋翼(2)的位置不分先后。

2、根据权利要求1所述新型天然气超音速旋流分离器，，其特征是：所述的螺旋翼(2)它具有2～3个螺旋叶片与芯轴成为一体，其外圆为锥形。

3、根据权利要求1所述新型天然气超音速旋流分离器，其特征是：所述的拉瓦尔喷咀(3)其内孔剖面为两条曲线。

4、根据权利要求1所述新型天然气超音速旋流分离器，其特征是：所述的二次进口(4)它的进入方向为分离体(6)内孔的切线方向，并与螺旋翼的旋转方向一致。

5、根据权利要求1所述新型天然气超音速旋流分离器，其特征是：所述的扩散管头(7)它与分离体(6)为间隙配合，它与扩散管体(8)为螺纹连接。

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