[發明專利]一種天然氣泡沫分離裝置、控制方法及應用

在審

• 申請號: 202011269561.3
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112521993A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 孔松濤;趙麗君;王堃;蔡萍;劉娟;王松
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發明屬于天然氣消泡技術領域，公開了一種天然氣泡沫分離裝置、控制方法及應用，天然氣泡沫分離裝置中分離器本體左右兩側設置有進氣管，進氣管端部設置有含氣泡天然氣入口；分離器本體內部固定有分離篩板，分離篩板將分離器內部腔室分割為出液室和分離室；出氣管插入分離器內部，保留一部分下伸管道；下伸出氣管中形成旋轉氣流，在下伸出氣管道內形成低壓區，管內中心部分氣流流回分離室，阻止氣泡液滴隨氣流帶出，形成氣鎖區域。本發明利用高速離心和重力下沉分離泡沫，具有分離效率高，而且不會對天然氣的生產造成污染的特點。本發明除沫效率高，運行成本低，噪音低，無震動，拆洗方便，綠色環保，有效消除天然氣生產過程中的泡沫。

技術領域

本發明屬于天然氣消泡技術領域，尤其涉及一種天然氣泡沫分離裝置、控制方法及應用。

背景技術

目前，伴隨著可持續的社會和經濟發展的深入，全球能源利用和環境保護問題日益突出，這要求所有國家提高清潔能源的利用率。天然氣是全球公認的最干凈的化工能源，但在天然氣生產過程中存在大量的泡沫，如果不除去這些泡沫，不僅浪費設備容量，影響產能，引起原料氣浪費，造成經濟損失，還會干擾計量，延長反應周期，降低天然氣凈化效率，故在天然氣生產過程中如何有效地抑制和消除泡沫，對于提高天然氣生產效率和質量至關重要。現有消除天然氣泡沫的方法主要有幾種：

現有的化學消泡技術，使用消泡劑。消泡劑采用化學品，對天然氣凈化有一定的污染，而且目前消泡劑量和投放位置的控制并非穩定，不能廣泛使用。現有的物理消泡技術，靜置沉淀。這種物理方式消泡時間較長，消泡效果不明顯，達不到有效凈化天然氣的目的。現有技術中通過旋轉甚至增加拉法爾降溫方式來消除天然氣泡沫，這些旋轉分離方法要求有較高的流速或者很大的壓降損失，能耗消耗很大，對于具有大量氣泡的高壓低流速輸送管道除沫幾乎沒有效果。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)現有的化學消泡技術中，消泡劑采用化學品，對天然氣凈化有一定的污染，而且目前消泡劑量和投放位置的控制并非穩定，不能廣泛使用。

(2)現有的物理消泡技術，消泡時間較長，消泡效果不明顯，達不到有效凈化天然氣的目的。

(3)現有技術中通過旋轉甚至增加拉法爾降溫方式來消除天然氣泡沫，旋轉分離方法要求有較高的流速或者很大的壓降損失，能耗消耗很大，對于具有大量氣泡的高壓低流速輸送管道除沫幾乎沒有效果。

以上問題，特別是低流速、密集小氣泡環境下，很難解決。基本上只能使用消泡劑來解決問題，但是帶來了處理成本的大量上升和消泡劑使用后帶來的二次處理，很多情況下，得不償失，導致一些天然氣井被迫關閉。

如能低成本的解決天然氣氣泡，對于現有的多泡沫氣井，特別是大量使用壓裂液的頁巖氣井，具有重大的工程意義。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種天然氣泡沫分離裝置、控制方法及應用。

本發明是這樣實現的，一種天然氣泡沫分離裝置，所述天然氣泡沫分離裝置設置有分離器本體；

分離器本體左右兩側切向設置有進氣管，進氣管端部設置有含氣泡天然氣入口；

分離器本體內部固定有分離篩板，分離篩板將分離器內部腔室分割為出液室和分離室；

出氣管插入分離器內部，保留一部分下伸管道；

分離室內由于氣體的切向流動，在出氣管附近流動的角速度增加，形成高轉速區域。該區域內的含氣泡天然氣產生強大的離心作用，大密度的液滴不會被帶出裝置。

進一步，所述出氣管中形成旋轉氣流，導致出氣中心部分氣流回流到分離室，阻止氣流攜帶液滴逃逸，形成氣鎖區域。

進一步，所述含氣泡天然氣入口可以為多個切向入口。