一种基于管内相分隔技术的气液两相流体分离装置和方法与流程

文档序号:11099448阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于管内相分隔技术的气液两相流体分离装置,其特征在于:包括竖直管(1),在竖直管(1)内的下游依次连通设置有循环回引装置(2)、旋流装置(3)和分隔管(4),循环回引装置(2)连通循环回路管(6)的一端,循环回路管(6)的另一端连通分离管(5),分隔管(4)在分离管(5)内部中心,分隔管(4)内的下游安装有内隔管(8),内隔管(8)的下游为分离装置的出口;所述分隔管(4)的管壁上开有孔,开孔位置不得在内隔管(8)的下游。

2.根据权利要求1所述的一种基于管内相分隔技术的气液两相流体分离装置,其特征在于:所述分离管(5)安装位于旋流装置(3)的下游,分离管(5)包括两种结构,只含有一级分离管即分离管(5)或者包含有一级分离管(51)和二级分离管(52)的两级分离管结构;相应的,所述分隔管(4)也包括两种结构,只含有一级分隔管即分隔管(4)或者包含有一级分隔管(41)和二级分隔管(42)的两级分离管结构;所述一级分隔管(41)和二级分隔管(42)的管壁上开有孔,开孔位置不得在内隔管(8)的下游;

当只含有一级分离管即分离管(5)时,分离管(5)内部包含有一级分隔管即分隔管(4),分离管(5)的内径大于分隔管(4)的外径,分离管(5)的上部与循环回路管(6)相连通,分离管(5)的下部或者底部和液相排出管(7)相连通,分离管(5)除了连接循环回路管(6)和液相排出管(7)的出口外,分离管(5)形成一个密闭的空间;

当含有两级分离管时,包括一级分离管(51)和安装在一级分离管(51)下游的二级分离管(52),一级分离管(51)内包含一级分隔管(41),二级分离管(52)内包含二级分隔管(42),一级分离管(51)内径比一级分隔管(41)的外径大,二级分离管(52)的内径大于二级分隔管(42)的外径大,一级分离管(51)的下部或者底部和一级液相排出管(71)相连通,除此之外,一级分离管(51)构成一个密闭的空间;二级分离管(52)下部或者底部和二级液相排出管(72)相连通,二级分离管(52)上部或者顶部与循环回路管(6)相连通,除了这两处连接口,二级分离管(52)形成一个密闭的空间;一级分离管(51)和二级分离管(52)为紧密相连或相隔预设的距离分别布置。

3.根据权利要求2所述的一种基于管内相分隔技术的气液两相流分离装置,其特征在于:所述分隔管(4)、一级分隔管(41)和二级分隔管(42)的管壁上开有圆形开孔或者环型开孔;分隔管(4)上的圆形开孔或者环型开孔间的间隙不小于3毫米,一级分隔管(41)和二级分隔管(42)上的圆形开孔或者环型开孔间的间隙不小于3毫米。

4.根据权利要求1所述的一种基于管内相分隔技术的气液两相流分离装置,其特征在于:所述循环回引装置(2)由四个半椭圆夹层片(2-1)围绕中心圆柱(2-2)以及汇集管(2-3)构成;中心圆柱(2-2)的底部是半圆形的且封死,中间为空心的,和四个半椭圆夹层片(2-1)的中空夹层相连通,安装在竖直管(1)中心,中心圆柱(2-2)的管壁和四个半椭圆夹层片(2-1)连接固定,管壁对应的四个半椭圆夹层片(2-1)的中空夹层位置是打通的,在中心圆柱(2-2)的管壁外有汇集管(2-3),汇集管(2-3)和循环回路管(6)连通,汇集管(2-3)、中心圆柱(2-2)的管壁上的和对应四个半椭圆夹层片(2-1)连通的槽孔、四个半椭圆夹层片(2-1)的中空夹层以及四个半椭圆夹层片(2-1)围绕的中心圆柱(2-2)的中空管构成一个流通通道,供循环回路管内的流体和主路流体汇合。

5.根据权利要求1所述的一种基于管内相分隔技术的气液两相流分离装置,其特征在于:内隔管(8)安装在竖直管(1)的内部,内隔管(8)在最后一级分隔管的开孔的下游,内隔管(8)和竖直管(1)为同心安装,且管径小于竖直管(1)的内径,具体管径的大小和长度由气液两相流来流的流量决定,内隔管(8)的管壁是光滑的且无孔,顶端和竖直管(1)固定连接且顶端是不流通的。

6.根据权利要求1所述的一种基于管内相分隔技术的气液两相流分离装置,其特征在于:所述循环回路管(6)通过连接循环回引装置(2)和主路来流相通,在循环回路管(6)上有阀门(23)。

7.一种采用权利要求1所述的基于管内相分隔技术的气液两相流分离装置的分离方法:其特征在于:将该装置安装在气液两相流体需要分离的管路中,管路入口即竖直管(1),竖直安装,当气液两相流体来流流经旋流装置(3)的时候,旋流装置(3)使得管路内的气液两相流体产生强烈的离心力,两相流体中密度较大的液相被甩至管壁附近,并在管壁附近汇聚成液膜,密度较小的气相被汇聚在管路的中心,经过旋流装置(3)后,把来流的气液两相流体转变成一种环状流型,即液膜和液滴被聚集在管壁附近流动,管路中心是单相气体;在流经下游分隔管(4)时,液膜和液滴受到离心力的作用,通过分隔管上的开孔被甩人分离管(5)内,在分离管(5)内,流通横截面积突然增大,液膜和液滴的流速会降低,同时液膜和液滴受到重力的作用,在分离管(5)内沉降聚集在分离管(5)的下部,气相和小而轻的液相小液滴汇聚在分离管(5)的顶部,夹带出来的气相称为伴随气体,循环回引装置(2)由于能够产生一个低压区,循环回路管(6)把分离管(5)和循环回引装置(2)连通,分离管(5)顶部的气相和小液滴受到循环回引装置(2)低压区的抽吸作用,气相和小液滴通过循环回路管(6)和主路来流流体汇合,再次通过旋流装置进行流型转换,把小液滴和气相分离开,进入分离管(5)通过分隔管(4)分离气相和液相,如此往复循环工作,实现气液两相流分离。

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