天然氣中含有的水分和重?zé)N在一定條件下會(huì)發(fā)生凝結(jié)或者生成水合物,不僅會(huì)降低管路的有效輸送能力,而且還會(huì)腐蝕或者堵塞相關(guān)設(shè)備,會(huì)對輸送管道產(chǎn)生不良影響,因此在天然氣輸送之前,必須進(jìn)行脫水處理。超音速旋流脫水技術(shù)利用動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)原理,把膨脹冷凝與旋流分離相結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)了水蒸氣與重組份從天然氣中的分離,相較于傳統(tǒng)的天然氣脫水技術(shù),具有效率高、工藝簡化、長期可靠、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用前景廣闊。本文在超音速脫水技術(shù)的理論基礎(chǔ)上,先提出裝置各個(gè)部件的設(shè)計(jì)方法,并以某實(shí)際工況和氣質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算;然后參考實(shí)際結(jié)構(gòu)與數(shù)值計(jì)算結(jié)果建立相應(yīng)的三維數(shù)值計(jì)算模型,運(yùn)用ANSYS15.0對其進(jìn)行數(shù)值模擬,研究天然氣在超音速旋流脫水裝置內(nèi)部流場的流動(dòng)、液滴凝結(jié)和氣液分離。結(jié)果表明:在超音速噴管出口處,膨脹最低溫度可達(dá)165K,切向分離速度為60m/s,可以實(shí)現(xiàn)水蒸氣的充分凝結(jié)和分離;由水蒸氣凝結(jié)成的小液滴的平均直徑為1.2μm,大部分可以被分離出來;同時(shí)激波發(fā)生位置位于排液口之后的擴(kuò)壓段,有利于溫度和壓力的恢復(fù)而又不會(huì)破壞之前的液滴凝結(jié)環(huán)境。在內(nèi)部流場研究的基礎(chǔ)上,以排液口處的靜壓、分離效率以及切向速度為... 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

低溫冷卻法脫水

3而且不用任何化學(xué)添加劑，不會(huì)產(chǎn)生任何污染，只要通過自身特殊的結(jié)構(gòu)就能達(dá)到很高的分離效率，因此對超音速脫水方法進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研究是十分有必要的。不同脫水方法的具體流程見圖示。圖1-1低溫冷卻法脫水圖1-2三甘醇脫水

4圖1-3分子篩脫水法圖1-4超音速脫水裝置1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1國外研究現(xiàn)狀超音速分離技術(shù)的初始理念是干燥空氣，減少其水分含量，主要根據(jù)由StorkProductEngineering在1989年發(fā)明的一種“Condicyclone”技術(shù)，因此該技術(shù)在最初主要運(yùn)用于空調(diào)上[5]。其應(yīng)用原理是，在軸向截面不等的管道中流入超音速的濕流體，當(dāng)流體流入管道后產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)，從而獲得向外旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的離心力，分離出氣態(tài)中的水分[5]，后來經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)改造，荷蘭科學(xué)家把這項(xiàng)技術(shù)引入天然氣分離的領(lǐng)域[6]。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
[1]超音速分離器中天然氣凝結(jié)特性研究[D]. 朱超.西南石油大學(xué) 2015
[2]超音速分離器內(nèi)流動(dòng)及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 張明益.大連理工大學(xué) 2011
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本文編號：3405971