[实用新型]一种冷凝分离天然气水分和轻烃的涡流管装置

说明书

一种冷凝分离天然气水分和轻烃的涡流管装置，属于气体制冷与气液分离技术领域。该涡流管装置增设了排液结构和分离回收单元。如此可将涡流管内旋流冷凝的液滴通过排液结构及时流出涡流管，防止其在管内再次蒸发，回到气流中，因而极大提高了水分和轻烃的分离效率。此外，巧妙利用装置不同部位处的压差，使与冷凝液一同流出管外的气体在气液分离后，能自行返回到涡流管冷气流中，实现回收。本实用新型结构简单，使用及维护方便。

技术领域

本实用新型涉及一种冷凝分离天然气水分和轻烃的涡流管装置，属于气体制冷与气液分离技术领域。

背景技术

天然气作为一种清洁能源，越来越受到人们的重视。从气井中开采出来的天然气经过初步处理后，都含有一定的水蒸汽和可凝烃类。这些可凝蒸汽和烃类在天然气的输送过程中极易形成液态水、固态冰或水合物，严重影响天然气的输送和管道的使用寿命。因此，除去天然气中的这些可凝蒸汽和烃类是不可或缺的环节。目前，分离这些可凝蒸汽和烃类的装置有旋流分离器和超音速分离器。旋流分离器仅依靠旋流效应进行分离，效果并不理想。而超音速分离器在分离过程中形成的低温则会造成设备的冻堵，难以长时间持续运行。

涡流管是一种能够将气体分成冷热两股气体的装置，将天然气通入涡流管的入口，经过涡流管切向喷嘴变为旋流，在涡流管内形成内外两股流动方向相反的气体。内层气体温度较低，从冷端口流出，外层气体温度较高，从热端口流出。在这个过程中冷凝出的液滴因离心力作用被甩到外层的热气中，随着热气从热端口流出。由于外层气体温度会沿着热端管越来越高，这些液滴很有可能会在外层热气中吸热再次蒸发，返回到中间冷气层中，从冷端口排出，造成分离效果不佳。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种冷凝分离天然气水分和轻烃的涡流管装置，用于解决现有涡流管天然气分离技术中已凝结液滴易再次蒸发返回到冷干气的分离效果不佳问题。

本实用新型采用的技术解决方案是：一种冷凝分离天然气水分和轻烃的涡流管装置，它包括喷嘴体、冷气出口管、进气管、进气腔、渐缩喷嘴、涡流室、隔热套、隔热垫、调节垫片、热端管、热气出口、热端调节阀和螺纹结构，它还包括排液结构和分离回收单元，所述排液结构位于喷嘴体与热端管的结合部，在喷嘴体上设有多个周向均布的渐缩喷嘴和一个中心圆形管涡流室，在热端管内设有一个中心圆锥形扩张管，喷嘴体与热端管为中心同轴对接，在对接端面留有环状间隙的排液口，排液腔是在热端管前端外管壁处设置的一段独立的夹套层，通过排液口将排液腔与热端管连通，收集在管内冷凝后甩到内壁、再经过排液口流至管外的液滴在排液腔中收集，通过排液管将排液腔中收集的液体导出并送至分离回收单元，所述分离回收单元包含分离回收单元进气管、分离腔、分离回收单元出气管和控制排放阀门，其中分离回收单元进气管的一端与排液管对接，另一端与分离腔连接，分离回收单元出气管的一端与分离腔连接，另一端与冷气出口管连接，把从分离腔分离出的干气导回涡流管的处理冷气中，分离腔中分离出的凝液由控制排放阀门排放。

所述排液腔的内壁和端面，装有用于隔热防止凝液再蒸发的隔热套和隔热垫。

所述排液口采用改变调节垫片的厚度，调节排液口的宽度。

所述分离腔中装有捕获液滴的结构部件，分离腔的前端腔室底部设有控制排放阀门。

所述热端管的尾部安装有热端调节阀 ，阀芯锥角45-60度角，由螺纹结构将旋拧变为阀杆阀芯的前后平移。

采用上述的技术方案，排液腔的内径为热端管处内径的1.1-3倍，外径与内径尺寸比为1：1.2-1：5，长度为内径的0.2-5倍，排液管内径为热端管处内径的0.1-1.5倍。排液口的宽度为0.3-20毫米，圆形管涡流室内径2-200毫米，长5-200毫米，圆锥形扩张管长20-2000毫米，锥角1-30度角。

本实用新型的有益效果是：

1.通过增加排液结构，可将降温冷凝的液滴尽快脱离外层热气环境，防止其再次蒸发，提高了分离效率。