[發(fā)明專利]一種用于評估超聲速旋流分離器性能的實驗裝置

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• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111122206A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 蔣文明;陳佳男;劉楊;來興宇;邊江;曹學文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 青島智地領創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

本發(fā)明公開了一種用于評估超聲速旋流分離器性能的實驗裝置，包括壓縮機、引射器、混合器、儲氣罐、超聲速旋流分離器、氣瓶組；壓縮機的出口與引射器的高速流入口相連，氣瓶組的出口與引射器的低速流入口相連；引射器的出口與混合器的入口相連，混合器的出口與儲氣罐的入口相連，儲氣罐的出口與超聲速旋流分離器的入口相連，超聲速旋流分離器的氣相出口與氣相管線相連，超聲速旋流分離器的液相出口與液相管線相連。本發(fā)明提供了一套穩(wěn)定可靠的測試系統(tǒng)，氣瓶組的設置能夠為壓縮空氣中增加CO₂，以模擬天然氣中CO₂氣體的存在，從而能夠測試超聲速旋流分離器對CO₂雜質(zhì)氣體的分離脫除效果。

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于分離技術(shù)領域，具體涉及一種用于評估超聲速旋流分離器性能的實驗裝置。

背景技術(shù)

從天然氣田中開采出的天然氣中含有大量水蒸氣、CO₂等雜質(zhì)，必須對其進行凈化分離處理。因為水蒸氣、CO₂等雜質(zhì)的存在會降低天然氣的熱值、降低管道運輸能力，同時存在堵塞天然氣運輸管道和腐蝕設備等風險。因此，除去水蒸氣、CO₂等雜質(zhì)是天然氣凈化環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵。

目前一種新型的用于除去水蒸氣、CO₂等雜質(zhì)的天然氣凈化分離裝置逐漸得到應用，它就是超聲速旋流分離器。超聲速旋流分離器主要由拉伐爾噴管、超聲速整流管、旋流器、擴壓器等構(gòu)件組成，進入的氣體通過拉法爾噴管會產(chǎn)生低溫低壓環(huán)境，從而使得天然氣內(nèi)可凝組分凝結(jié)，并通過旋流器產(chǎn)生巨大的離心力而將凝結(jié)的液滴分離出來。其具有結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、無運動部件、支持無人值守等優(yōu)點，更適合海上、沙漠和偏遠地區(qū)的油氣田等無人作業(yè)。此外，其密閉無泄漏、無需化學試劑的優(yōu)點使其在天然氣凈化分離工藝中具有安全可靠、低碳環(huán)保的競爭優(yōu)勢。

在研究超聲速旋流分離器分離的過程中，需要對水蒸氣、CO₂等各種雜質(zhì)的分離性能進行評價，以作為分離器結(jié)構(gòu)優(yōu)化的依據(jù)，而分離性能的評價都需要不斷地對超聲速旋流分離器進行實驗研究。目前，大部分的超聲速旋流分離系統(tǒng)都是用來評估其對水蒸氣的分離效果的，例如中國專利CN104056497A。因此亟需研發(fā)一種針對CO₂分離性能評估的超聲速旋流分離實驗系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于評估超聲速旋流分離器性能的實驗裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于評估超聲速旋流分離器性能的實驗裝置，包括壓縮機、引射器、混合器、儲氣罐、超聲速旋流分離器、氣瓶組；

所述壓縮機的出口與引射器的高速流入口相連，所述氣瓶組的出口與引射器的低速流入口相連；所述引射器的出口與混合器的入口相連，所述混合器的出口與儲氣罐的入口相連，所述儲氣罐的出口與超聲速旋流分離器的入口相連，所述超聲速旋流分離器的氣相出口與氣相管線相連，所述超聲速旋流分離器的液相出口與液相管線相連；

所述超聲速旋流分離器的入口管線上沿介質(zhì)流動方向依次設置有第一壓力傳感器、第一溫度傳感器、第一氣體旋渦流量計以及用來測量超聲速旋流分離器入口氣體中CO₂含量的第一手持式泵吸CO₂檢測儀；

所述氣相管線上沿介質(zhì)流動方向依次設置有用來測量超聲速旋流分離器氣相出口氣體中CO₂含量的第二手持式泵吸CO₂檢測儀、第二氣體旋渦流量計、第二壓力傳感器、第二溫度傳感器；

所述液相管線上沿介質(zhì)流動方向依次設置第三壓力傳感器和第三溫度傳感器；