用于脱除井口气中机械杂质和可溶性盐的液滤器的制作方法

本公开涉及含盐和粉尘等机械杂质的气体净化技术领域，具体为用于脱除井口气中机械杂质和可溶性盐的液滤器。

背景技术：

此部分的陈述仅仅提供与本公开有关的背景技术信息，并且这些陈述可能构成现有技术。在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题。

气田开采过程中，从井口出来的天然气中夹带有粉尘等机械杂质和游离水，游离水中含有可溶性盐。如果井口天然气(以下简称井口气)未脱除其中的粉尘和游离水中的盐，井口气中夹带的粉尘等机械杂质和游离水中的盐将在下游脱硫处理过程中进入胺液等溶液系统中，同时不断累积，造成设备和管道的堵塞和腐蚀等危害；同时对处理站工艺技术造成不良影响。故井口气通常需进行脱除粉尘等机械杂质和游离水等净化处理。

目前脱除井口气中粉尘等机械杂质和游离水的净化技术常采用沉降法和机械过滤法。

沉降法是用机械方法分离非均相混合物的一种单元操作，是利用天然气与粉尘等机械杂质和游离水之间的密度差异，使天然气与粉尘等机械杂质和游离水之间发生相对运动而实现分离的操作过程。从而实现井口气中的天然气与粉尘等机械杂质和游离水的分离，达到脱除井口气中粉尘等机械杂质和游离水的目的。根据实现沉降操作的外力不同，沉降过程分为重力沉降和离心沉降。其中：(一)重力沉降是在重力作用下发生的沉降过程，是通过重力分离器来实现的，是利用天然气与粉尘等机械杂质和游离水的密度差，粉尘等机械杂质和游离水的密度较天然气大，在重力分离器中天然气与粉尘等机械杂质和游离水发生相对运动。在重力分离器中流动速度较进入重力分离器前的管道中流动速度降低，并有一定的停留时间，天然气与粉尘等机械杂质和游离水之间发生相对运动。重力分离器分为立式重力分离器和卧式重力分离器两种，井口气脱除粉尘等机械杂质和游离水常采用立式重力分离器。井口气是由重力分离器的中部进入，天然气流动至重力分离器的上段，天然气由重力分离器的上端口排出，粉尘等机械杂质和游离水沉降至重力分离器的下段，粉尘等机械杂质和游离水等从重力分离器的下端口排出，从而实现井口气中的天然气与粉尘等机械杂质和游离水的分离，达到脱除井口气中粉尘等机械杂质和游离水中可溶性盐的目的。(二)离心沉降是在惯性离心力作用下发生的沉降过程，通过旋风分离器来实现的，是利用天然气与粉尘等机械杂质和游离水的密度差，粉尘等机械杂质和游离水的密度较天然气大，在旋风分离器中天然气与粉尘等机械杂质和游离水发生相对运动。井口气由旋风分离器的圆筒上部的进气管切向进入，受旋风分离器壁的约束由上向下作螺旋运动。在惯性离心力作用下，粉尘等机械杂质和游离水被抛向旋风分离器壁，粉尘等机械杂质和游离水再沿旋风分离器壁面落至锥底而与天然气分离，粉尘等机械杂质和游离水由旋风分离器锥底口排出，天然气在中心轴附近由下而上作螺旋运动，由旋风分离器顶部口排出。从而实现井口气中的天然气与粉尘等机械杂质和游离水等的分离，达到脱除井口气中粉尘等机械杂质和游离水中可溶性盐的目的。

机械过滤法是在压强差的作用下，使天然气通过滤芯的孔道，而大颗粒的粉尘等机械杂质和部分游离水被截留在滤芯上，从而实现井口气中的天然气与粉尘等机械杂质和游离水的分离，达到脱除井口气中粉尘等机械杂质和游离水中可溶性盐的目的。

重力沉降法由于受重力分离器尺寸的限制，沉降分离时间有限，小颗粒的粉尘等机械杂质和游离水脱除率低。在井口气脱除粉尘等机械杂质和游离水净化工艺中，重力分离器的尺寸通常是以分离颗粒粒径大于10um的粉尘等机械杂质和游离水效率95％进行设计的。故仍然有较大量的粉尘等机械杂质和可溶性盐进入下游输送管道和装置中，对下游输送管道和装置造成危害。

离心沉降法由于旋风分离器有较大的压强降，受井口气脱除粉尘等机械杂质和游离水净化工艺中允许的压强降和旋风分离器自身结构等多因素的限制，在井口气脱除粉尘等机械杂质和游离水净化工艺中，旋风分离器通常是以分离颗粒粒径大于5um的粉尘等机械杂质和游离水效率95％进行设计的。故仍然有较大量的粉尘等机械杂质和可溶性盐进入下游输送管道和装置中，对下游输送管道和装置造成危害；同时，井口气在旋风分离器中流速快，井口气中夹带的粉尘等机械杂质对旋风分离器壁的冲蚀严重，旋风分离器使用寿命短，运行费用高。

机械过滤法脱除效率取决于滤芯孔道大小，直径小于滤芯孔道的沙将通过孔道，滤芯孔道越小，井口气通过滤芯的压强降越大，受井口气脱除粉尘等机械杂质和游离水净化工艺中允许的压强降限制，在井口气脱除粉尘等机械杂质和游离水净化工艺中，旋风分离器通常是以分离颗粒粒径大于0.5um的粉尘等机械杂质和游离水效率98％进行设计的。故仍然有较大量的粉尘等机械杂质和可溶性盐进入下游输送管道和装置中，对下游输送管道和装置造成危害；同时，随着滤芯上附着的粉尘等机械杂质和游离水量的增加，井口气通过滤芯的压强降也将随之增加，当压强降达到限定值时，须更换滤芯，运行费用高。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的在于解决现有技术中的一部分问题，或至少缓解这些问题。

用于脱除井口气中机械杂质和可溶性盐的液滤器，包括

缓冲罐，包括井口气接管和污水排放阀；所述井口气接管位于所述缓冲罐的顶部，用于接入井口气；

立式筒体，下端与所述缓冲罐连通；所述立式筒体包括塔盘过滤装置、滤液去除装置和处理气接管；所述塔盘过滤装置固定设于立式筒体下部，所述滤液去除装置固定设于立式筒体上部；所述处理气接管位于所述立式筒体顶端，用于释放井口气；

滤液循环系统，包括滤液循环泵、循环液入口接管和循环液出口接管；所述循环液入口接管与所述立式筒体连通，且水平高度高于所述塔盘过滤装置；所述循环液出口接管位于所述缓冲罐的底部，与缓冲罐连通。

进一步的，所述缓冲罐还包括污油排放系统。

进一步的，所述污油排放系统包括隔油板和污油排放接管；所述隔油板设于所述缓冲罐内部，与所述缓冲罐的底部固定连接；所述污油排放接管固定设于所述缓冲罐的底部。

进一步的，所述缓冲罐设有污油液位计。

可选的，所述滤液去除装置为除沫器。

所述塔盘过滤装置包括第一塔盘和第二塔盘，通过第一降液管连通；所述循环液入口接管位于所述第一塔盘和所述除沫器之间。

所述滤液循环系统还包括滤液补充泵。

所述缓冲罐设有滤液液位计。

本实用新型具有如下有益效果：

1、与重力沉降法相比，本实用新型脱除井口气中夹带的粉尘等机械杂质和可溶性盐的效率更高，消除了井口气中夹带粉尘等机械杂质和可溶性盐对下游处理设备和工艺系统的危害，下游设备维护量小，大大降低对下游工艺介质的污染，运行成本低；

与离心沉降法相比，本实用新型脱除井口气中夹带的粉尘等机械杂质和可溶性盐的效率更高，消除了井口气中夹带粉尘等机械杂质和可溶性盐对下游处理设备和工艺系统的危害，下游设备维护量小，大大降低对下游工艺介质的污染，运行成本低。同时，井口气在本系统中流速低，粉尘等机械杂质对本实用新型中的设备损害小，维护费用小，运行成本低；

与机械过滤法相比，本实用新型脱除井口气中夹带的游离水和沙的效率更高，消除了井口气中夹带粉尘等机械杂质和游离水对下游处理设备和工艺系统的危害，下游设备维护量小，大大降低对下游工艺介质的污染，运行成本低。同时，本实用新型不需要更换设备及设备相关部件，运行成本低。

2、通过污油排放系统，使污油与污水分离，从而实现安全排放，避免污染环境。

3、采用滤液循环系统，能使液滤器始终保持过滤状态。配合塔盘过滤装置，使除杂介质均匀分布，保证井口气与滤液更均匀、充分的接触，大大提高了除杂效率。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为本实用新型塔板结构的示意图；

图3为本实用新型脱除杂质的方法的步骤图。

其中1-缓冲罐；2-循环液出口接管；3-污水排放接管；4-滤液液位计；5-隔油板；6-污油排放接管；7-污油液位计；8-井口气接管；9-第一塔盘支撑圈；10-循环液入口接管；11-除沫器支撑圈；12-除沫器；13-处理气接管；14-第一塔盘；15-第一降液管；16-立式筒体；17-第二塔盘；18-第二塔盘支撑圈；19-第二降液管；20-井口气切断阀；21-补充液切断阀；22-滤液补充阀；23-滤液循环泵；24-滤液循环泵入口阀；25-污水排放阀；26-污油排放阀；27-处理气出口阀；28-溢流堰。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施例只用于说明本实用新型而非限制本实用新型，在不脱离本实用新型技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，作出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的范围内。

如图1所示，用于脱除井口气中机械杂质和可溶性盐的液滤器，包括

缓冲罐1，包括井口气接管8和污水排放阀25；所述井口气接管8位于所述缓冲罐1的顶部，用于接入井口气；

立式筒体16，下端与所述缓冲罐1连通；所述立式筒体16包括塔盘过滤装置、滤液去除装置和处理气接管13；所述塔盘过滤装置固定设于立式筒体16下部，所述滤液去除装置固定设于立式筒体16上部；所述处理气接管13位于所述立式筒体16顶端，用于释放井口气；

滤液循环系统，包括滤液循环泵23、循环液入口接管10和循环液出口接管2；所述循环液入口接管10与所述立式筒体16连通，且水平高度高于所述塔盘过滤装置；所述循环液出口接管2位于所述缓冲罐1的底部，与缓冲罐1连通。

如图1所示，井口气接管8位于缓冲罐1顶部，循环液出口接管2位于缓冲罐1底部，立式筒体16位于缓冲罐1上部，均可通过焊接等方式与缓冲罐1固定连接。所述滤液去除装置为除沫器12，通过固定设于立式筒体16内部上段的除沫器支撑圈11进行连接，用于将处理气中夹带的滤液拦截下来，滤液返回到第一塔盘14上，处理气经处理气接管13和处理气出口阀27送出液滤器。

如图1所示，塔盘过滤装置包括至少两个塔盘和降液管组成。如图2所示，所述塔盘过滤装置包括第一塔盘14和第二塔盘17，通过第一降液管15连通；所述循环液入口接管10位于所述第一塔盘14和所述除沫器12之间。第一塔盘14通过与立式筒体16固定连接的第一塔盘支撑圈9与立式筒体16固定连接，第二塔盘17通过与立式筒体16固定连接的第二塔盘支撑圈18与立式筒体16固定连接，第一降液管15和第二降液管19均位于立式筒体16内部，通过焊接等方式与立式筒体16固定连接，如图1所示。

设置塔盘过滤装置还有两个作用：

1、使介质均匀分布。如图2所示，由于井口气从下往上升,滤液从上往下流动,都要通过几层塔盘,塔盘是平面的,上面是密密麻麻的孔,这样可以使气体和液体非常均匀的、充分的互相接触。

2.有一定的支撑作用。有的塔是填料塔,可用塔盘承装一些填料,填料的目的也是使介质均匀分布。

滤液循环系统能持续向立式筒体16送入滤液，并向下通过塔盘过滤装置又流入缓冲罐1，并通过滤液循环泵23重复循环。主要用于使立式筒体16的塔盘过滤装置和缓冲罐1内保持滤液循环流动，从而使整个液滤器始终保持滤液过滤状态。井口气中夹带的粉尘等机械杂质和可溶性盐被滤液阻挡下来，随滤液通过降液管19进入缓冲罐1。

为了保证滤液循环流动，需预先在缓冲罐1中补充一定量的滤液。如图1所示，所述滤液循环系统还包括滤液补充泵22，与滤液循环泵23和循环液入口接管10之间的管道连通，从而可通过补充液切断阀21和滤液补充泵22向滤液循环系统中补充滤液。滤液补充泵22可在初次补充滤液。所述缓冲罐1设有滤液液位计4，如图1所示，可根据滤液液位情况，在平时向液滤器内补充滤液。也可根据滤液液位情况，通过污水排放接管3和污水排放阀25排出滤液。一般来说，50％～98％的缓冲罐1下部的滤液通过滤液循环泵23循环使用，其余的50％～2％的缓冲罐1下部的滤液通过污水排放阀25排出液滤器。

循环液入口接管10位于立式筒体16侧面，通过焊接等方式与立式筒体16固定连接。

所述缓冲罐1还包括污油排放系统，如图1所示，主要用于将滤液与油分离，实现滤液和油的分别排放，避免造成环境污染。所述污油排放系统包括隔油板5和污油排放接管6；所述隔油板5设于所述缓冲罐1内部，与所述缓冲罐1的底部固定连接；所述污油排放接管6固定设于所述缓冲罐1的底部。

由于井口气在缓冲罐1和立式筒体进行多次过滤，通过降液管19流下来的滤液在缓冲罐1下部沉积，在缓冲罐1中实现油水分离，水在下部，油在上层，油层越过隔油板5进入储油池，从而通过污油排放阀26排出液滤器。

所述缓冲罐1设有污油液位计7，如图1所示。污油液位计7位于缓冲罐1侧面，通过焊接等方式与缓冲罐1固定连接。可通过污油液位计7来观察污油的液位，从而定期对污油进行排放，实现安全排放。

工艺步骤描述如下：

井口气通过井口气切断阀20从缓冲罐1上部进入液滤器；井口气进入液滤器后，在缓冲罐1上部分离出部分粉尘等机械杂质和游离水，缓冲罐1上部分离出部分粉尘等机械杂质和游离水在缓冲罐1底部沉积，井口气夹带着剩余的粉尘等机械杂质和游离水进入塔盘过滤装置，与滤液循环泵23送来的滤液逆流接触；井口气通过塔盘上的滤液层，在此过程中，井口气中夹带的游离水与塔盘上的滤液融合在一起，井口气中夹带的粉尘等机械杂质被阻挡在塔盘上的滤液层中，井口气夹带少量的可溶性盐含量较低的滤液离开塔盘过滤装置，进入液滤器上半段；井口气在液滤器上半段进一步分离夹带的滤液，滤液落入塔盘过滤装置上，井口气进入立式容器顶部的除沫器12后，通过处理气出口阀27送出本系统；塔盘上的滤液通过降液管流入缓冲罐1；50％～98％的滤液通过滤液循环泵送至塔盘过滤装置；50％～2％的滤液通过污水排放阀排出本设备；通过滤液补充泵补充滤液。

工作原理：

井口气在通过塔盘过滤装置的过程中，井口气夹带的游离水的物性与塔盘上滤液层中滤液的物性完全相同，井口气夹带的游离水与塔盘上滤液层中的滤液快速相溶；井口气在通过塔盘过滤装置的过程中，井口气夹带的粉尘等机械杂质在塔盘上滤液层的阻力作用下，井口气夹带的粉尘等机械杂质被阻挡在塔盘上滤液层中；井口气在通过塔盘过滤装置的过程中，天然气不溶于滤液，且天然气密度比滤液小，天然气通过塔盘上滤液层。天然气通过塔盘上滤液层后流速低，通过塔盘上滤液层后的天然气夹带的滤液量小，同时经过滤液器上半段重力沉降分离后，天然气中夹带的游离水基本被完全分离。实现脱除井口气中粉尘等机械杂质和可溶性盐的目的。

如图3所示，用于脱除井口气中机械杂质和可溶性盐的方法，包括以下步骤：

建立缓冲罐1液位；

打开滤液循环泵入口阀24，并启动滤液循环泵23；

打开井口气切断阀20，将井口气通过井口气接管8进入缓冲罐1；

井口气通过缓冲罐1进行初次除杂；

井口气上升经过立式筒体16的塔盘过滤装置，与降液管流下来的滤液逆流接触，进行二次除杂；

二次除杂后的井口气上升经过除沫器12，将处理后的井口中夹带的滤液拦截下来；滤液返回塔盘过滤装置，处理后的井口气经处理气出口阀27送出。

井口气进入缓冲罐1后，体积流速降低，天然气的密度较粉尘等机械杂质和游离水的密度小，在重力作用下，天然气与粉尘等机械杂质和游离水在缓冲罐1内发生相对运动，分离出部分粉尘等机械杂质和游离水，缓冲罐1分离出的粉尘等机械杂质和游离水在缓冲罐1下部沉积，实现初次除杂。

缓冲罐1出来的井口气进入立式筒体16下部，在第二塔盘17上部与第一降液管16流下来的滤液逆流接触,进口气中夹带的粉尘等机械杂质和可溶性盐被滤液阻挡下来，随滤液通过降液管19进入缓冲罐1，滤液层厚度通过调节第二降液管19的溢流堰28的高度实现；

通过第二塔盘17的井口气再进入第一塔盘14，在第一塔盘14上部与滤液循环泵23和滤液补充泵22送来的滤液逆流接触,进口气中夹带的粉尘等机械杂质和可溶性盐进一步被滤液阻挡下来，随滤液通过第一降液管15进入第二塔盘17，滤液层厚度通过调节第一降液管15的溢流堰28的高度实现。

由此，井口气实现了二次除杂。

建立缓冲罐1液位时可采用以下步骤：

步骤一、打开补充液切断阀21，通过滤液补充泵22将滤液送至滤液器中建立缓冲罐1液位；

步骤二、启动滤液补充泵22，通过滤液补充泵22将滤液送至液滤器中，建立缓冲罐1液位；

步骤三、停滤液补充泵22；

步骤四、关闭补充液切断阀21。

用于脱除井口气中机械杂质和可溶性盐的方法，还包括滤液处理，包括如下步骤：

降液管19流下来的滤液在缓冲罐1下部沉积，在缓冲罐1中因油水不相溶且油水密度差实现油水分离，水在下部，油在上层，油层通过隔油板5进入储油池，通过污油排放阀26排出液滤器；

50％～98％的缓冲罐1下部的滤液通过滤液循环泵23循环使用，其余的50％～2％的缓冲罐1下部的滤液通过污水排放阀25排出液滤器。

本实用新型提供一种脱除井口气中粉尘等机械杂质和可溶性盐的液滤器及方法，用于井口气脱除粉尘等机械杂质和可溶性盐的净化工艺中，提高井口气中粉尘等机械杂质和可溶性盐的脱除率，减小井口气中粉尘等机械杂质和可溶性盐进入下游输送管道和装置中，减小井口气中粉尘等机械杂质和可溶性盐对下游输送管道和装置造成危害，降低工艺过程压降，减小井口气中夹带的可溶性盐对设备、管道的腐蚀，减小井口气中夹带的可溶性盐对工艺介质的污染，延长装置检修周期，实现装置长周期平稳运行，以达到降低生产装置维修成本和运行成本的目的。

上述没有特指的固定连接，可以是铆接、焊接、螺栓联接等连接方式，活动连接，可以是铰接等连接方式。