1.一種基于管內(nèi)相分隔技術(shù)的氣液兩相流體分離裝置,其特征在于:包括豎直管(1),在豎直管(1)內(nèi)的下游依次連通設(shè)置有循環(huán)回引裝置(2)、旋流裝置(3)和分隔管(4),循環(huán)回引裝置(2)連通循環(huán)回路管(6)的一端,循環(huán)回路管(6)的另一端連通分離管(5),分隔管(4)在分離管(5)內(nèi)部中心,分隔管(4)內(nèi)的下游安裝有內(nèi)隔管(8),內(nèi)隔管(8)的下游為分離裝置的出口;所述分隔管(4)的管壁上開有孔,開孔位置不得在內(nèi)隔管(8)的下游。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于管內(nèi)相分隔技術(shù)的氣液兩相流體分離裝置,其特征在于:所述分離管(5)安裝位于旋流裝置(3)的下游,分離管(5)包括兩種結(jié)構(gòu),只含有一級分離管即分離管(5)或者包含有一級分離管(51)和二級分離管(52)的兩級分離管結(jié)構(gòu);相應(yīng)的,所述分隔管(4)也包括兩種結(jié)構(gòu),只含有一級分隔管即分隔管(4)或者包含有一級分隔管(41)和二級分隔管(42)的兩級分離管結(jié)構(gòu);所述一級分隔管(41)和二級分隔管(42)的管壁上開有孔,開孔位置不得在內(nèi)隔管(8)的下游;
當只含有一級分離管即分離管(5)時,分離管(5)內(nèi)部包含有一級分隔管即分隔管(4),分離管(5)的內(nèi)徑大于分隔管(4)的外徑,分離管(5)的上部與循環(huán)回路管(6)相連通,分離管(5)的下部或者底部和液相排出管(7)相連通,分離管(5)除了連接循環(huán)回路管(6)和液相排出管(7)的出口外,分離管(5)形成一個密閉的空間;
當含有兩級分離管時,包括一級分離管(51)和安裝在一級分離管(51)下游的二級分離管(52),一級分離管(51)內(nèi)包含一級分隔管(41),二級分離管(52)內(nèi)包含二級分隔管(42),一級分離管(51)內(nèi)徑比一級分隔管(41)的外徑大,二級分離管(52)的內(nèi)徑大于二級分隔管(42)的外徑大,一級分離管(51)的下部或者底部和一級液相排出管(71)相連通,除此之外,一級分離管(51)構(gòu)成一個密閉的空間;二級分離管(52)下部或者底部和二級液相排出管(72)相連通,二級分離管(52)上部或者頂部與循環(huán)回路管(6)相連通,除了這兩處連接口,二級分離管(52)形成一個密閉的空間;一級分離管(51)和二級分離管(52)為緊密相連或相隔預(yù)設(shè)的距離分別布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于管內(nèi)相分隔技術(shù)的氣液兩相流分離裝置,其特征在于:所述分隔管(4)、一級分隔管(41)和二級分隔管(42)的管壁上開有圓形開孔或者環(huán)型開孔;分隔管(4)上的圓形開孔或者環(huán)型開孔間的間隙不小于3毫米,一級分隔管(41)和二級分隔管(42)上的圓形開孔或者環(huán)型開孔間的間隙不小于3毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于管內(nèi)相分隔技術(shù)的氣液兩相流分離裝置,其特征在于:所述循環(huán)回引裝置(2)由四個半橢圓夾層片(2-1)圍繞中心圓柱(2-2)以及匯集管(2-3)構(gòu)成;中心圓柱(2-2)的底部是半圓形的且封死,中間為空心的,和四個半橢圓夾層片(2-1)的中空夾層相連通,安裝在豎直管(1)中心,中心圓柱(2-2)的管壁和四個半橢圓夾層片(2-1)連接固定,管壁對應(yīng)的四個半橢圓夾層片(2-1)的中空夾層位置是打通的,在中心圓柱(2-2)的管壁外有匯集管(2-3),匯集管(2-3)和循環(huán)回路管(6)連通,匯集管(2-3)、中心圓柱(2-2)的管壁上的和對應(yīng)四個半橢圓夾層片(2-1)連通的槽孔、四個半橢圓夾層片(2-1)的中空夾層以及四個半橢圓夾層片(2-1)圍繞的中心圓柱(2-2)的中空管構(gòu)成一個流通通道,供循環(huán)回路管內(nèi)的流體和主路流體匯合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于管內(nèi)相分隔技術(shù)的氣液兩相流分離裝置,其特征在于:內(nèi)隔管(8)安裝在豎直管(1)的內(nèi)部,內(nèi)隔管(8)在最后一級分隔管的開孔的下游,內(nèi)隔管(8)和豎直管(1)為同心安裝,且管徑小于豎直管(1)的內(nèi)徑,具體管徑的大小和長度由氣液兩相流來流的流量決定,內(nèi)隔管(8)的管壁是光滑的且無孔,頂端和豎直管(1)固定連接且頂端是不流通的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于管內(nèi)相分隔技術(shù)的氣液兩相流分離裝置,其特征在于:所述循環(huán)回路管(6)通過連接循環(huán)回引裝置(2)和主路來流相通,在循環(huán)回路管(6)上有閥門(23)。
7.一種采用權(quán)利要求1所述的基于管內(nèi)相分隔技術(shù)的氣液兩相流分離裝置的分離方法:其特征在于:將該裝置安裝在氣液兩相流體需要分離的管路中,管路入口即豎直管(1),豎直安裝,當氣液兩相流體來流流經(jīng)旋流裝置(3)的時候,旋流裝置(3)使得管路內(nèi)的氣液兩相流體產(chǎn)生強烈的離心力,兩相流體中密度較大的液相被甩至管壁附近,并在管壁附近匯聚成液膜,密度較小的氣相被匯聚在管路的中心,經(jīng)過旋流裝置(3)后,把來流的氣液兩相流體轉(zhuǎn)變成一種環(huán)狀流型,即液膜和液滴被聚集在管壁附近流動,管路中心是單相氣體;在流經(jīng)下游分隔管(4)時,液膜和液滴受到離心力的作用,通過分隔管上的開孔被甩人分離管(5)內(nèi),在分離管(5)內(nèi),流通橫截面積突然增大,液膜和液滴的流速會降低,同時液膜和液滴受到重力的作用,在分離管(5)內(nèi)沉降聚集在分離管(5)的下部,氣相和小而輕的液相小液滴匯聚在分離管(5)的頂部,夾帶出來的氣相稱為伴隨氣體,循環(huán)回引裝置(2)由于能夠產(chǎn)生一個低壓區(qū),循環(huán)回路管(6)把分離管(5)和循環(huán)回引裝置(2)連通,分離管(5)頂部的氣相和小液滴受到循環(huán)回引裝置(2)低壓區(qū)的抽吸作用,氣相和小液滴通過循環(huán)回路管(6)和主路來流流體匯合,再次通過旋流裝置進行流型轉(zhuǎn)換,把小液滴和氣相分離開,進入分離管(5)通過分隔管(4)分離氣相和液相,如此往復(fù)循環(huán)工作,實現(xiàn)氣液兩相流分離。