浅析含湿气体冷凝分离方法

天然气脱水、天然气凝析液回收等领域主要运用含湿气体冷凝分离方法，其作用原理为：当含湿气体在低于其露点温度时，其中的湿组分就会从气相转变为液相。膨胀制冷分离可以直接利用天然气的压力能，所以在天然气处理方面具备优势。超音速旋流分离技术属于膨胀制冷分离的一种，具有工艺简单、结构紧凑和无转动部件的显著优势，缺点是分离效率低，约为20%。透平膨胀制冷优点在于等熵膨胀效率很高，缺点是在处理含湿气体时，叶片容易断裂。在天然气行业中尤为显著，由于注醇防冻工艺加入，天然气带液现象严重，透平膨胀机应用受到制约，难以稳定运行；波转子制冷是利用波转子通道内运动压力波实现不同流体间能量交换，不需要做功叶片，波转子制冷装置运转速度低，其优势主要体现在抑制气液两相侵蚀以及排除设备内部积液方面。

传统气波制冷机存在热力学缺陷，膨胀后的高压气体压力能完全损失，不能回收。过膨胀气波制冷机利用外部换热器将低温气体冷量传递给高温气体，利用激波增压提高高温气体压力能，从而恢复了系统低温排气的压力能。然而将其直接应用于天然气冷凝脱湿仍存在问题。一方面，脱湿的换热器，必然存在冷源损失，虽然系统压比提高了，但小压比下设备内部实际膨胀效率并没有提高，系统制冷深度有限。另一方面则是从能量资源利用角度而言，制冷系统内部实际膨胀产生的冷量并没有被充分利用，而是直接损耗，造成冷源浪费。