一种切向入口式气体超声速旋流分离装置

摘要

本发明是一种切向入口式气体超声速旋流分离装置，主要由切向入口段、收缩段、扩张段和扩压管组成，应用于多组分混合气体分离等领域。切向入口段使气体以切向的方式进入流道，形成稳定的旋流，进入收缩段后气流平稳加速，在喉部达到声速，且由于流道面积和旋转半径的减小，根据角动量守恒定律，旋流得到加强；在扩张段气流膨胀至超声速，形成低温低压，使气体中的水分或者天然气中的水和重烃组分发生凝结，同时，气流旋转所产生的巨大离心力将凝结液滴甩向壁面，高效地实现气液分离；液体进入积液腔，干气居于管道中心，经扩压管回压后流出。该装置结构简单、加工和装配精度高，无需添加化学药剂，支持无人操作，应用前景广阔。

主权项

一种切向入口式气体超声速旋流分离装置，主要由切向入口段(1)、稳流段(2)、收缩段(3)、扩张段(4)、扩压管(5)、排液管(8)、干气出口(6)和液体出口(9)组成，其特征在于：收缩段(3)形成面积逐渐变小的亚声速收缩与旋流加强流道(13)，扩张段(4)形成面积逐渐增大的超声速旋流分离流道(11)，超声速旋流分离流道(11)的扩张角0.5°≤θ≤1.5°，亚声速收缩与旋流加强流道(13)和超声速旋流分离流道(11)的交界处构成面积最小的喉部(12)；扩张段(4)和扩压管(5)之间的间隙构成积液腔(10)，积液腔(10)、排液管(8)和液体出口(9)相互连通；扩压管(5)形成面积增大的回压流道(7)，回压流道(7)和干气出口(6)相互连通。