在天然气的开采与输送过程中,天然气中含有的液滴含量会影响到压缩机密封系统、燃气轮机叶片和流量计等部件的运行,因此需要设置聚结过滤设备,以脱除气体中的微小液滴。为了解决目前高压天然气聚结过滤元件存在的过滤效率下降和阻力高等问题,本文实验测定了亲油无纺布与超疏油聚结层滤材组合后的性能特性,分析了亲油无纺布结构和放置位置对气液聚结过滤性能的影响。与亲油滤材相比,超疏油材料的过滤效率与品质因子均得到提高。随着超疏油滤材厚度的增加,不同直径液滴的过滤效率均有所提高,尤其是对小液滴的过滤效果更加显著,并确定了分别适合于大小液滴过滤的滤材厚度。由于疏油性改变了液滴在滤材中的存在形态,超疏油滤材的稳态压降略有上升。针对液膜对跳跃压降的影响,将亲油无纺布作为前置层,并与超疏油滤材紧密贴合,可有效降低稳态压降和增加品质因子。超疏油滤材与前置层无纺布紧密贴合后,前置层无纺布吸收了滤材表面液膜中的液体,降低了液膜的跳跃压降,从而减小了稳态压降;前置层吸液后存在积液,当气流再次通过时容易出现液滴二次夹带现象,降低效率;由于效率降幅有限且压降显著降低,故品质因子升高。随着前置无纺布孔径的增加,稳态压降则呈先降低后增加的趋势。当孔径约为18.6μm时压降最低,在此基础上加大孔径会使得降压能力受限,原因是毛细力降低使得吸液量减小。当平均孔径位于3.6μm-5.9μm的范围内时过滤效率最高,此时小孔径的前置层可看作亲油滤材,亲疏油材料的结合将有效提升过滤效率;孔径升高至18.6μm时,液膜被破坏及液滴的二次进入造成其过滤效率降低;孔径进一步上升,前述负面影响因素减弱,故过滤效率与控制组逐渐重合。通过在无纺布前置层内加入不同比例十字形纤维,可增加无纺布吸收、运移液体的能力,减小液膜对跳跃压降的影响,进而显著降低超疏油滤材的稳态压降,这也是异型纤维首次应用于气液过滤领域。当十字形纤维添加比例达到75%时,无纺布吸液量达到最大值,在此基础上提升十字形纤维比例无法再次增强吸液能力,故此时滤材稳态压降最低。本文分析了亲油无纺布与超疏油滤材组合后的特性,并探索了十字形纤维在气液聚结过滤领域的作用,研究结果为高压天然气聚结过滤元件的先进设计和性能优化提供了依据。