[发明专利]自引射循环回流超音速旋流分离器及其分离方法

权利要求书

1.一种自引射循环回流超音速旋流分离器，它包括进气腔旋流结构、拉法尔管、分液结构和压力恢复段（11），其特征是：它还包括一个积液腔；所述进气腔旋流结构包含连接进气腔（4）的进气管（3）、位于进气腔（4）中的旋流发生器（5）和设置在进气腔（4）端部的进气腔挡板（2）；所述拉法尔管包含连接旋流发生器（5）的拉法尔管渐缩段（7）和拉法尔管扩压段（8）；所述分液结构包含连接拉法尔管扩压段（8）的稳定锥度段（9）和出口连接压力恢复段（11）的喷管降速直段（10）；所述积液腔包含分离腔（13）和位于分离腔（13）内的过滤段（14），分离腔（13）与稳定锥度段（9）外侧的排液腔（12）连接，过滤段（14）的出口经回流管（1）连接设置在拉法尔管渐缩段（7）中的旋流发生器（5）和导流锥（6）的回流通道（1a），导流锥（6）的锥端设有多个导流锥侧向开口（21），导流锥侧向开口（21）的中心线距锥尖距离为10-50mm；所述旋流发生器（5）与导流锥（6）连接后构成的整体通过法兰与回流管（1）连接，回流管法兰（15）采用焊接方式与回流管（1）连接，回流管法兰（15）与进气腔挡板（2）之间设置金属垫片（16），采用连接螺钉（17）调节间隙，在回流管法兰（15）与进气腔挡板（2）之间设置o型密封圈（18）。

2.根据权利要求1所述的一种自引射循环回流超音速旋流分离器，其特征是：所述旋流发生器（5）的出口处与导流锥（6）的进口处采用螺纹连接，螺纹的长度为20-200 mm。

3.根据权利要求1所述的一种自引射循环回流超音速旋流分离器，其特征是：所述旋流发生器（5）内的回流通道直径与回流管（1）的内径相同，导流锥（6）内的回流通道采用向出口方向渐缩的圆形截面通道。

4.根据权利要求1所述的一种自引射循环回流超音速旋流分离器，其特征是：所述拉法尔管渐缩段（7）的收缩角为10-60度角，长度为6-1400 mm，大头直径25-1000 mm，导流锥（6）的锥角在5-60度角之间，长度为6-1400 mm，大头直径为10-600 mm。

5.根据权利要求1所述的一种自引射循环回流超音速旋流分离器，其特征是：所述旋流发生器（5）设有4-28个周向均布的轴流式导向叶片（19），轴流式导向叶片（19）的厚度在1-10 mm之间，旋流器出口角在20-60度角之间。

6.根据权利要求1所述的一种自引射循环回流超音速旋流分离器的分离方法，其特征是：含湿气体由进气管（3）经进气腔（4）流过带回流通道的旋流发生器（5），然后在拉法尔管渐缩段（7）内沿带回流通道的导流锥（6）向后流动，在拉法尔管扩压段（8）的扩张流道中，含湿气体被加速到超音速，静温降低，气体中的重组分发生冷凝；在拉法尔管扩压段（8）内低温冷凝形成的凝析液，脱除湿组分后的干气经稳定锥度段（9）和喷管降速直段（10）进入压力恢复段（11），完成减速和压力恢复过程，降低分离器的流动压力损失；一部分凝析液经排液腔（12）的排液口分离，另一部分凝析液随外循环气的流动携带进入分离腔（13），在分离腔（13）內的过滤段（14）通过物理过滤完成部分凝析液的分离；在排液腔（12）与带回流通道的导流锥（6）出口之间利用旋流及高速流动产生的压差，含湿气体会自引射进入回流管（1），经带回流通道的导流锥（6）出口引射进入拉法尔管扩压段（8）而形成一个外部回流循环。