本发明专利技术涉及一种包括流入口(16)的分离系统。分离系统包括回旋阀(100)，回旋阀(100)被设置为经由流入口(16)接纳和控制流体流的流量并生成绕中轴(11)回旋的回旋流分离系统还包括分离室(40)，分离室(40)设置在回旋阀(100)下游以接纳来自回旋阀(100)的回旋流，其中分离室(40)包括第一流出口和第二流出口(41，42)。第一流出口(41)被设置为接纳回旋流的内部，并且第二流出口(42)被设置为接纳回旋流的外部。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括回旋阀的分离系统、包括这种分离系统的处理系统、分离流体流的方法、以及处理流体的方法。
技术介绍
在油气工业中，控制阀用于控制压力、液位、温度和流动。一 旦在控制阀上产生足够的压力下降，这些控制阀在某些情况下就会工作在堵塞状况下。在处理天然气时，阀上的这种压力降低将在不从气体提取热或功的情况下导致温度下降。这种被称为等焓膨胀过程作为焦耳-汤普森(JT)冷却也为人们所知。产生这种压力降低的阀称为JT阀。JT阀上的冷却效果被用于冷凝一部分天然气流，以使液化馏分能够在容器中分离。对于这种分离器容器中的大多数而言，驱动力或者是惯性或者是重力，或者换言之，液化滴的质量确定分离的效率。这种JT阀居于前的低温分离器(LTS)通常被称为JT-LTS系统。即使JT阀的主要功能是流速控制，但次要功能将产生可分离液相却常被忘记。在气体处理工业中，JT阀上的等焓膨胀所产生的平均液滴尺寸是未知的。由于未达标的分离效率，有时确实出现气体质量问题。在那种情况下，碳氢化合物的露点常常保持过高，这尤其表明碳氢化合物液滴趋于过小。根据现有技术，JT阀已知可用来控制流速，但其同时也被设计为产生能够相对容易地分离的液相。国际专利申请W02006/070020A1描述了一种具有壳体、阀体的节流阀，其中阀体能够可移动地设置在壳体中，以控制从阀的流体入口通道流入流体出口通道的流体流的流量，从而使流体流膨胀并冷却。还提供了回旋给予装置，回旋给予装置将回旋运动施加至穿过流体出口通道流动的流体流。回旋给予装置被设置，使得流体流绕流体出口通道的纵轴回旋，从而引导液滴朝着流体出口通道的外周回旋并合并。通过这样做，穿过流体出口通道流动的液滴的尺寸较大，使更有效的分离方法成为可能。W02006/070020A1的更详细的说明将参照图Ia和Ib在下面给出。以Typhonix AS的名义提交的W02007/024138A1提供了类似的阀。W02007/024138A1描述了用于使离开阀的液滴尺寸最大化的控制阀。W02006/070020A1提供了一种回旋阀，这种回旋阀通过向流动提供回旋运动来增大液体尺寸，从而改善总体分离效率。该阀又可称为减压阀(诸如用于JT-LTS系统)。在这种回旋阀的下游可能需要巨大且昂贵的相分离器以获得足够的分离。虽然本文所提供的实例主要关于液滴与气流的分离(气流中的液滴分散)，但人们能够应用所提供的实施方式以增大液流中的气泡分散或增大液体流动中的液滴分散。所以，分散的多相流动可以包括-气态载体(连续相)中的液滴(分散相)，-液体载体(连续相)中的气泡(分散相)，-(不能融合的)液体载体(连续相)中的液滴(分散相)。首先，更加详细地描述在W02006/070020中已经公开的回旋阀设计的实例。增大分散相的平均肓径关于减压阀(诸如JT阀)，液滴能够通过3种基本机制形成I.分层相通过界面剪切的分裂，2.来自连续相(分别为冷凝气体/蒸发液体)的成核/空化，3.液滴合并成更大液滴甚至合并至分层相。对于前两种机制，界面张力是主导性质。界面张力越低，液滴或气泡形成过程所产生的液滴/气泡就越小。第三种机制(合并)与液滴之间的碰撞率成比例，该碰撞率取决于a)液滴数量 密度，b)湍流强度，c)相对液滴速度。图Ia示意性描绘了如Mokveld Valves B. V.所提供的用于流动控制服务的传统(非回旋)笼阀，其中流体的流量通过连接至活塞型阀体22的穿孔套筒或笼23节流。图I所示的传统Mokveld节流阀包括阀壳21，在阀壳21中，活塞型阀体22可滑动地设置在相关的穿孔套筒23中，从而通过阀轴25处的齿轮24的旋转，带齿活塞杆26在流体出口通道27内来回推动活塞型阀体22，如箭头28所示。阀具有流体入口通道29，流体入口通道29具有可围绕活塞22和/或穿孔套筒23的环形下游部分29A，并且通过活塞型阀体22相对于相关的穿孔套筒23的轴向位置对被允许从流体入口通道29流入流体出口通道27的流体的流量进行控制。传统的套筒23包括具有径向定向即相对于套筒23的圆筒表面成直角的穿孔30-槽或洞。这在提供图Ia的笼23的截面图的图Ib中示出。通过使活塞22在套筒23中轴向地位移，可以控制流动面积。可以通过对等焓膨胀可获得的自由压力加以利用来改进根据图Ia和Ib的这种阀，以创造由阀芯和/或阀杆的特殊几何结构所施加的回旋流。随后主要通过在阀下游沿着延伸的管的长度抑制涡流来使动能消散。在阀中产生回旋流的优点在于两方面I.规律的速度图案一更少的界面剪切一更少的液滴分裂一更大的液珠，以及2.液滴集中于流动面积的圆周中一更大数量的密度一改善的合并一更大的液珠。这些优点将在下面参照图3a_b和4a_b更加详细地说明，图3a_b和4a_b定性地示出流型与液滴密度分布之间的不同。虽然任何减压阀都将适于产生回旋流，但在给出的实施例中讨论如Mokveld所提供的笼型阀。根据改进的阀，流动通过穿孔圆筒(笼)节流。在图Ib中，这些穿孔一槽或洞一具有径向定向，即与圆筒表面成直角。通过使活塞在轴向上位移，能够控制流动面积，如图Ia所示。图2a所示的回旋阀包括阀壳1，在阀壳I中，活塞型阀体2可滑动地设置在相关穿孔套筒3中，从而通过阀轴5处的齿轮4的旋转，带齿活塞杆6在流体出口通道7内来回推动活塞型阀体，如箭头8所示。阀具有流体入口通道9，流体入口通道9具有可围绕活塞2和/或穿孔套筒3的环形下游部分9A，并且通过活塞型阀体2相对于相关的穿孔套筒3的轴向位置来对被允许从流体入口通道9流入流体出口通道7的流体的流量进行控制。该阀还进一步包括锥形中央体15，锥形中央体15与流体出口通道7的中轴11基本同轴并生成出口通道7，出口通道7具有在下游方向上逐渐增加的截面积，从而生成出口通道7中的流体流量的可控减速和具有促进冷凝液滴的增大与合并的回旋流要素的涡流。图2b示出，在回旋阀中，穿孔套管3包括倾斜或非径向的穿孔10，穿孔10相对于流体出口通道7的中轴11以选定的部分正切的方向钻出，使得每个穿孔10的纵轴12与中轴11相距距离D交叉，距离D处于套筒3的内部半径R的0.2和I倍之间，优选处于套筒3的内部半径R的O. 5和O. 99倍之间。倾斜穿孔10在穿过流体出口通道7流动的流体流中产生回旋流，如箭头14所示。回旋运动也可以通过阀芯和/或阀杆的特殊几何结构施加。在根据图2a和2b所示的阀中，可用的自由压力被用于绝热膨胀以在流体流中产生回旋流。由于膨胀流体不对膨胀流体的周围作任何热力学功，膨胀流体也不向其周围输送任何热力学功，故所述绝热膨胀接近于等焓过程。主要通过在阀下游沿着延伸的管的长度抑制涡流来使动能消散。 虽然任何焦耳-汤普森或其它阻气和/或节流型阀可适于产生回旋流，但给出的实施例使用如Mokveld Valves B. V.所提供且在它们的国际专利申请W2004083691所公开的阻气型节流阀。根据图2a和2b，笼中的槽或洞在切线方向形成，使得流动在通过笼之后开始回旋。这对笼下游所产生的流型有效果，如图4a和4b定性地示出。与如例如图Ia和Ib所示的传统阀相对应，图3a和3b分别示意性地描绘了流型和液滴的密度分布。图4a和4b分别示意性地描绘了对应于如例如图2a和2b所示的回旋本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科·贝廷，科尼里斯·安东尼耶·特金克韦灵克，
申请(专利权)人：缠绕机公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。