整流式超音速旋流分離器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及含濕天然氣脫水領(lǐng)域，特別涉及整流式超音速旋流分離器。
【背景技術(shù)】
[0002]從井口開采出來的天然氣是一種含有水蒸氣、硫化物和二氧化碳等雜質(zhì)的混合氣體，在天然氣管道輸送過程中，混合氣體中的水蒸氣將遇冷發(fā)生凝結(jié)，使得天然氣中含有液態(tài)水。而液態(tài)水的存在不僅會降低天然氣管道的有效輸送能力，而且在嚴(yán)重時還會形成水合物，使得天然氣管道發(fā)生堵塞，從而造成重大事故，因此，含濕天然氣必須進(jìn)行脫水處理。
[0003]目前，常規(guī)的天然氣脫水方法有三甘醇法、分子篩法和膜分離法。但是上述三種處理方法均需要龐大的系統(tǒng)處理設(shè)備，例如醇類再生設(shè)備等，這樣不但造成前期投資大，而且以后的運行費用相當(dāng)高，同時在使用上述三種方法的過程中均需要采用化學(xué)原料，從而增加了污染處理程序以及相應(yīng)的處理成本。有鑒于此，一種高效、緊湊、環(huán)保的新型天然氣脫水裝置應(yīng)運而生。
[0004]殼牌公司最先開始對超音速旋流分離技術(shù)進(jìn)行研究，并于1997年取得了重大突破，即開發(fā)出了Twister系列分離器，并先后申請了諸多國際專利，例如專利公開號為US6513345B1、US2002/0194988A1和W003/092850A1的專利，這些分離器主要適用于高壓氣源，這是由于重量體積小、無活動部件、可無人操作，在海上應(yīng)用有很大優(yōu)勢。而中國石油大學(xué)申請的專利公開了一種超音速渦流管氣體脫水脫烴的方法(公開號為CN102389690A)，該方法利用多級降溫加速處理，并充分利用了壓力能產(chǎn)生的能量，實現(xiàn)了高效率的脫水脫烴。
[0005]但是，以上各種超音速冷凝分離器和上述方法均不管其采用的方式為先旋流再凝結(jié)還是先凝結(jié)再旋流，這些技術(shù)都沒有考慮從擴(kuò)壓器出來的天然氣的管道輸送問題，即來自于擴(kuò)壓器的天然氣為具有切向旋流的天然氣，而該具有切向旋流的天然氣在管道輸送的過程中，將會與管道的內(nèi)壁壁面產(chǎn)生很大的摩擦效應(yīng)，從而使得輸送極不穩(wěn)定，進(jìn)而造成不可估量的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題和缺陷的至少一個方面，本發(fā)明提供了一種整流式超音速旋流分離器。所述技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明的一個目的是提供了一種整流式超音速旋流分離器。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種整流式超音速旋流分離器，其中，
[0009]所述整流式超音速旋流分離器包括依次連接的旋流器、分離器和擴(kuò)壓器，所述擴(kuò)壓器中設(shè)置有整流器，
[0010]在使用時，含濕天然氣通過所述旋流器旋流之后進(jìn)入所述分離器中進(jìn)行氣液分離以形成旋流干燥天然氣，所述旋流干燥天然氣通過所述整流器整流之后流出所述整流式超音速旋流分離器。
[0011]具體地，所述整流器包括多個整流葉柵、第一環(huán)形密封圈和第二環(huán)形密封圈，所述第二環(huán)形密封圈容納在所述第一環(huán)形密封圈內(nèi)且與所述第一環(huán)形密封圈彼此圍繞形成整流環(huán)形腔。
[0012]進(jìn)一步地，所述多個整流葉柵中所有的整流葉柵的一端均沿所述第一環(huán)形密封圈的徑向方向穿過所述第一環(huán)形密封圈之后與第二環(huán)形密封圈連接，所述多個整流葉柵中所有的整流葉柵的另一端均設(shè)置在所述第一環(huán)形密封圈的外側(cè)。
[0013]具體地，所述整流葉柵包括彼此固定連接的第一整流主體和第二整流主體，所述第一整流主體的一端沿所述第一環(huán)形密封圈的徑向方向依次穿過所述第一和第二環(huán)形密封圈，所述第二整流主體容納在所述整流環(huán)形腔中。
[0014]進(jìn)一步地，所述第二整流主體與所述第一整流主體彼此垂直設(shè)置，且所述第二整流主體的中部與所述第一整流主體固定連接。
[0015]進(jìn)一步地，在所述第一整流主體的遠(yuǎn)離所述第二環(huán)形密封圈的端部設(shè)置有用于調(diào)節(jié)所述整流葉柵與所述干燥天然氣的來流方向之間的夾角的調(diào)節(jié)閥。
[0016]具體地，所述多個整流葉柵沿所述第一環(huán)形密封圈和第二環(huán)形密封圈的周長方向布置。
[0017]進(jìn)一步地，所述多個整流葉柵彼此間隔設(shè)置，且所述多個整流葉柵均與所述第一環(huán)形密封圈和第二環(huán)形密封圈彼此活動連接。
[0018]進(jìn)一步地，所述多個整流葉柵中的所有的整流葉柵均設(shè)置為整流葉片，且所述整流葉片的形狀設(shè)置為直面形葉片或者曲面形葉片。
[0019]進(jìn)一步地，所述分離器包括拉伐爾噴管、分離構(gòu)件和噴管中心體，所述分離構(gòu)件的兩端分別與所述拉伐爾噴管的出口端和擴(kuò)壓器連接，所述噴管中心體容納在所述拉伐爾噴管的內(nèi)腔中，且所述噴管中心體的一端與所述旋流器10連接。
[0020]具體地，所述分離構(gòu)件的形狀設(shè)置為空心圓臺形，所述分離構(gòu)件的液相入口設(shè)置在所述分離構(gòu)件的上表面上，且所述液相入口與所述拉伐爾噴管的出口端連接，所述分離構(gòu)件的液相出口設(shè)置在所述分離構(gòu)件的側(cè)面上，且所述液相出口與所述分離構(gòu)件的內(nèi)腔連通。
[0021]進(jìn)一步地，在所述分離構(gòu)件的下表面上設(shè)置有構(gòu)件通孔，所述擴(kuò)壓器的一端通過所述構(gòu)件通孔插入到所述分離構(gòu)件的內(nèi)腔中且與所述擴(kuò)壓器彼此形成環(huán)形分離腔，所述擴(kuò)壓器的內(nèi)腔與所述分離構(gòu)件的內(nèi)腔彼此連通。
[0022]具體地，所述擴(kuò)壓器的插入所述分離構(gòu)件中的端部的形狀設(shè)置為尖劈錐形。
[0023]進(jìn)一步地，在所述擴(kuò)壓器的內(nèi)腔中容納有擴(kuò)壓中心體，所述擴(kuò)壓中心體與所述噴管中心體的遠(yuǎn)離所述旋流器的一端固定連接。
[0024]進(jìn)一步地，所述噴管中心體和擴(kuò)壓中心體沿所述整流式超音速旋流分離器的縱長方向設(shè)置。
[0025]具體地，所述第二環(huán)形密封圈套設(shè)在所述擴(kuò)壓中心體的中部，且在所述第一環(huán)形密封圈和第二環(huán)形密封圈上沿圓周方向均設(shè)置有多個用于插入所述整流葉柵的密封圈通孔，所述整流葉柵的一端在插入所述第二環(huán)形密封圈之后與所述擴(kuò)壓中心體的外表面接觸。
[0026]進(jìn)一步地，在所述擴(kuò)壓器的殼體上沿所述擴(kuò)壓器的周長方向設(shè)置有用于容納所述第一環(huán)形密封圈的第一環(huán)形凹槽，且在所述擴(kuò)壓中心體的外表面上沿所述擴(kuò)壓中心體的周長方向設(shè)置有用于容納第二環(huán)形密封圈的第二環(huán)形凹槽，
[0027]在所述第一環(huán)形密封圈和第二環(huán)形密封圈上的密封圈通孔與所述多個整流葉柵彼此對應(yīng)設(shè)置。
[0028]進(jìn)一步地，在所述拉伐爾噴管的遠(yuǎn)離所述分離構(gòu)件的一端連接有入口整流管，在所述擴(kuò)壓器的遠(yuǎn)離所述分離構(gòu)件的一端連接有直流管，所述旋流器容納在所述入口整流管中。
[0029]具體地，所述旋流器包括彼此連接的旋流主體和多個旋流葉片，所述旋流主體的形狀為半橢圓球體形狀，所述多個旋流葉片中所有的旋流葉片的扭轉(zhuǎn)角度為25?45°，所述所有的旋流葉片的安裝角度為20?50°。
[0030]本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是:
[0031](I)本發(fā)明提供的整流式超音速旋流分離器具有體積小、效率高、無需其他化學(xué)藥劑即可對含濕天然氣進(jìn)行氣液分離等優(yōu)點，還可以在各種惡劣環(huán)境下連續(xù)使用；
[0032](2)本發(fā)明提供的整流式超音速旋流分離器不需要加化學(xué)物質(zhì)和外力，只需通過分離器本身的結(jié)構(gòu)，即可實