高压天然气过滤分离技术与设备

目录
丛书序
前言
第1章 引言 1
1.1 天然气发展概况 1
1.2 天然气过滤分离设备的应用 3
1.2.1 天然气矿场分离用过滤分离设备 4
1.2.2 天然气处理厂用过滤分离设备 5
1.2.3 长输管道站场用过滤分离设备 6
1.2.4 城市燃气用过滤分离设备 8
1.3 天然气净化过滤分离设备的分类和发展概况 8
1.3.1 过滤分离设备分类 8
1.3.2 过滤分离设备发展概况 9
参考文献 10
第2章 天然气内的多相流特性 11
2.1 天然气物性 11
2.1.1 气田天然气的组成 11
2.1.2 天然气的主要物性参数 12
2.2 气体中的颗粒粒径分布 19
2.2.1 单个颗粒大小的表示方法 19
2.2.2 颗粒的形状系数 20
2.2.3 颗粒群的粒径分布 21
2.2.4 粒径分布的函数表示 26
2.3 颗粒粒径的测量方法 27
2.3.1 颗粒粒径测量方法简述 27
2.3.2 散射光分析法 28
2.3.3 电感应法 31
2.4 液体的黏度和表面张力 31
2.4.1 液体的黏度 32
2.4.2 液体的表面张力 32
2.5 颗粒间的相互作用 33
2.5.1 颗粒的流动特性 33
2.5.2 颗粒在气体中的相互作用 35
2.6 颗粒在流体中的运动 36
2.6.1 颗粒的运动方程 37
2.6.2 颗粒的受力 37
2.6.3 颗粒的沉降速度与松弛时间 40
2.6.4 颗粒的离心沉降 41
参考文献 42
第3章 天然气过滤分离设备的性能要求 44
3.1 天然气中固体颗粒和液滴 44
3.2 工艺气过滤分离设备性能要求 45
3.2.1 固体颗粒物和液体的影响 45
3.2.2 工艺气中固体颗粒物含量和液体含量相关规范和要求 48
3.3 燃料气过滤分离性能要求 52
3.3.1 燃料气中固体颗粒物和液体含量对燃气轮机性能的影响 52
3.3.2 燃料气中固体颗粒物和液体含量的相关规范和标准 55
3.4 压缩机组干气密封用过滤性能要求 56
3.4.1 干气密封气中固体颗粒和液滴对性能的影响 56
3.4.2 干气密封气过滤性能要求 60
参考文献 62
第4章 过滤分离设备性能测定和评价方法 64
4.1 过滤分离设备的主要性能指标 64
4.1.1 压降 64
4.1.2 总分离效率 64
4.1.3 分级效率 66
4.1.4 累积效率 67
4.2 过滤分离元件测试方法 67
4.2.1 旋风分离元件性能测定和评价方法 67
4.2.2 过滤分离元件性能测定和评价方法 69
4.2.3 过滤分离效率不确定度评定 70
4.3 采样测试技术 71
4.3.1 采样点和采样位置 72
4.3.2 等速采样方法 75
4.3.3 等速采样误差 79
4.3.4 离线采样颗粒样品收集 79
4.4 高压天然气管道内粉尘检测技术 80
4.4.1 测量仪表要求 80
4.4.2 高压采样用采样嘴设计 80
4.4.3 高压离线检测方法 81
4.4.4 高压减压在线检测方法 81
4.4.5 高压直接在线检测方法 82
4.5 高压天然气过滤分离设备性能检测与评价 84
4.5.1 高压下过滤分离设备性能检测 84
4.5.2 高压下多管旋风分离器性能评价 84
4.6 天然气内颗粒物组分分析 87
4.6.1 物质组分分析方法 88
4.6.2 组分分析方法的应用 89
参考文献 93
第5章 重力分离器 96
5.1 重力分离器的结构型式 96
5.2 重力分离器的内部组件及设计 98
5.2.1 入口分流器 98
5.2.2 防涡器 99
5.2.3 重力分离的设计计算 100
5.3 捕雾器 103
5.3.1 丝网式捕雾器 104
5.3.2 叶片式分离器 105
参考文献 108
第6章 旋风分离器气固分离性能 109
6.1 天然气用旋风分离器的结构型式 109
6.1.1 单台切向旋风分离器 109
6.1.2 多管旋风分离器结构型式 110
6.2 旋风管的结构和特点 112
6.2.1 轴流式旋风管 112
6.2.2 单切向、双切向和双蜗壳式旋风管 115
6.3 旋风管内的气固流动 117
6.3.1 切向旋风管的气固两相流动 117
6.3.2 轴向旋风管的气固两相流动 130
6.4 旋风管的分离性能和模型 134
6.4.1 常用分离性能模型 134
6.4.2 天然气用分离性能测定与模型 142
6.5 旋风管的设计方法 157
6.5.1 切向旋风管的设计方法 157
6.5.2 轴向旋风管的设计方法 159
6.6 多管旋风分离器的设计 160
6.6.1 旋风管排列方式 160
6.6.2 多管旋风分离器的分离性能 162
6.6.3 多管旋风分离器的设计 171
6.6.4 材料 172
6.7 多管旋风分离器的操作和运行 172
6.7.1 多管旋风分离器的操作和优化运行 172
6.7.2 多管旋风分离器的运行过程中存在的问题 174
参考文献 177
第7章 旋风分离器气液分离性能 180
7.1 旋风分离器的结构型式及应用场合 180
7.1.1 应用场合 180
7.1.2 气液旋风分离器分离原理 180
7.1.3 气液旋风分离器的结构型式 181
7.2 气液分离元件及其性能 186
7.2.1 直流式旋风管 186
7.2.2 气固分离用旋风管的气液分离性能 192
7.3 直流式多管旋风分离器 195
7.3.1 直流式多管旋风分离器分离理论 196
7.3.2 小尺寸高压下直流式多管旋风分离器分离性能 197
7.3.3 大尺寸高压下直流式多管旋风分离器分离性能 201
参考文献 202
第8章 过滤分离器 204
8.1 过滤分离器的结构型式和主要性能参数 204
8.1.1 结构型式 204
8.1.2 过滤分离原理 206
8.1.3 主要性能参数 207
8.2 过滤分离性能计算模型 208
8.2.1 纤维材料的过滤机理 208
8.2.2 纤维滤材流场分析及阻力计算模型 210
8.2.3 单根纤维捕集体的效率模型 220
8.2.4 纤维滤材的过滤效率 230
8.3 纤维过滤材料 231
8.3.1 纤维滤材的结构表征和主要过滤性能参数 231
8.3.2 天然气净化用常用过滤材料 237
8.4 过滤元件的性能测试方法 241
8.4.1 过滤元件的主要性能参数 241
8.4.2 过滤元件性能测试方法 244
8.4.3 实际过滤过程特征 250
8.4.4 过滤性能影响因素分析 255
8.5 天然气滤芯的性能测定与分析 262
8.5.1 滤芯结构和组成 262
8.5.2 滤芯性能测定装置及方法 263
8.5.3 滤芯性能测试结果分析 266
8.6 过滤分离器设计及工程应用 274
8.6.1 过滤分离器设计 274
8.6.2 过滤分离器关键部件 275
8.6.3 实际滤芯结构特点及规格 276
8.6.4 过滤分离器选型 277
参考文献 278
第9章 气液聚结过滤器 283
9.1 聚结过滤器的结构和主要性能参数 283
9.1.1 聚结过滤器的结构型式 283
9.1.2 聚结过滤原理 284
9.1.3 主要性能参数 284
9.2 聚结过滤材料及表面改性 285
9.2.1 聚结滤芯材料特性 286
9.2.2 纤维过滤材料的表面特性 287
9.2.3 表面处理和改性 288
9.3 聚结过滤材料性能测试方法 290
9.3.1 滤材常用测定方法 290
9.3.2 聚结过滤材料性能测定装置 291
9.3.3 滤材参数及液滴物性对聚结过滤性能的影响 293
9.4 聚结滤芯的过滤性能测试装置及方法 301
9.4.1 聚结滤芯的结构 301
9.4.2 聚结滤芯的性能检测标准 303
9.4.3 国外常用聚结滤芯的性能检测装置与方法 305
9.4.4 全尺寸聚结滤芯的性能检测装置与方法 308
9.5 聚结过滤动态特性及其影响因素 309
9.5.1 聚结过程 309
9.5.2 主要操作参数对聚结过滤性能的影响 315
9.6 聚结过滤材料的性能计算模型 318
9.6.1 聚结过滤材料的压降计算模型 318
9.6.2 聚结过滤材料的效率计算模型 320
9.7 聚结滤芯的气液过滤性能特性及其影响因素 325
9.7.1 聚结滤芯的过滤性能 325
9.7.2 滤芯结构参数对过滤性能的影响 332
9.7.3 滤芯过滤性能沿长度方向不均匀特性的分析 338
9.7.4 滤芯材料对过滤性能的影响 345
参考文献 353
第10章 其他过滤分离技术简介 357
10.1 常规低温分离技术 357
10.1.1 工艺介绍 357
10.1.2 应用场合 358
10.2 超声速旋流分离技术 362
10.2.1 超声速旋流分离装置的结构与工作原理 362
10.2.2 应用场合 364
10.2.3 技术进展 365
10.3 涡流管分离技术 369
10.3.1 涡流管的结构与工作原理 369
10.3.2 应用场合 370
10.3.3 技术进展 372
参考文献 374
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