天然气超声速脱二氧化碳技术研究

傅健¹，袁汝华¹，李大全²，王军¹，郑松贤¹，李友行¹，赵西廓³

（1. 海洋石油工程股份有限公司，天津 300451；  

2. 中海石油（中国）有限公司 湛江分公司，广东 湛江 524057；

3. 中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院，山东 青岛 266580）

摘      要：进行了Laval喷管的结构设计。基于真实气体状态方程和湍流方程，结合凝结成核与液滴生长理论，建立了描述喷管内超声速气体凝结流动的数学模型，进行了CO₂-CH₄气体凝结流动规律研究。研究结果表明：在特定的入口温度与压力条件下可以实现CO₂气体的凝结与脱除，当气体发生凝结后，喷管内形成气、液两相流动，产生的亚微米级微小液滴可随气流运动至喷管出口；CO₂气体成核过程在时间和空间上表现出急剧性，凝结核心形成后，液滴生长过程可维持较长时间和距离，直至液滴到达喷管出口；由于凝结的发生和液滴生长过程释放了大量潜热，喷管内表现出明显的凝结冲波现象，压力下降减缓，温度出现回升。

关   键   词：天然气；二氧化碳；喷管；超声速；凝结

中图分类号：TQ 51       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2019）10-2240-05