旋流分离器用于天然气脱水的数值模拟研究

1 前言 天 然 气 作 为一 种 绿 色 洁 净能 源 ，其 开 发 和 利用 越 来 越 受到 人 们 的 重视 ，天 然气 的净 化 处理 技 术 逐渐 成 为 国内外 竞 相 研究 的重 点和热 点 。在 天然气 输运 一 【 程 中 ， 水合 物 的产 生导 致 水 合 物阻 塞管 道 ，直 接 影 响输 气 管线 的安 全 和 整 个管 路 的正 常运 行 ，天 然 气 脱 水是 防止 水合 物 产 生 的关 键 。针 对 目前 天 然气 脱 水 技 术 现状 ，提 出了一 种 新 型天 然 气 气 液分 离 装 置一 气 一液旋 流分离器 。 旋流 分 离 器 是一 种 高 效 分离 装置 ， 具有结构简单 、 设备 紧凑 、 无 旋 流 分 离器 用 于天然 气 脱水的数值模拟研究 尹兆娟 ， z 张新军 倪玲英 z刘小成 韩月梅 ’ ( 1 ． 胜利工程设计咨询公 司 山东 东营 2 5 7 0 2 6) ( 2 ． 中国石油大学 ( 华东 ) 石油工程学院 山东 东营 2 5 7 0 6 1) 【 摘 要】 随着天然气工业的发展 ，天然气的净化处理备受关注。旋流 分 离器作为一种新型的净化处理装置 ，其结构简单 、分离效率高、处 理 量 大、经济效 益好 ，成为 气 一液 两相分 离研 究的新课 题和新 热 点。 文 中用流体动 力学软件 F 1 u e n t 对旋流 分 离器 内部 流场 和液滴的运 动状 况进行 了数值模 拟研 究，在模 拟过程 中，采 用 k — e p s i l o n( 2 e q n)方程 来模拟 气相旋流 流动 。模 拟 结果表 明 ，旋流 分 离器 内部 流场 呈旋转 分 布 ，分 为 内、外两 个流场 ，在不 同流动 区域 ，气体压 力场 、速度场 分 布成规 则 变化 ；液 滴 的运 动较 为复 杂 ，带有随机 性 ；总体 运动轨 迹 的 形状 与 气相流场 的分 布趋 于一致 。 【 关键词 】天然 气 脱 水 旋 流 分 离 流 场 模 拟 液 滴 迹 线 运动部 件 、分离效率 高和处理量大 等一 系列优 点 ，广 泛 的应 用 于 石 油 、化工 、冶金 、造纸 、淀粉加工 以及废水处理等行 业。过去 ，旋流 分离器的研究 ， 主要集中在液 一 液 、 气 一固两相分离 ，其应用于 天然气 净化处理，将会大幅度降低天然气 净化投 资 ，提高经 济效益⋯是旋 流 分离技术用于气 一液两相分离 的一 个新 课题 和一 项新 技术 。 ......