一种撬装式天然气净化装置的制作方法

本发明属于天然气净化分离装置技术领域，具体涉及一种撬装式天然气净化装置。

背景技术

现有天然气净化分离装置种类很多，普遍为独立的多套分离器利用管道连接固定组合在一起达到分离净化效果，占地面积大，投资费用较高，而且当使用场站变更时，不利于拆卸和运输。

这些现有分离器一般采用常规的分离构件进行天然气的分离净化，结构单一，未能形成成套的净化系统，分离效果不理想，特别随着气量和气质条件的变化，问题更加突出。

另外，随着天然气的开采，泡排采气工艺逐渐被广泛使用，进而被输送的天然气内夹带大量的泡沫，这些常规的分离器无法去除这些泡沫，导致天然气集输管道及相关设备不同程度的出现各种故障。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对现有技术中存在的问题，提供一种撬装式天然气净化装置，能够有效去除天然气中夹带的气泡，进而提高杂质的去除效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种撬装式天然气净化装置，包括底座、卧式罐体和立式罐体，所述的卧式罐体和所述的立式罐体均固定安装于所述的底座；

所述的卧式罐体的远离所述的立式罐体的一端设置有天然气入口，所述的卧式罐体的内腔中沿罐体的长度方向依次设置有第一净化室、第二净化室、第三净化室和第四净化室，所述的天然气入口连通所述的第一净化室；

所述的第二净化室与所述的第三净化室之间设置有第一压缩导气管；

所述的第三净化室与所述的第四净化室之间设置有第二压缩导气管；

所述的第四净化室连接至所述的立式罐体，所述的立式罐体设置有天然气出口。

优选地，所述的第一净化室中设置有预虑斜板，所述的预虑斜板与从天然气入口的中心切向平面形成27°的夹角并能够将进入的天然气导向所述的第一净化室的腔室底部；

所述的第二净化室中设置有旋风除杂机构，所述的旋风除杂机构包括旋风除杂筒体，所述的旋风除杂筒体沿轴向依次设置有第一除杂腔室、第二除杂腔室、第一除杂气管、第二除杂气管、第一过滤罐和第二过滤罐，所述的第一除杂气管的其中一端连接所述的第一净化室，所述的第一除杂气管的另外一端连接至所述的第一除杂腔室且能够沿所述的第一除杂腔室的内壁切向喷出气体，所述的第一过滤罐设置于所述的第一除杂腔室中，所述的第一过滤罐的罐身上设置有过滤孔系、以及分别设置在过滤孔系上部与下部的上遮挡部和下遮挡部；所述的第二除杂气管的一端连接所述的第一过滤罐，所述的第二除杂气管的另外一端连接至所述的第二除杂腔室且能够沿所述的第二除杂腔室的内壁切向喷出气体，所述的第二过滤罐设置于所述的第二除杂腔室中，所述的第二过滤罐的罐身上也设置有过滤孔系、以及分别设置在过滤孔系上部与下部的上遮挡部和下遮挡部；

所述的第一压缩导气管的一端连接至所述的第二过滤罐、另外一端连接至所述的第三净化室；

所述的第三净化室中设置有沿所述的卧式罐体的径向布置的第一净化筒体，所述的第一净化筒体内由卧式罐体的中心向外侧的方向依次设置有整流聚结构件和消泡构件；

所述的第二压缩导气管的一端连接至所述的第一净化筒体的末端、所述的第二压缩导气管的另外一端连接至所述的第四净化室；

所述的第四净化室中设置有沿所述的卧式罐体的径向布置的第二净化筒体，所述的第二净化筒体内由卧式罐体的中心向外侧的方向也依次设置有整流聚结构件和消泡构件；

所述的第二净化筒体的末端与所述的立式罐体之间设置有导气管；

所述的立式罐体中设置有聚结分离构件和除液分离构件，所述的聚结分离构件的进气端连接至所述的导气管、出气端连接至所述的除液分离构件，所述的除液分离构件的出气端连接至所述的天然气出口；

其中，所述的整流聚结构件包括整流聚结壳体，所述的整流聚结壳体内设置有若干个整流聚结板，所述的整流聚结板沿厚度方向等间隔布置，形成若干个竖向的导流腔，并且每个整流聚结板设置有向同一方向凸出的梯形折弯部，所述的梯形折弯部的上底边位置还设置有用于阻挡液滴的挡板；

所述的消泡构件包括消泡壳体，所述的消泡壳体中设置有竖向布置的消泡腔，所述的消泡腔沿其轴向由下至上依次设置有第一疏水疏油层、纤维消泡层和第二疏水疏油层，第一疏水疏油层的底部设置有锥形多孔板；其中，第一净化筒体中的消泡构件的纤维消泡层主要由长丝玻璃纤维层和金属纤维层组成，第二净化筒体中的消泡构件的纤维消泡层主要由中空纤维材料层组成；

所述的聚结分离构件包括聚结分离壳体，所述的聚结分离壳体中设置有第一环形汇流管和第二环形汇流管，所述的第一环形汇流管连接所述的导气管，所述的第一环形汇流管连接有若干个第一聚结分离滤芯，所述的第一聚结分离滤芯包括由外而内设置有聚结层、骨架层和内滤层；所述的第二环形汇流管连接有若干个第二聚结分离滤芯，所述的第二聚结分离滤芯包括由外而内设置的外滤层、骨架层和聚结层；第二环形汇流管连接至所述的除液分离构件。

优选地，所述的除液分离构件包括除液分离壳体，所述的除液壳体中设置有若干个山脊状结构的叶片，每两个叶片为一叶片单元、层叠布置，且相邻两个叶片在不同侧坡面上设置有通孔结构；所述的除液壳体的顶部设置有进气端、侧部设置有出气端、底部设置有连接集液槽的集液端。

优选地，所述的叶片单元与叶片单元之间间距大于每个叶片单元内的两叶片之间的间距。

优选地，所述的第一除杂腔室和所述的第二除杂腔室的底部均设置有阻流凸起结构。

优选地，所述的第一净化室、第二净化室、第三净化室和第四净化室均设置有排污管。

优选地，所述的旋风除杂筒体沿所述的卧式罐体的径向布置，且容置于所述的卧式罐体内；

所述的第一净化筒体和所述的第二净化筒体的大于二分之一筒身长度的部分容置于所述的卧式罐体内，剩余部分位于所述的卧式罐体外。

优选地，所述的第一压缩导气管和所述的第二压缩导气管均采用弯管结构。

优选地，所述的第一压缩导气管和所述的第二压缩导气管采用u型的弯管结构。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的撬装式天然气净化装置，设置多个净化室，净化室与净化室之间通过管道连接，在天然气进入管道中时，由于管道容积小，能够对天然气进行压缩，然后再进入到净化室，净化室容积大，能够对天然气净化放大，从第一净化室到第四净化室之间形成一个多次“收缩”和多次“放大”的净化机理，使得夹带杂质的天然气不断的被压缩和放大，在压缩阶段，天然气液态杂质析出、泡沫破碎，在放大阶段杂质和破碎的泡沫沉降，从而实现气体与杂质分离，同时消除气泡。

附图说明

图1是本发明的撬装式天然气净化装置的主视图；

图2是本发明的撬装式天然气净化装置的俯视图；

图3是本发明的旋风除杂机构的主视剖视图；

图4是本发明的整流聚结构件的结构简图；

图5是本发明的聚结分离构件的主视剖视图；

图6是图5的a-a向剖视图；

图7是本发明的除液分离构件的结构简图；

图8是本发明的第一净化筒体中的消泡构件的结构简图。

附图标记：100-卧式罐体，101-第一净化室，102-第二净化室，103-第三净化室，104-第四净化室，111-天然气入口，112-第一压缩导气管，113-第二压缩导气管，114-导气管，131-预虑斜板，132-旋风除杂机构，1320-旋风除杂筒体，1321-第一除杂腔室，1322-第二除杂腔室，1323-第一过滤罐，1324-第二过滤罐，1325-下遮挡部，1326-上遮挡部，1327-第一除杂气管，1328-第二除杂气管，1329-阻流凸起结构，133-整流聚结构件，1331-整流聚结壳体，1332-整流聚结板，1333-梯形折弯部，1334-挡板，134、134'-消泡构件，1341-消泡壳体，1342-第二疏水疏油层，1343-长丝玻璃纤维层，1344-金属纤维层,1345-第一疏水疏油层，1346-锥形多孔板，141-第一净化筒体，142-第二净化筒体，200-立式罐体，211-天然气出口，231-聚结分离构件，2311-聚结分离壳体，2312-第一环形汇流管，2313-第二环形汇流管，2314-第一聚结分离滤芯，2315-第二聚结分离滤芯，232-除液分离构件，2321-除液分离壳体，2322-叶片，300-底座。

具体实施方式

参照图1，图2，本发明的一种撬装式天然气净化装置，包括底座300、卧式罐体100和立式罐体200，卧式罐体100和立式罐体200均固定安装于底座300，从而实现能够撬装的撬装式结构，能够通过其他辅助装置或者机器实现对整个天然气净化装置的移动以及安装，操作简单、且方便。

卧式罐体100的远离立式罐体200的一端设置有天然气入口111，卧式罐体100的内腔中沿罐体的长度方向依次设置有第一净化室101、第二净化室102、第三净化室103和第四净化室104，天然气入口111连通第一净化室101。第二净化室102与第三净化室103之间设置有第一压缩导气管112，第三净化室103与第四净化室104之间设置有第二压缩导气管113，第四净化室104连接至立式罐体200，立式罐体200设置有天然气出口211。

天然气从天然气入口111进入第一净化室101实现第一级的净化处理，然后依次通过第二净化室102、第三净化室103和第四净化室104进行多级净化处理，最后从第四净化室104进入到立式罐体200中，在立式罐体200内完成进一步的气液分离，最后从立式罐体200的天然气出口211排出，完成对天然气的多级净化处理。

本发明通过在第二净化室102与第三净化室103之间设置有第一压缩导气管112，天然气在第二净化室102净化处理后，经第二压缩导气管113后进入到第三净化室103中，由于第二净化室102容积较大，第二压缩导气管113的管径小，因此天然气从第二净化室102进入到第二压缩导气管113中时则形成一种气体压缩状态，在这个压缩阶段，天然气的液态杂质析出、泡沫破碎，然后天然气从第二压缩导气管113进入第三净化室103，又是一种气体放大的状态，在这个放大阶段，杂质和破碎的泡沫会沉降，从而实现气体和杂质的分离。以此类推，在第三净化室103与第四净化室104之间设置有第二压缩导气管113，也是同样的原理，能够实现在压缩阶段，析出天然气中的液态杂质、破碎泡沫，然后在放大阶段，杂质和破碎的泡沫会沉降，从而实现气体和杂质的分离。本发明采用一种具有至少两级的“压缩”、“放大”，从而有效提高杂质与气体的分离率。

针对第一压缩导气管112和第二压缩导气管113，本发明还可以采用弯管结构，利用弯曲结构，能够改变气体流通路径，从而能够提高泡沫的破碎效果，而本实施例中，第一压缩导气管112和第二压缩导气管113是采用的u型弯管，泡沫破碎相比于直管，效果要好很多。当然，也可以设计成多次折弯的蛇形盘管等，以提高杂质析出率。

第一净化室101中设置有预虑斜板131，预虑斜板131与从天然气入口111的中心切向平面形成27°的夹角并能够将进入的天然气导向所述的第一净化室101的腔室底部。本实施例中，天然气入口111是沿卧式罐体100的轴向方向同轴布置的，因此，天然气入口111沿水平方向射入，然后再天然气入口111的内侧端布置一预虑斜板131，天然气直接打在预虑斜板131上，然后经过反弹，由于气体、固体杂质和液体杂质反弹路径均不相同，因此通过该预虑斜板131，能够使得天然气与杂质最大程度的向着不同方向折弯，实现预分离。杂质部分经反弹后更多的停留在第一净化室101的底部，而气体部分越过预虑斜板131后，流入到第二净化室102中。

预虑斜板131的安装，可以采用一侧边合页连接的方式，另外两侧通过支撑杆支撑，最后形成于天气热入口的轴向呈27°夹角的结构。本实施例中预虑斜板131采用27°的倾斜角度(或夹角)是具有一个较好的分离效果，当角度小于27°时，气体和杂质混合物与斜板接触后，气体和固态杂质反弹路径比较接近，溶液混合，处理效率降低；当角度大于27°时，气体和杂质混合物与斜板接触后，气体和液态杂质反弹路径比较接近，溶液混合，处理效率降低。

通过预虑斜板131的预虑作用，能够有效去除天然气中的固体杂质和液体杂质，对50μm以上固态杂质去除效率99.5％以上，针对80微米以上液态杂质去除率80％以上；消泡率10％以上。

第二净化室102中设置有旋风除杂机构132，参照图3，旋风除杂机构132包括旋风除杂筒体1320，旋风除杂筒体1320沿轴向依次设置有第一除杂腔室1321、第二除杂腔室1322、第一除杂气管1327、第二除杂气管1328、第一过滤罐1323和第二过滤罐1324，第一除杂气管1327的其中一端连接第一净化室101，第一除杂气管1327的另外一端连接至第一除杂腔室1321且能够沿第一除杂腔室1321的内壁切向喷出气体，第一过滤罐1323设置于第一除杂腔室1321中，第一过滤罐1323的罐身上设置有过滤孔系、以及分别设置在过滤孔系上部与下部的上遮挡部1326和下遮挡部1325；第二除杂气管1328的一端连接第一过滤罐1323，第二除杂气管1328的另外一端连接至第二除杂腔室1322且能够沿第二除杂腔室1322的内壁切向喷出气体，第二过滤罐1324设置于第二除杂腔室1322中，第二过滤罐1324的罐身上也设置有过滤孔系、以及分别设置在过滤孔系上部与下部的上遮挡部1326和下遮挡部1325。

在第一净化室101中经过预虑斜板131过滤后的气体通过第一除杂气管1327道进入到第一除杂腔室1321中，在这个过程中，天然气也是完成了一个“压缩”、“放大”的过程，首先天然气从第一净化室101进入第一除杂气管1327时，就成了一种体积被压缩的状态，然后从第一除杂气管1327进入到第一过滤罐1323中，又形成了体积被放大的状态，因此，也是一个完整的“压缩”、“放大”的过程，从而实现杂质的分离。

优选地，旋风除杂筒体1320沿卧式罐体100的径向布置，且容置于卧式罐体100内。

气体从第一除杂气管1327沿切向方向进入到第一除杂腔室1321中，气体在第一除杂腔室1321中会形成向下的涡流，然后又从中心部位升起，第一过滤罐1323正好设置在中心正上方位置，升起的气体从第一过滤罐1323的过滤孔系排走，而离心作用，杂质部分向室壁方向甩去，并沿室壁下落留在了第一除杂腔室1321的底部。进入第一过滤罐1323的气体则在第二除杂气管1328的作用下，引入到第二除杂腔室1322中，然后基于同样的原理，在第二除杂腔室1322内完成进一步的过滤出来，最后气体流入至第二过滤罐1324内，在第一压缩导气管112的引导作用下，进入到第三净化室103中。

优选地，第一除杂腔室1321和第二除杂腔室1322的底部均设置有阻流凸起结构1329，通过阻流凸起结构1329，能够防止在除杂腔室底部沉淀的杂质被扰流激起。

气体在第二除杂腔室1322中，通过一个两级的离心过滤效果的旋风除杂机构132，有效去除天然气中的固体杂质和液体杂质，对5微米以上固态杂质去除效率99.5％以上，针对50微米以上液态杂质去除率90％以上；消泡率30％以上。

第一压缩导气管112的一端连接至第二过滤罐1324、另外一端连接至第三净化室103。第三净化室103中设置有沿卧式罐体100的径向布置的第一净化筒体141，第一净化筒体141内由卧式罐体100的中心向外侧的方向依次设置有整流聚结构件133和消泡构件134。第二压缩导气管113的一端连接至第一净化筒体141的末端、第二压缩导气管113的另外一端连接至第四净化室104。第四净化室104中设置有沿卧式罐体100的径向布置的第二净化筒体142，第二净化筒体142内由卧式罐体100的中心向外侧的方向也依次设置有整流聚结构件133和消泡构件134'。本实施例采用两级整流聚结-消泡的结构，能够有效地消除天然气中的泡沫，同时泡沫破碎时也析出更多杂质，提高杂质的去除率。

第一净化筒体141中的整流聚结构件133和第二净化筒体142中的整流聚结构件133可以采用相同的结构，当然也可以采用不同的结构实现整流聚结。

本实施例提供一种整流聚结构件133的具体实施方式，参照图4，包括整流聚结壳体1331，整流聚结壳体1331内设置有若干个整流聚结板1332，整流聚结板1332沿厚度方向等间隔布置，形成若干个竖向的导流腔，并且每个整流聚结板1332设置有向同一方向凸出的梯形折弯部1333，梯形折弯部1333的上底边位置还设置有用于阻挡液滴的挡板1334。天然气在第三净化腔室中，流入至第一净化筒体141，在第一净化筒体141中首先进入整流聚结构件133，在整流聚结壳体1331内，在导流腔的引导下，向上流动，由于整流聚结板1332具有梯形折弯部1333，所以，在上升的过程中，流动方向被扰动，气体中大部分液体会紧贴整流聚结板1332流动，一部分液体在梯形折弯部1333的阻挡作用下，形成聚结，聚结多了就在重力作用下下落，留在了整流聚结壳体1331的底部。而进一步在梯形折弯部1333的上底边位置设置挡板1334，能够加大阻挡效果，将更多的液滴阻挡下落，这样能够有助于提高液体杂质的去除率。

在第一净化筒体141中，天然气首先经过整流聚结构件133，然后再经过消泡构件134，参照图5，而第一净化筒体141中的消泡构件134包括消泡壳体1341，消泡壳体1341中设置有竖向布置的消泡腔，消泡腔沿其轴向由下至上依次设置有第一疏水疏油层1345、纤维消泡层和第二疏水疏油层1342，第一疏水疏油层1345的底部设置有锥形多孔板，纤维消泡层主要由长丝玻璃纤维层1343和金属纤维层1344组成。天然气首先经过锥形多孔板，能够起到聚结、均布气流和泡沫的作用，通过锥形多孔板后，再经过第一疏水疏油层1345、纤维消泡层和第二疏水疏油层1342，通过疏水疏油层的作用能够更多的防止水和油通过，而让气体部分通过，通过长丝玻璃纤维层1343和金属纤维层1344组成的纤维消泡层，能够有效提高消泡效果。

在第二净化筒体142中时，与在第一净化筒体141中类似，不同之处在于，中间的纤维消泡层选用的材料不同，第二净化筒体142中纤维消泡层采用的是主要由中空纤维材料层组成纤维消泡层。

第一净化筒体141和第二净化筒体142的大于二分之一筒身长度的部分容置于卧式罐体100内，剩余部分位于卧式罐体100外。

第二净化筒体142与第一净化筒体141相比，所能够去除的杂质粒径有一定的区别，消泡效率也有一定变化，具体地，第一净化筒体141中采用的整流聚结构件133与消泡构件134的组合方式，能够针对3微米以上液态杂质去除率99.5％以上，针对5微米以上固态杂质去除率99.5％以上；消泡率80％以上。第二净化筒体142中采用的整流聚结构件133与消泡构件134'的组合方式，针对1微米以上液态杂质去除率99.5％以上，针对3微米以上固态杂质去除率99.5％以上；消泡率95％以上。

第二净化筒体142的末端与立式罐体200之间设置有导气管114。立式罐体200中设置有聚结分离构件231和除液分离构件232，聚结分离构件231的进气端连接至导气管114、出气端连接至除液分离构件232，除液分离构件232的出气端连接至天然气出口211。在通过第二净化筒体142的气体通过导气管114进入到立式罐体200中，具体是进入到立式罐体200中的聚结分离构件231中。

参照图6-7，聚结分离构件231包括聚结分离壳体2311，聚结分离壳体2311中设置有第一环形汇流管2312和第二环形汇流管2313，第一环形汇流管2312连接导气管114，第一环形汇流管2312连接有若干个第一聚结分离滤芯2314，第一聚结分离滤芯2314包括由外而内设置有聚结层、骨架层和内滤层；第二环形汇流管2313连接有若干个第二聚结分离滤芯2315，第二聚结分离滤芯2315包括由外而内设置的外滤层、骨架层和聚结层；第二环形汇流管2313连接至除液分离构件232。气体通过导气管114进入到第一环形汇流管2312中，然后分别进入到第一聚结分离滤芯2314，气体一次经过内滤层、骨架层以及聚结层，实现由内而外的聚结分离，然后又通过第二聚结分离滤芯2315，通过外滤层、骨架层和聚结层，实现由外而内的聚结分离，最后汇集到第二环形汇流管2313中，然后通入到除液分离构件232中。在本实施例的聚结分离构件231中，设置有由内到外、由外到内的两级聚结分离，大大提高了杂质去除效率，以及能够去除的杂质粒径更小。而针对单个的聚结分离构件231，均是采用的初虑到聚结的过程，实现内部的两级分离过滤，杂质去除效率高。

参照图8，除液分离构件232包括除液分离壳体，除液壳体中设置有若干个山脊状结构的叶片2322，每两个叶片2322为一叶片单元、层叠布置，且相邻两个叶片2322在不同侧坡面上设置有通孔结构；除液壳体的顶部设置有进气端、侧部设置有出气端、底部设置有连接集液槽的集液端。气体从除液分离壳体的顶部进入后，会依次经过山脊状结构的叶片2322，由于叶片2322是层叠分布，而叶片2322与叶片2322的通孔又不是相对的，因此进过第一叶片的通孔后的液体会因为惯性的重要，打在第二叶片上，气体则从叶片2322与叶片2322间的间隙流过，然后从第二叶片的通过流入到下一级的叶片单元中。最后，气体部分均从一侧的出气端流走，而液体部分则在底部汇集，然后通过集液端流入到集液槽中。本实施例的除液分离构件232，能够有效实现气体中液体部分和气体部分的分离。

优选地，叶片单元与叶片单元之间间距大于每个叶片单元内的两叶片2322之间的间距。

本发明中，利用聚结分离构件231和除液分离构件232组成的末端处理机构，针对0.3微米以上液态杂质去除率99.5％以上，针对1微米以上固态杂质去除率99.5％以上，消泡率99.5％以上。除杂粒径能够达到最小，除杂效率也是达到最高，消泡率也是达到顶峰。

本发明在卧式罐体100中，利用在第一净化室101中利用预虑斜板131构成了第一级的净化机构，在第二净化室102中利用旋风除杂机构132构成了第二级的净化机构，在第三净化室103中采用整流聚结构件133和消泡构件134构成了第三级、第四级净化机构，在第四净化室104中也是利用整流聚结构件133和消泡构件134'构成了第五级、第六级净化机构，在立式罐体200中，利用聚结分离构件231和除液分离构件232，构成了第七级、第八级的净化机构。因此，通过卧式罐体100和立式罐体200组成了一个具有8级净化处理的天然气净化装置，能够显著提高天然气中的泡沫消除率，同时也能有效去除天然气中的液体杂质和固定杂质。

第一净化室101、第二净化室102、第三净化室103和第四净化室104均设置有排污管。每个净化室独立排污，防止串气，有效保证8级的天然气净化能够顺利进行。