一种天然气过滤管道的制作方法

本发明涉及一种天然气过滤管道，属于天然气除杂装置技术领域。

背景技术：

粗天然气中的天然气中会含有不同数量的较重烃类，以及水蒸气、硫化物（如硫化氢）、二氧化碳、氮气和氦气等非烃类气体。天然气一般由管线输送，且天然气中一般都含有饱和的水蒸气，故当输气管线周围介质温度低于内部气体温度时，水蒸气将凝结成液体，甚至会结冰或形成水合物，严重时会堵塞阀门或管线。至于天然气含有的酸性气体co2、h2s等则危害更大，水的存在会使这些气体变成酸，加重对管壁的腐蚀，减少管线的使用寿命。当天然气用做燃料时会危害人们生命安全。用作化工原料时，这些酸性气还会使催化剂中毒，降低催化效果，甚至失去催化作用，影响产品质量。因此，粗天然气需要经过净化工艺，才能满足生活生产的使用要求。天然气处理的工艺的基本流程为：天然气净化，压缩，冷却，分馏。通常天然气进入集中处理厂后先经分离器粗分出携带的凝液、水和固体杂质，然后进行后续的脱硫、脱水及分馏等工艺。目前尚未有在运输过程中进行粗分的装置。

技术实现要素：

本发明提供一种天然气过滤管道，能够在运输过程中对天然气中的凝液，水和固体杂质进行分离。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种天然气过滤管道，包括依次连接的涡旋发生段和杂质吸附段；所述涡旋发生段的管道内设置有涡旋产生装置，所述涡旋产生装置包括多个导流片，相邻两个导流片之间留有间隙，气流通过导流片，带动涡旋产生装置旋转，从而形成涡旋；所述杂质吸附段内壁设置有吸附层，吸附层包括孔径大小不同的吸附材料和作为吸附材料载体的网格，与内壁距离越小的吸附材料的孔径越小，与内壁距离越小的网格的孔径越小。

优选地，所述吸附层包括三层，吸附材料均采用纳米微结构，平均粒径为0.001mm～20mm。

优选地，所述吸附材料包括活性碳，乙炔黑，沸石，活性石墨，活性焦炭，碳分子筛或前述材料的组合。

优选地，所述涡旋产生装置为圆锥形，与导流片的连接处均设置有风口，涡旋产生装置与涡旋发生段的入口处留有预定距离。

优选地，导流片沿涡旋产生装置外壁的母线设置有8片，由中心向外辐射。

优选地，所述涡旋发生段的内壁上还设置有第一螺旋状凹槽。

优选地，所述杂质吸附段的出口和入口的内径小于杂质吸附段中后位置的最大内径。

优选地，所述杂质吸附段内壁还设置有第二螺旋状凹槽。

优选地，涡旋发生段的入口处还设置有气体加速段，气体加速段的入口处直径大于出口处，气体加速段的母线与管道截面的夹角为60°～80°，轴向长度为750mm～900mm。

本发明装置通过设置涡旋发生段产生涡旋，利用涡旋产生的离心力将天然气中的杂质分离，再通过设置的杂质吸附段，将分离出的杂质吸附。本发明的结构简单，使用便利，在天然气运输的过程中同时净化除杂，在节省空间的同时提高了天然气除杂效率，且处理量灵活，设备寿命长，易于维护。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种天然气过滤管道的外观结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种天然气过滤管道的外观结构立体图；

图3本发明发明实施例的剖视图；

图4是本发明实施例中涡旋发生器的立体图

图5是本发明实施例中涡旋发生器的正面示意图；

图6是本发明实施例中吸附层网格大小示意图；

其中：1-气体加速段，2-涡旋发生段，3-杂质吸附段，4-涡旋产生装置，5-导流片，6-第一螺旋状凹槽，7-第二螺旋状凹槽，8-第一网格，9-第二网格，10-第三网格。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的实质，下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的阐述。

本发明适用于天然气除杂装置技术领域，具体实施例结构如图1和图2所示，包括依次连接的气体加速段1，涡旋发生段2和杂质吸附段3。

气体加速段1整个管段呈现圆台状，通过管径渐缩来实现气体流速的增加，为下一步产生涡旋奠定基础。气体加速段1的气体入口端管径最大，出口端管径最小，在离开加速段时气体流动速度达到最大。气体加速段1的母线与管道截面的夹角60°至80°为宜，当角度为70°时效果最佳。气体加速段1的轴向长度为750mm至900mm为宜，较小端的管段内径260mm至350mm为宜，当其轴向长度为758.5mm，较小端的管段内径为276mm时，气体的加速效果最优。

涡旋发生段2轴向长度为550mm，管道内设置有圆锥形的涡旋产生装置4，管道的内壁上还设置有第一螺旋状凹槽6，用于进一步加强涡旋的产生保证气体流动方式的稳定。第一螺旋状凹槽6的槽宽为22mm，深度20mm，第一螺旋状凹槽6与涡旋发生段2轴线的夹角为70°至73°，相邻槽间距在65mm至85mm，最优的相邻槽间距为80mm。涡旋产生装置4与涡旋发生段2的入口处留有30mm至70mm的预定距离，如图3所示。当该距离为53.6mm时，产生涡旋的效果最佳。涡旋产生装置4的结构如图4，图5所示，涡旋产生装置4与管段截面的夹角为75°。导流片5沿涡旋产生装置4的母线设置有8片，由中心向外辐射。相邻两个导流片之间留有间隙，涡旋产生装置4与导流片5的连接处均设置有风口。

气体通过涡旋发生段2后，进入到杂质吸附段3。杂质吸附段3内壁附着有特殊的吸附层，同时管段的内壁上也设计有螺线状凹槽，方便吸附。吸附层由网格搭载，附着在杂质吸附段3的管壁上。吸附层分为三层，吸附材料分别依附在不同大小的网格上，如图6所示，杂质吸附段3的内壁上依次设置有第三网格10，第二网格9和第一网格8，第三网格10紧贴内壁。第一网格8孔径大于第二网格9，第二网格9孔径大于第三网格10。第一网格8上的吸附材料孔径大于第二网格9上的吸附材料孔径，第二网格9上的吸附材料的孔径大于第三网格10上吸附材料的孔径。吸附材料包括：活性碳、乙炔黑、沸石、活性石墨、活性焦炭，碳分子筛或前述材料的组合。吸附材料均采用纳米微结构，其平均粒径为0.001mm到20mm。杂质吸附段3的入口端内径和出口端内径小于管段中后段的最大内径。杂质吸附段3的轴向长度为856mm，入口出切线与轴线的夹角为34°，出口处切线与轴线夹角79°，出口处内径为300mm至320mm，管段中最大的内径为486mm。杂质吸附段3内壁还设置有第二螺旋状凹槽7，吸附管段，第二螺旋状凹槽7螺线状槽的宽度为24mm，深度为24mm，相邻槽间距44mm。

气体加速段1，涡旋发生段2和杂质吸附段3的连接处采用法兰连接，保证装置某部分更换及检修时的安全性。同时，使用法兰盲板进行隔离，使气体加速段1，涡旋发生段2和杂质吸附段3之间相对独立，可根据损耗程度对各段装置分别进行养护、更换等操作。

应当指出，虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述，然而本发明还可有其它多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及其等效物所保护的范围内。