天然气输送中的分离技术与装备

第四章 重力及惯性分离技术与设 备
• 重力沉降器 • 重力沉降器的分离效率与压降 • 惯性分离器的分离机理与结构形式
卧式气液分离器
• 分离指标为：出口含水率、可在1000mg/ m3
• 处理范围宽，例如一台分离器的处理量可 为(10～35) 万m3 /D
• 同时具有一定的除尘效果
金属多孔过滤材料
• 烧结金属丝网 • 烧结金属粉末 • 烧结金属纤维毡 • 梯形丝 • 金属孔板 等
烧结金属粉末多孔材料
侧面
正面
烧结金属纤维多孔材料
侧面
立式重力分离器
• 主要分离水，出口气体中的含水浓度可在 1500mg/ m3
• 处理范围宽
第五章 旋风分离器
• 旋风分离器的基本原理 • 旋风分离器的结构形式 • 影响旋风分离器的因素 • 多管旋风分离器的性能使用概况
单管旋风分离器
多管旋风分离器
多管旋风分离器
1. 导叶式旋风管 2. 切流式旋风管
液体浓度 C＝16 g/m3 颗粒浓度 C＝20 g/m3
液体浓度 C＝30 g/m3 颗粒浓度 C＝20 g/m3
液体浓度 C＝10 g/m3 颗粒浓度 C＝20 g/m3
液体浓度 C＝16 g/m3 颗粒浓度 C＝20 g/m3
第六章 天然气过滤器
• 气体过滤器的基本原理 • 气体过滤器的性能参数－过滤精度 与压降 • 气体过滤器的分类与结构特点 • 常用过滤材料的综合比较
采 样 器 系 列
北航国家标准风洞对采样嘴进行标定
2 天然气管道内粉尘检测系统的设计
为了满足对管道粉尘采样的要求，一个完整的粉 尘采样系统应包括以下三个部分：(1)尘样采集部分； (2)收尘部分；(3) 流量测量和调节部分。
粉尘检测系统的主要设备包括：采样嘴、采样过 滤器、采样接管、闸阀、截止阀、调节阀、流量计、 温度传感器、压力传感器、微压差传感器、连接软 管、数字显示器、密封装置、传动装置等。
波动大 • 有的进口含水量为2821 mg/m3,出口874
mg/m3
循环分离器
• 适用于气液两相分离 • 分离效率高达99％ • 压降低 • 适用范围宽 • 维修方便
两段分离作用
旋风分离与导流流道结合 缺点：操作范围变窄
液体浓度 C＝0 g/m3 颗粒浓度 C＝20 g/m3
液体浓度 C＝2.0 g/m3 颗粒浓度 C＝20 g/m3
过滤分离的基本概念
• 绝对过滤精度：100％被过滤掉的比给定尺 寸大的微米数
• 名义过滤精度(相对过滤精度)：能过滤掉98 ％的比给定尺寸大的粒子数
• 过滤器的效率：被拦截的颗粒重量与流体 中含有的颗粒重量之比
• 压力降：在一定的条件下，过滤器前后的 压差
• 污染物容量：具有给定的粒子分布状态的 污染物的最大重量
过滤精度：0.3 微米
进口不锈钢纤维
第三章 多相流分离技术与设备 的分类与性能比较
•重力与惯性分离 •旋风分离 •过滤
目前管线常使用的分离设备
• 旋风分离器－效果一般、范围小 • 多管干式分离器－排尘效果差 • 循环分离器－效果一般 • 过滤分离器－效果较好 • 卧式气液分离器－效果好 • 立式重力分离器－使用量大、范围大
多管干式除尘器
• 目前单管直径有50、100和150mm • 进口速度一般为10～20 m/s • 上部采用导向叶片；下部采用排尘底板结
构 • 效率应可以达到70％ • 条件是排尘及时
多管干式旋风分离器的使用
• 效率较低－16～83％ • 出口气体含尘浓度一般为1.0～7.0 mg/m3 • 出口气体中有时还有大于30微米的颗粒 • 入口气体含尘浓度为1～20.0 mg/m3 • 其主要原因：气体含水、排尘不畅、气量
激光测量技术 等动采样技术
－取样、收尘和 分析
传统等动采样方法的缺点
在高压的条件下频繁地更换测速管和采样管，操 作步骤繁琐和危险；
而且管道内气量随时间波动，先测速后采样的方 法难以及时反映管道内的速度变化，增加采样误 差。
压力平衡采样器
①外压测孔 ②内压测孔
Pin＝Pout 时ε可达到 -5% ~ -6% 开孔大时，数据稳定性差；开孔小时，易堵塞。
工业采样的基本流程
上游来气 分离设备
取样段
计量 去下游
截取样本设备
出口计量
流量控制 排放
工业用采样Leabharlann Baidu统设计图
工 业 用 采 样 设 备 装 配 图
工业用采样器的特点
具有带测速功能的新型工业用采样嘴； 捕尘装置具有拆卸方便且具有很好的密封
性能； 传动装置具有很好传动性能，使用方便。
采 样 器 收 尘 滤 筒
天然气输送中的分离技术与装备
内容
• 管道内多相流基本原理 • 天然气管道内粉尘测定方法 • 多相流分离技术与设备的分类与性能
比较 • 重力及惯性分离技术与设备 • 旋风分离器 • 天然气过滤器
第一章 管道内多相流基本原理
• 多相流中颗粒相的定义与描述 • 颗粒相的粒径分布 • 多相流中颗粒相的受力分析 • 重力场中颗粒的沉降
多相流中颗粒相的定义与描述
• 颗粒粒径的定义 • 颗粒相粒度分布的描述 • 颗粒相浓度的定义
颗粒直径的定义与描述
第二章 天然气管道内粉尘测定方 法
• 颗粒相的粒径分布测定方法
• 管道内颗粒浓度与粒度测定方法－ 等动采样方法
• 管道内颗粒浓度与粒度测定方法－ 激光测定方法
• 各种测定方法的性能分析与比较
• 破坏压力：流体通过过滤元件时会引起各 种形式的破坏或变形，并使过滤器性能变 坏时的压力差
过滤性能分类
• 表面过滤：尺寸大于介质孔隙的颗粒沉降 在介质的表面上，过滤作用仅仅发生在一 个表面上。特点：易于清洗、容尘量小
• 深层过滤：颗粒进入介质的内部，依靠深 部流道尺寸小于颗粒尺寸来截留颗粒。特 点：容尘量大
管道中单个颗粒的受力分析
• 浮力 • 重力 • 曳力
颗粒相粒度分布测定方法
Coulter 粒度分析仪
入口处气体含尘粒径分布
等动采样方法
等动采样 优点： 1.方法可靠， 2.数据重复性 好， 3.投资少。
缺点： 1. 操作复杂， 2.安全性差。
等动采样嘴结构
1 实验室研究开发新型采样技术