含碰撞式分离元件塔结构优化及水力性能研究

作     者：王念榕 胡大鹏 骆成松 张哲 于洋 赵国安 巨龙 文韵豪 Wang Nianrong;Hu Dapeng;Luo Chengsong;Zhang Zhe;Yu Yang;Zhao Guoan;Ju Long;Wen Yunhao

作者机构：中国石油天然气股份有限公司规划总院北京100083 大连理工大学化工学院辽宁大连116023 中国石油天然气股份有限公司浙江油田分公司浙江杭州310023 

出 版 物：《天然气与石油》 (Natural Gas and Oil)

年 卷 期：2020年第38卷第5期

页      面：18-24页

学科分类：080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”子项“昭通页岩气勘探开发示范工程”(2017 ZX 0506) 

主　　题：碰撞式气液分离结构 CFD数值模拟 两相实验 分离效率 负荷性能图 

摘      要：大通量塔可以有效降低塔体直径,节约塔器制造成本,是塔器重要的发展方向。由于塔操作点一般位于雾沫夹带线以上,故提出一种结合高效气液分离方法的塔结构。利用CFD数值模拟方法,分析了新型碰撞式气液分离结构的原理,计算了结构参数对分离效果的影响并对其结构进行优化。基于CFD分析结果,搭建实验平台,研究新型塔水力学性能,结果表明:1)分离元件层数越多、横向间距越小、纵向间距越小,此碰撞分离元件的分离效率越好,但阻力降也越大;2)综合效率和压降以及空间利用率可知,元件层数为2,且横向间距与宽度比值为1.0,纵向间距与宽度比值为0.5时,整个碰撞分离元件的效果最佳;3)当气相流量为定值时,表明改变液相流量对塔板压降无显著作用,当液相流量为定值时,塔板各层压降与气体流量正相关;4)改变液体流量对漏液线及雾沫夹带线无明显影响,且操作范围较广。因此,与传统旋流塔相比,新型含碰撞式分离元件高速塔具有塔径小、处理量大、气液分离效率高及操作范围广等优点,能够大幅降低成本,提升空间利用率,应用前景广泛。