[发明专利]切换式双级聚结分离系统

说明书

本发明为一种切换式双级聚结分离系统，包括聚结器壳体、多个双级滤芯和粒子检测器，聚结器壳体的内部分隔为下腔室和上腔室，各双级滤芯的下部和上部分别位于下腔室和上腔室内；第一进气支管和第二进气支管分别与下腔室和上腔室相连通，第一进气支管和第二进气支管分别接入进气总管，在进气总管、第一进气支管和第二进气支管的连接位置上设置有第一多通阀，粒子检测器设置于进气总管上；第一出气支管和第二出气支管分别与上腔室相连通，第一出气支管和第二出气支管分别接入出气总管，在出气总管、第一出气支管和第二出气支管的连接位置上设置有第二多通阀。本发明解决了聚结滤芯易堵塞，聚结器使用效果不佳的技术问题。

技术领域

本发明涉及天然气运输技术领域，尤其涉及一种切换式双级聚结分离系统。

背景技术

目前，天然气运输技术中管道运输是实现大量油气资源长距离转移的最优方式。为实现长距离输送，需在管道沿线设置压气站给天然气增压，压气站核心动力设备为压缩机。然而，从地下采出的天然气会不同程度的夹带出部分矿物、黏土、水、凝析油等杂质。如果固体颗粒或液滴进入压缩机将造成叶片或干气密封系统磨损、腐蚀或热应变，从而严重时将导致压缩机停机。

为了保证压缩机长周期连续运行，进站的天然气一般会依次经过旋风分离器、过滤分离器和聚结器等装置，除去气体内夹带的固体和液体杂质。其中，过滤分离器通常设置在聚结器的上游，用于除去粒径1μm以上的液滴和固体粉尘；聚结器则主要用于除去1μm以下的液滴，聚结器的安装核心部件为聚结滤芯。含液气体由聚结滤芯内表面由过滤材料的微孔进入滤芯内，气体中的液滴被滤芯内纤维拦截下来，而后在纤维上通过液滴之间相互碰撞聚并作用使得小液滴在滤材内部形成较大液滴，聚结后的液滴随气流向滤芯外侧运动，最后液滴在滤芯外表面在气体曳力和重力作用下排出滤芯。洁净的气体由滤芯外表面排出，经聚结器出口进入后续工艺。

现阶段，实际工业绝大多数聚结器采用立式形式，因为微小液滴聚结后在滤芯外表面在气体曳力和重力作用下可较为顺利地排出滤芯，过滤后气体向上运动与液体运动方向相反，可极大降低液滴二次夹带。另外，极少数聚结器采用卧式形式，因为滤芯卧式(沿水平方向)放置时，在整个滤芯长度方向上，液体将充分润湿滤材(液体浸润滤芯水平中心线以下区域)，其与立式放置的聚结器相比，滤芯内液体含量更高，从而使得滤材内部更多的孔隙被液体所填充，一方面造成滤材内能够有效拦截液滴的洁净纤维面积降低，促使过滤效率下降；另一方面滤芯表面的液体与其内部的液体将形成较强的分子吸引力，使滤芯表面的液体不易与滤芯分离，如此则进一步导致滤芯内部的液体严重堵塞。此外，卧式放置滤芯在排液时，气体与液体同方向运动，液体容易被气体夹带进入滤芯下游，导致过滤效果下降。当气体内固体或液体含量极低时，可采用卧式聚结器，但这种情况在实际现场，尤其是天然气长距离输送过程中较为罕见，并且对于此种低污染工况，立式聚结器也能起到良好作用，因此，立式聚结器具有更强的适用性。

现有技术中所使用的立式聚结器的结构，如图1所示，在立式聚结器内部设置有管板100，管板100将立式聚结器的内部分隔为上、下两部分，其中，下部为含液气体腔室，上部为洁净气体腔室。含有液滴的气体由立式聚结器入口200进入到含液气体腔室，在气体推动力的作用下由各聚结滤芯300的底部开口进入至聚结滤芯300的内侧，气体由聚结滤芯300内壁面上过滤材料的孔隙进入聚结滤芯300，液滴经聚结(气体中的微小液滴在过滤材料内部由于碰撞、聚并、融合而成较大液滴的过程)后以液体形式由聚结滤芯300外壁面排出，排出的液体在重力作用下滑落至管板100上，而后液体通过洁净气体腔室下部的第一排液口400排出立式聚结器；所得到的洁气体由聚结滤芯300外壁面排出，而后经由通过洁净气体腔室上部的立式聚结器出口500排出至后续工段。当气体中含液量过高时，部分液体将直接在聚结滤芯300内壁面被拦截，而后在重力作用下滑落至含液气体腔室底部，而后通过含液气体腔室底部的第二排液口600排出聚结器。