集冷凝和离心分离功能于一体的天然气超音速旋流分离技术

摘要：

天然气超音速旋流分离技术具有结构简单紧凑、无转动部件、可靠性高、无化学添加剂、投资和维护费用低等优点,工业应用前景广阔,但由于其过程的复杂性,理论研究还不成熟.为了推进该技术的大规模工业化应用,在介绍天然气超音速旋流分离器的结构及其工作原理的基础上,阐述了其旋流流动过程、内部凝结过程和内部流动过程等数值模拟的研究新进展,分析了近年来国内外有关的实验研究现状,总结了相关数值模拟和实验研究的进展,并对未来天然气超音速旋流分离技术亟待解决的关键问题进行了展望.研究结果表明:①目前关于超音速旋流分离器的数值模拟研究主要集中在旋流流动过程、内部凝结过程和内部流动过程等方面,并取得了一定成果;②国内对超音速旋流分离器的实验研究主要集中在低压实验,而在高压天然气的凝结机理及分离机理研究等方面则可能尚存在着一定的差距.结论认为:①解决超音速喷管的收缩段曲线和扩张段曲线的匹配、旋流器的结构优化设计与安装位置等问题,有助于气体凝结和提高气液分离效率;②开展符合天然气实际操作工况的高压实验,有助于探究天然气旋流分离的凝结和分离机理;③亟待在准确揭示高压天然气跨音速流动时其中水分及重烃的凝结机理和分离过程方面进行深入研究,确定影响分离性能的因素,以期为天然气旋流分离器的工程设计与应用奠定坚实的理论基础.

关键词：超音速旋流分离器、天然气脱水装置、优点、结构、工作原理、数值模拟、实验研究、展望

所属期刊栏目：38

资助基金：山东省重点研发计划公益类专项项目“基于超音速螺旋式膨胀的天然气低温脱水脱烃装置及关键技术研究”2017GGX40113;山东省高等学校科技计划项目“超音速低温螺旋流的气液界面流体动力学”J16LB73

在线出版日期：2018-12-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：93-99