CN205133538U - 一种节能环保型深水湿天然气脱水装置 - Google Patents

一种节能环保型深水湿天然气脱水装置 Download PDF

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吴东伟
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李仁杰
王虹宇
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陶亚琴
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Abstract

本实用新型涉及天然气加工处理设备，特别是一种节能环保型深水湿天然气脱水装置。它是在等直径外壳前端设有湿天然气入口，尾端设有干气出口，靠近尾端的侧壁设有排液管；等直径外壳内部间隙安装有一中心体，中心体前端为椭球体，椭球体外壁沿周向排列有若干个圆弧型叶栅，中心体后端分别为拉伐尔喷管及扩压管；所述的等直径外壳与中心体之间的间隙形成流道，排液管与该流道分别与湿天然气入口及干气出口连通。本实用新型一种节能环保型深水湿天然气脱水装置，利用拉伐尔管的膨胀制冷原理将湿天然气中的水蒸气凝结成液滴；通过旋流装置产生强大的离心力使凝结的液滴从天然气中分离出来，实现天然气脱水；利用扩压管将动能转化为压能，实现压能的恢复，达到节能的目的。

Description

一种节能环保型深水湿天然气脱水装置
技术领域
本实用新型涉及天然气加工处理设备，特别是一种节能环保型深水湿天然气脱水装置。
背景技术
目前，常用的天然气脱水技术主要包括吸收法、吸附法、膜分离法和冷凝脱水法。吸收法是利用气体在液体中溶解度不同这一原理来实现天然气脱水，常规的吸收法有三甘醇脱水法，其脱水***包括分离器，吸收塔和三甘醇再生***。存在的主要问题有：***比较复杂；三甘醇溶液再生过程的能耗比较大；三甘醇溶液会损失和被污染，因此需要补充和净化；三甘醇与空气接触会发生氧化反应生成有腐蚀性的有机酸。吸附法是一中固体表面传质现象，它利用多孔性固体吸附剂使水分子在分子引力或化学键力的作用下被吸附在固体表面，从而达到天然气脱水的目的。常规的吸附法有分子筛脱水法，其脱水***主要包括两个或三个处于脱水、再生和冷吹状态的干燥器，以及再生气加热***，但是，对于大装置，设备投资和操作费用都比较高，分子筛脱水的再生能耗比较大，干燥器下层的吸附剂需要经常更换。膜分离法的原理是在压力驱动下，借助气体中各组分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜内不同的渗透率来进行天然气脱水。存在的缺点有：烃损失率与传统工艺相比较大；膜的塑化和溶胀性；浓差极化；一次性投资较大。冷凝脱水法通常采取蒸气压缩制冷、节流膨胀制冷和膨胀机制冷等方法获取冷量，实现天然气低温脱水。但也有耗能高，水露点高的缺点。
上述几种脱水方法都难以满足海洋湿天然气的开发，深海气田的开发迫切需要提出新的湿天然气脱水方法，开发出结构紧凑、稳定性好，基本无须维护的模块化设备。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种节能环保型深水湿天然气脱水装置。
本实用新型的目的是通过如下途径实现的：一种节能环保型深水湿天然气脱水装置，它是在等直径外壳前端设有湿天然气入口，尾端设有干气出口，靠近尾端的侧壁设有排液管；等直径外壳内部间隙安装有一中心体，中心体前端为椭球体，椭球体外壁沿周向排列有若干个圆弧型叶栅，中心体后端分别为拉伐尔喷管及扩压管；所述的等直径外壳与中心体之间的间隙形成流道，排液管与该流道分别与湿天然气入口及干气出口连通。
本实用新型一种节能环保型深水湿天然气脱水装置，利用拉伐尔管的膨胀制冷原理将湿天然气中的水蒸气凝结成液滴；通过旋流装置产生强大的离心力使凝结的液滴从天然气中分离出来，实现天然气脱水；利用扩压管将动能转化为压能，实现压能的恢复，达到节能的目的。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明：
图1为本实用新型结构示意图；
图中，湿天然气入口1、等直径外壳2、叶栅3、拉伐尔喷管4、扩压管5、中心体6、流道7、排液管8、干气出口9。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一种节能环保型深水湿天然气脱水装置，它是在等直径外壳2前端设有湿天然气入口1，尾端设有干气出口9，靠近尾端的侧壁设有排液管8；等直径外壳2内部间隙安装有一中心体6，中心体6前端为椭球体，椭球体外壁沿周向排列有若干个圆弧型叶栅3，中心体6后端分别为拉伐尔喷管4及扩压管5；所述的等直径外壳2与中心体6之间的间隙形成流道7，排液管8与该流道7分别与湿天然气入口1及干气出口9连通。
湿天然气由湿天然气入口1进入本装置，在叶栅3的作用下以旋流的形式进入拉伐尔喷管4，由于喷管的收缩作用，气体的切向速度逐渐变大，形成强烈的旋流场，离心加速度可达5000000m/s2。强烈旋转的流体在喷管4的作用下绝热膨胀至超声速，形成低温低压(-75℃、0.8Mpa)，使天然气中水分凝结成液滴；同时，巨大的离心力将液滴从天然气中分离，实现天然气脱水。由于同轴旋转，干气居于主流中心，在扩压管5中，由于激波的作用，流体的速度由超声速变为亚声速，压力开始回升，从而达到压能恢复的目的，使该项工艺实现节能环保的效果。最终，凝结成液滴的水分经过排液管8流出。实现气液分离的干气由干气出口9排出，完成湿天然气脱水。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种节能环保型深水湿天然气脱水装置，其特征在于：它是在等直径外壳(2)前端设有湿天然气入口(1)，尾端设有干气出口(9)，靠近尾端的侧壁设有排液管(8)；等直径外壳(2)内部间隙安装有一中心体(6)，中心体(6)前端为椭球体，椭球体外壁沿周向排列有若干个圆弧型叶栅(3)，中心体(6)后端分别为拉伐尔喷管(4)及扩压管(5)；所述的等直径外壳(2)与中心体(6)之间的间隙形成流道(7)，排液管(8)与该流道(7)分别与湿天然气入口(1)及干气出口(9)连通。
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