一种天然气净化分离装置及分离方法与流程

本发明属于天然气净化，涉及一种天然气净化分离装置及分离方法。

背景技术：

1、自井口流出的天然气几乎都为气相水所饱和，甚至会携带一定量的液态水。天然气中水分的存在往往会造成严重的后果，例如含有co2和h2s的天然气在有水存在的情况下形成酸而腐蚀管路和设备；在一定条件下形成天然气水合物而堵塞阀门、管道和设备；降低管道输送能力，造成不必要的动力消耗。水分在天然气的存在是非常不利的事，因此天然气脱水非常必要。

2、目前，常用的一种天然气除水方法为：使天然气通过分离膜，将天然气中的水分、杂质截留，从而得到纯净的天然气，目前这类设备不具有分离膜自洁功能，在分离膜长时间使用后，分离膜被天然气中杂质堵塞，需要将设备拆开，更换或清洗分离膜，一方面增加了维修保养的成本和费用，另一方面会导致天然气净化程序的暂停。

3、例如，申请号cn201821067457.4的专利公开了一种具有纳米干燥薄膜的天然气脱水装置及天然气脱水系统，该装置包括多个沿轴向密封串联设置的天然气脱水单元，多个天然气脱水单元构成脱水组，各天然气脱水单元内沿轴向密封穿设通过多个能对湿天然气脱水处理的纳米干燥薄膜管，具有纳米干燥薄膜的天然气脱水装置上设置装置液体出口；具有纳米干燥薄膜的天然气脱水装置的轴向一端设置装置湿天然气入口，具有纳米干燥薄膜的天然气脱水装置的轴向另一端设置装置处理后天然气出口。该天然气脱水装置及天然气脱水系统基于薄膜脱水实现高纯度脱水，模块化设置、体积紧凑，具有很强的适应性，适合在海洋开发平台上使用。

4、在该专利中，用于天然气脱水的纳米干燥薄膜不具有自洁功能，需要人工将设备拆卸更换或清洗，且由于该专利中“设置有多个沿轴向密封串联设置的天然气脱水单元，多个所述天然气脱水单元构成脱水组，各所述天然气脱水单元内沿轴向密封穿设通过多个能对湿天然气脱水处理的纳米干燥薄膜管”，导致需要更换或清洗的纳米干燥薄膜众多，大大提高了工作量和保养成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中分离膜被天然气中杂质堵塞，需要将设备拆开进行清洗或更换，导致天然气净化程序中断，增加了工作量的问题，提供一种天然气净化分离装置及分离方法。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种天然气净化分离装置，其特征在于，包括净化筒，所述净化筒一端连接进气管，另一端连接出气管；

4、所述净化筒内部的两端相对设置第一高台和第二高台，所述第一高台和第二高台相靠近的一侧均通过斜坡与净化筒的底部连接；

5、所述第一高台和第二高台之间设置有隔板，所述隔板与净化筒的底部滑动连接，所述隔板的上滑动连接分离膜组件，所述隔板能够沿着分离膜组件上下滑动，所述分离膜组件上端与净化筒的顶部滑动连接，所述净化筒的顶部设置有弹性拉伸件，所述弹性拉伸件一端与分离膜组件连接，另一端与净化筒的顶部固连，所述弹性拉伸件设置在分离膜组件靠近出气管的一侧；

6、所述隔板的上端设置有喷淋组件，隔板的内部设置有管道，所述管道的入口设置在隔板的底部，所述管道一路连通净化筒的外部，另一路连通喷淋组件。

7、本发明的进一步改进在于：

8、所述分离膜组件包括框架，所述框架与隔板滑动连接，所述框架内设置有分离膜。

9、所述框架位于隔板靠近出气管的一侧，所述框架上开设有滑槽，所述隔板上设置有与滑槽对应连接的滑轨。

10、所述框架的上端连接上滑块，所述净化筒的顶部开设有与上滑块对应的上滑槽，所述上滑槽沿净化筒的顶部轴向开设；

11、所述隔板的底部设置下滑块，所述下滑块与净化筒的底部端面滑动连接；

12、所述管道依次贯穿下滑块和隔板，所述管道的入口设置在下滑块的底部端面上。

13、所述弹性件为第一弹簧，所述净化筒的顶部设置有固定板；

14、所述第一弹簧一端连接上滑块，另一端连接固定板。

15、所述框架下端设置有第二弹簧，所述第二弹簧上端与框架连接，下端与下滑块连接。

16、所述分离膜组件的两侧分别设置有第一底座和第二底座，第一底座和第二底座的垂直高度与隔板的上端对齐；

17、所述第一底座上设置有第一气囊，所述第二底座上设置有第二气囊，所述第一气囊和第二气囊连通；

18、所述第一气囊设置在喷淋组件远离分离膜组件的一侧，所述喷淋组件和第一气囊之间垂直设置有支架，所述支架的上部转动连接驱动杆，所述驱动杆一端设置在第一气囊的上端，另一端连接喷淋组件；

19、所述喷淋组件与隔板的上端面铰接，所述喷淋组件上设置有第三弹簧，所述第三弹簧一端连接喷淋组件，另一端连接隔板的上端。

20、所述第一气囊和第二气囊通过连接管连通，所述连接管贯穿分离膜组件，所述连接管一端连通第一气囊，另一端连通第二气囊。

21、所述驱动杆靠近第一气囊的端部放置在第一气囊的上端面；

22、所述驱动杆靠近喷淋组件的一端设置有弯杆，所述弯杆包裹在喷淋组件的外侧壁上。

23、一种天然气净化分离方法，包括以下步骤：

24、进气管向净化筒内输送天然气，天然气通过分离膜组件后通过出气管排出，天然气中的水汽和杂质在经过分离膜组件时被截留，水汽凝聚为水聚集在净化筒底部的第一高台和第二高台之间；

25、当分离膜组件被堵塞时，天然气聚集到分离膜组件靠近进气管的一侧，此时分离膜组件靠近进气管一侧的气压大于分离膜组件另一侧的气压，气压会推动分离膜组件和隔板向靠近出气管的一侧移动；

26、当隔板的下端移动至斜坡上时，隔板沿着分离膜组件向上滑动，此时隔板的下端与净化筒的底部端面分离，弹性拉伸件处于压缩状态，净化筒内部的积水会进入隔板内部的管道，其中一部分积水排出至净化筒的外部，另一部分积水在气压的作用下通过喷淋组件喷洒至分离膜组件上；

27、当分离膜组件被清洗至不再堵塞时，分离膜组件靠近进气管一侧的天然气继续通过分离膜组件输送至分离膜组件的另一侧，此时分离膜组件靠近进气管一侧的气压逐渐下降，在弹性拉伸件的推动下，分离膜组件和隔板复位。

28、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

29、本发明公开了一种天然气净化分离装置，通过净化筒的内部的隔板和分离膜组件，将净化筒分为两部分，用于天然气的净化过滤，分离膜组件与隔板配合实现整体与净化筒的滑动连接，当内部的分离膜组件被堵塞，两侧的气压发生变化时，分离膜组件与隔板可以在气压的作用下沿着净化筒滑动，配合斜坡使隔板的下端与净化筒的底部分离，积水进一步进入到隔板内的管道中，一部分排出一部分用于净化分离膜组件，实现分离膜组件的清洁，第一高台和第二高台的配合可以使得天然气净化时产生的积水都积聚在在两个高台之间，也保证了当隔板的下端与净化筒的底部分离时，在气压的作用下有足够的水实现对分离膜组件的净化，本发明公开的装置在对分离膜组件清洗时不需要拆卸手动清洗，无需中断净化程序，利用内部产生的积水实现清洗，维修保养的成本和费用，当分离膜组件清洁完成，天然气不再堵塞时，在弹性拉伸件的作用下，隔板和分离膜组件会自动回位，继续天然气净化程序，提高了天然气的净化效率，从而有效的减少了此类设备清洁保养的次数。

30、进一步的，本发明中，框架底部设置有第二弹簧，既能提高对框架支撑的稳定性还不影响隔板沿着框架向上移动，同时也能通过自身的弹性力推动隔板快速复位。

31、进一步的，本发明中，在分离膜组件的两侧设置有两个气囊，两个气囊会根据两侧气压的变化而变大或缩小，当第一气囊变大时，驱动杆与第一气囊接触的一端向上转动，进而与喷淋组件接触的一端向下转动，带动喷淋组件向分离膜组件的下部喷水，当第一气囊逐渐变小时，驱动杆会逐渐回位，进而带动喷淋组件向分离膜组件的上部喷水，两个气囊配合扩大了喷淋组件的清晰角度和面积，提高了清洗效率。

32、进一步的，本发明中，驱动杆靠近喷淋组件的一端设置有弯杆，弯杆配合驱动杆可以对喷淋组件进行限位和固定，更好的调节喷淋组件上下喷淋的角度。