[实用新型]一种基于涡旋和离心分离的组合式天然气脱水装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于涡旋和离心分离的组合式天然气脱水装置，尤其涉及一种通过将主管设计为与环管的外侧缘相切，实现天然气的切向进入且形成低能损环流；通过将各支管以斜向方式连接环管和旋流器，实现旋流器内生成3个涡旋；通过将旋流器内部划分为7区，分别实现初次碰撞分离、涡旋流体的聚合、聚合气流生成环流、消除残存涡旋、流体的加速、水蒸气的离心分离和水蒸气的二次离心分离；通过将中心管深入到离心分离区中部，实现脱水天然气的排出，属于天然气脱水的技术研发领域。

背景技术

天然气旋流器是利用天然气和水蒸气的比重差，在离心力的作用下进行分离。但是由于目前旋流器工作方式以及结构的单一性，造成以下问题：一是脱水率低，由于旋流器主要通过混合物的比重差在离心力的作用下分离，较大颗粒的水蒸气极易分离，但较小颗粒的水蒸气因与天然气的比重接近不易分离；二是能耗大，目前旋流器的天然气脱水主要依靠离心力，而要提高其分离效率，除了优化离心力外，还可加大天然气在旋流器的旋流时间，即通过加长旋流器的工作时间来换取其效率，这造成了旋流器的耗能大。

因此，针对现有旋流器在使用中普遍存在的脱水率低、能耗大等问题，应从旋流器工作方式及结构上进行综合考虑，设计出脱水率高且能耗低的一种制浆设备。

发明内容

本实用新型针对现有脱水设备存在的脱水率低、能耗大等问题，提供了一种可有效解决上述问题的一种基于涡旋和离心分离的组合式天然气脱水装置。

本实用新型的一种基于涡旋和离心分离的组合式天然气脱水装置采用以下技术方案：

一种基于涡旋和离心分离的组合式天然气脱水装置，主要包括进气装置和脱水装置，进气装置安装在脱水装置的上端，所述进气装置主要由主管、环管、支管A、支管B和支管C组成，主管与环管外侧相连，支管A、支管B和支管C分别与环管内侧相连；所述脱水装置主要由旋流器、挡板、内筒壁、出水管、中心管、溢流缓冲管和溢流管组成，挡板和内筒壁安装在旋流器的内壁上，挡板为3个且周向均布，出水管安装在内筒壁和旋流器内壁之间，底流口设在旋流器下端，溢流缓冲管安装在旋流器和进气装置上方，其侧端面引出溢流管，其下端面安装有中心管且中心管深入到旋流器内；所述旋流器内部由上到下依次分为涡旋区、聚合区、过渡区、扩散区、加速区、离心分离区、加速离心分离区。

所述主管与环管的外侧缘相切，支管A、支管B、支管C周向均布且分别以斜向方式连接环管和旋流器。

所述中心管的内径为d₁且其深入到离心分离区中部，涡旋区的高度为l₁、内径为d₂且d₂=6d₁，聚合区、过渡区和扩散区的整体高度为l₂、其中过渡区内径为d₃且d₃=3d₁，加速区的高度为l₃、且上圆弧半径为R₁、下圆弧半径为R₂，离心分离区的高度为l₄、内径为d₄且d₄=4d₁，加速离心分离区的高度为l₅、且其下端底流口内径为d₅且d₅=d₁/3，溢流缓冲管的高度为l₆、内径为d₆且d₆=5d₁。

所述内筒壁分上、中、下3部分，上部为倒锥台形结构、中部为圆筒形结构、下部为正锥台形结构。

本实用新型将主管设计为与环管的外侧缘相切，通过这种设计实现天然气的切向进入且形成环流，即天然气在进入环管时，因流道为切向对接，无结构突变，可使天然气以最小能损的状态运动；而将环管的结构设计为圆环形，既可减小天然气运动时的动能损耗，又可为后续天然气斜向进入旋流器提供充足的高动能气源。