[发明专利]一种预成核超音速涡流管天然气脱水方法

权利要求书

1.一种预成核超音速涡流管天然气脱水方法，其特征在于：含有饱和水和少量游离水，压力为8.0MPa，温度为30℃的原料气(16)首先进入原料气分离器(17)和原料气过滤分离器(18)分别脱除大颗粒以减小高速条件下的磨蚀，过滤分离后的原料气与干气在气气换热器(19)换热降温并经精细过滤器(20)除去细小固体颗粒后由原料气进口(1)进入预成核超音速涡流管(21)，从成核剂入口(2)加入成核剂或从成核剂出口(3)排除成核剂，或原料天然气中含有游离水可作为成核剂使用时，成核剂入口(2)和成核剂出口(3)加装盲板进行密封，进入预成核超音速涡流管(21)的原料气先通过聚结成核器(4)形成适合的粒径，在涡流发生器(5)产生涡流旋转后再经拉伐尔喷管(6)加速降温；此时低温凝结产生的微小液滴在预成的晶核上迅速长大，并在离心力的作用下附着于管壁进而进入分液腔(7)，再经冷凝液出口(11)进入气液分离器(22)实现分离，分离出的气相汇入干气；管中心气流则在扩压管(8)中减速恢复压力至6.0MPa再通过整流器(9)消除涡流后由干气出口(10)与气液分离器(22)分出的气体混合进入气气换热器(19)与原料气换热升温，升温后干气(23)外输；在原料气分离器(17)、原料气过滤分离器(18)和气液分离器(22)产生的水汇入水储罐(24)暂存，定期外排。

2.根据权利要求1所述的一种预成核超音速涡流管天然气脱水方法，其特征在于：预成核超音速涡流管由原料气进口(1)、成核剂入口(2)、成核剂出口(3)、聚结成核器(4)、涡流发生器(5)、拉伐尔喷管(5)、分液腔(7)、扩压管(8)、整流器(9)、干气出口(10)、冷凝液出口(11)构成；原料气进口(1)和干气出口(10)分别位于预成核超音速涡流管的两端，成核剂入口(2)和成核剂出口(3)分别位于原料气进口(1)端预成核超音速涡流管的顶部和底部，聚结成核器(4)位于涡流发生器(5)和成核剂入口(2)、成核剂出口(3)之间，固定在预成核超音速涡流管内壁上，涡流发生器(5)位于拉伐尔喷管(5)的入口处，拉伐尔喷管(5)位于整流器(9)和涡流发生器(5)之间，固定在预成核超音速涡流管内壁上，扩压管(8)呈喇叭形位于拉伐尔喷管(5)喇叭形的出口内将出口分割成分液腔(7)和干气腔，整流器(9)位于扩压管(8)喇叭出口端，干气出口(10)处。

3.根据权利要求1所述的一种预成核超音速涡流管天然气脱水方法，其特征在于：聚结成核器(4)由不同孔径的多层材料组成，不同孔径的多层材料沿气流方向按孔径递增的规律排列。

4.根据权利要求1所述的一种预成核超音速涡流管天然气脱水方法，其特征在于：所述的成核剂入口2设有雾化喷嘴，可产生适合粒径的液滴。

5.根据权利要求1所述的一种预成核超音速涡流管天然气脱水方法，其特征在于：所述的涡流发生器(5)由涡流发生器叶片(12)和涡流发生器本体(13)组成；涡流发生器本体(13)由半圆和圆锥体构成，涡流发生器叶片(12)均匀分布在半圆的圆周上，涡流发生器叶片(12)的倾角为垂直于气流方向旋转，圆锥体与拉伐尔喷管(5)的减缩喇叭口型对应。

6.根据权利要求1所述的一种预成核超音速涡流管天然气脱水方法，其特征在于：所述的整流器(9)由整流器叶片(14)和整流器本体(15)组成；整流器叶片(14)位于整流器本体(15)圆周上，倾角与气流方向平行。