[发明专利]具有预分离功能的气液聚结滤芯

说明书

本发明提供一种具有预分离功能的气液聚结滤芯，其内的滤芯内骨架、滤芯聚结层、滤芯排液层、滤芯外骨架由内向外依次套置，且均为柱形结构；滤芯下端盖上设置进气口；进气口处设置导流装置，用于使进入滤芯的气体产生旋转气流；该导流通道设置于该滤芯内骨架的内部并连接该导流装置；该旋转气流在该导流通道内流动时，在离心力的作用下分离出液滴并甩到该导流通道壁面并在重力作用下向下排出，能有效利用滤芯内部空间，占用空间小，实现多级过滤池，有效滤除了气体中的液滴。

技术领域

本发明涉及多相流分流技术领域，尤其涉及一种具有预分离功能的气液聚结滤芯。

背景技术

气液过滤广泛应用于各种工业过程，例如天然气净化及管道输送、压缩空气过滤、干气密封和燃料气过滤。比如，天然气处理及长距离输送过程中夹带的液体杂质，会造成计量仪器及压缩机组损坏、干气密封失效、管道腐蚀及磨损，因此需要设置相应的气液过滤装置(比如聚结过滤器)去除天然气中的液体杂质，其中，微小的液滴主要靠聚结过滤器的聚结滤芯的聚结分离作用进行去除。

现场输气管道中天然气所含杂质较为复杂、工况变化较大、含液量波动较大，液体杂质主要有凝析油、游离水及经过中间设置的压气站压缩机组后会夹带润滑油等高粘度液滴。当现场处于高浓度、大粒径液滴工况时，现有聚结滤芯处理量无法满足要求，杂质将快速堵塞滤芯，导致滤芯失效，而且气流中夹带的高粘度液滴被聚结滤芯捕集后在纤维内部难以及时排出，导致滤芯压降迅速增加，液滴二次夹带(聚结过滤器已经捕集的液滴由于气流的作用会再次进入下游气流，从而引起下游气流中液滴浓度的增加，导致过滤效率下降，这种现象称为二次夹带，在微米级液滴中非常容易出现)也将增加。

因此，现有聚结滤芯无法处理现场含液量波动较大、来流中含有高粘度液体杂质等复杂情况。为保证核心设备正常运行，沿途各压气站一般会设置惯性分离器、旋风分离器、过滤分离器和聚结分离器组合的多级分离器，虽然其处理量大，可以应对复杂工况，但存在成本高、占地面积大、整体结构及工艺流程复杂、不易安装操作等缺点。

现有技术中提供一种多级过滤元件(美国发明专利US8936661B2)，参见图1，该多级过滤元件主要包括：管状过滤器引导件、外预过滤器套筒元件、内过滤器元件的第一级和第二级等元件组成；流体穿过外部预滤器套筒元件，进入到内过滤器元件内，然后穿过内部过滤器元件的第一级，通过管状过滤器引导件进入到第二级，并在第三过滤步骤中向外穿过内部元件。该发明将三级过滤元件组件集合到一个过滤元件上，可以分级去除流体中各种不同的杂质。

但是，该多级过滤元件没有对滤芯内部空间进行合理利用，占地空间较大，同时，该多级过滤元件采用多孔介质作为预分离元件，将三级过滤元件组件集合到一个过滤元件上，当气流中含有高粘度液体杂质等复杂工况，杂质附着在多孔介质内部不易排出，将堵塞多孔介质，造成压降急剧升高，导致滤芯寿命减小，需频繁更换。

现有技术中还提供一种高效过滤聚结集成滤芯(中国发明专利CN107930185A)，参见图2，该高效过滤聚结集成滤芯包括压紧装置、集成压盖、预过滤体、聚结体和集成端盖，预过滤体和聚结体通过压紧装置、集成压盖和集成端盖连接组合为一个集成体。

该高效过滤聚结集成滤芯由过滤体和聚结体通过一定结构组合而成，延长了滤芯使用寿命，成本低，占用空间小。但是，该高效过滤聚结集成滤芯依旧采用多孔介质作为预分离元件，当气流中含有高粘度液体杂质等复杂工况，杂质附着在多孔介质内部不易排出，将堵塞多孔介质，造成压降急剧升高，导致滤芯寿命减小，需频繁更换。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有预分离功能的气液聚结滤芯，通过在滤芯内骨架所限定的空间中设置导流装置和导流通道，能有效利用滤芯内部空间，占用空间小，并且解决当气流中含有高粘度液体杂质等复杂工况，杂质附着在多孔介质内部不易排出，将堵塞多孔介质，造成压降急剧升高，导致滤芯寿命减小，需频繁更换的问题，并且适于现场含液量波动较大、来流中含有高粘度液体杂质等复杂情况，并有效减少液滴二次夹带现象。