專利名稱:離心分離裝置的制作方法
本發(fā)明屬于一種從氣體中分離出所夾帶的固體顆粒的裝置。
在一些系統(tǒng)中需要從夾帶固體顆粒的氣體中分離出固體顆粒，加以回收利用或防止設備受到固體顆粒的沖蝕。在很多情況下，分離出固體顆粒對保護環(huán)境也是很重要的。如在煉油工業(yè)中催化裂化裝置從再生器排出的煙道氣含有0.5～3克/標米3的固體催化劑顆粒，這些固體顆粒隨煙道氣進入膨脹透平，葉片會被很快沖蝕報廢，壽命一般不超過一個月。煙道氣進入膨脹透平或其它能量回收設備前必須將煙道氣中的固體催化劑顆粒盡量除掉，特別是直徑大于10微米的顆粒大部分都要除掉。分離出的催化劑一部分可以回收利用，同時可以減少排放到大氣的粉塵量。為分離氣體中夾帶的固體顆粒，已經(jīng)發(fā)展了幾種分離系統(tǒng)和裝置，如旋風分離器，多管分離器和旋流分離器。旋風分離器一般有一個園筒形分離室和錐底，在分離室上部有一個切向氣體進口管，氣體進口速度一般不超過30米/秒，當超過30米/秒的時候，存在被分離的固體顆粒重新被中心負壓區(qū)氣流夾帶逃逸等問題，效率反而降低。旋風分離器受進口氣體速度限制，分離的臨界粒徑一般為70～80微米。多管分離器(見美國專利2941621號)是在一個殼體內(nèi)安裝幾十個以上的分離單管，利用縮小每個單管分離室直徑的方法提高分離效率。由于單管數(shù)量很多，致使設備龐大，結(jié)構(gòu)復雜，制造困難，各單管之間易產(chǎn)生氣體流量分配不均勻，粉塵反串等問題，使分離效率降低。為克服多管分離器的缺點，發(fā)展了一種旋流分離器(見《石油煉制》1979年，第1期)，這種分離器在園筒形分離室下部中心裝有一次氣進口，在分離室頂部和筒壁上裝有多個二次氣進口噴咀，其分離機理是基于由二次氣提供主要能量帶動一次氣產(chǎn)生強的旋流，使氣體中的固體顆粒受離心力作用向分離室壁運動，被外層向下流動的氣流帶入灰倉。這種分離器的缺點是二次氣進口速度高，壓降大，一次氣進口速度低，壓降小，當一、二次氣為同一來源時，一次氣要節(jié)流降壓，而進入分離室后又需要二次氣提供旋轉(zhuǎn)能量，因而造成能量的損失，一次氣節(jié)流部件也極易被固體顆粒沖蝕，造成停工事故;另一缺點是一次氣由位于分離室中心的一次氣進口引入，顆粒運動到分離室壁的距離比二次氣長，而經(jīng)歷的分離時間比二次氣短，因而一次氣中顆粒的分離效率低于二次氣中的顆粒;再一個缺點是有一次氣和二次氣兩個進口，給分離器的制造、布置和接管等帶來麻煩;此外，在高溫情況下還要解決兩支管的熱補償問題。
本發(fā)明的目的是克服上述分離器存在的一些缺點。
本發(fā)明的分離裝置包括一個圓筒形分離室，在分離室上部筒壁上有兩個以上的進氣側(cè)噴咀，側(cè)噴咀在分離室軸線和圓周方向上可以排成兩排或多排，也可按螺旋線排列;在分離室筒體上端裝有環(huán)形凈化氣出口檔圈，出口檔圈和出口管相連;在出口管和分離室壁之間的出口檔圈環(huán)形區(qū)有頂噴咀，頂噴咀的數(shù)量一般與側(cè)噴咀在分離室圓周方向上的排數(shù)相同，位置相對應，其數(shù)量也可多于側(cè)噴咀在圓周方向上的排數(shù);在分離室下部有一導流體，導流體與分離室同軸，導流體由園錐部分和圓柱部分組成，導流體上部為圓錐形，尖端對著出口檔圈，導流體下部為圓柱形，圓柱部分可以是一個圓柱體，也可以由幾個直徑不同的圓柱體組成，圓柱體直徑向著出口檔圈方向逐漸減小;在導流體的圓柱部分有一灰倉檔板，灰倉檔板與分離室筒體內(nèi)壁之間有一環(huán)形間隙，導流體和灰倉檔板通過位于灰倉檔板下的支撐桿固定在分離室筒體上，支撐桿與灰倉檔板間有一定的距離;在分離室筒體下端有一錐形料斗;在錐形料斗與灰倉檔板之間構(gòu)成灰倉;錐形料斗下部連接固體顆粒出口管或料腿。
本發(fā)明的優(yōu)點是，夾帶固體顆粒的全部氣體同時經(jīng)多個側(cè)噴咀和頂噴咀，依次進入分離室，避免了旋流分離器由分離室下部中心管引入的一次氣節(jié)流能量損失;當分離器處理的氣體量相同時，側(cè)噴咀和頂噴咀進氣量約比旋流分離器增加40～50%，噴咀數(shù)量也相應增加，其進口速度達100米/秒或更高，比旋流分離器一次氣速度高4～5倍，因此產(chǎn)生更強的旋轉(zhuǎn)流場和更高的切向分速度;由于夾帶固體顆粒的氣體全部由噴咀引入，被分離的固體顆?；静贿M入內(nèi)層的強制渦區(qū)而由外層的自由渦區(qū)向筒壁運動聚集分離，縮短了分離距離;分離室下部的導流體和灰倉檔板起到穩(wěn)定流場、避免分離的顆粒重新被上升氣流夾帶逃逸的作用，上述改進，提高了該裝置的分離效率，同時消除了旋流分離器節(jié)流部件沖蝕問題，提高了運行的安全可靠性。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，金屬材料比多管分離器約節(jié)省65～75%，比旋流分離器約節(jié)省10%，并相應的降低制造費用。
圖1為分離裝置結(jié)構(gòu)原理圖。圖中1為進氣管，2為集氣室，3為側(cè)噴咀，4為頂噴咀，5為分離室，6為自由渦區(qū)，7為固體顆粒，8為筒體，9為灰倉檔板，10為灰倉，11為導流體，12為強制渦區(qū)，13為出口檔圈，14為出口管，15為固體顆粒排出管，16為導流體和灰倉檔板支撐桿。
由附圖看出，夾帶固體顆粒的氣體由進氣管〔1〕進入集氣室〔2〕，均勻分配到各個側(cè)噴咀〔3〕和頂噴咀〔4〕，引入分離室〔5〕，在分離室外層形成一個向下旋轉(zhuǎn)的自由渦區(qū)〔6〕。自由渦區(qū)中的固體顆?！?〕受離心力作用向筒體〔8〕內(nèi)壁附近運動聚集，被向下旋轉(zhuǎn)的氣流通過灰倉檔板〔9〕和筒體〔8〕之間的環(huán)形間隙帶入灰倉〔10〕。向下旋轉(zhuǎn)的氣流到達灰倉檔板〔9〕向內(nèi)并向上返轉(zhuǎn)繞導流體〔11〕旋轉(zhuǎn)上升，形成內(nèi)層的強制渦區(qū)〔12〕，強制渦區(qū)中殘留的一些固體顆?？赡艿玫竭M一步分離。基本不含固體顆粒的凈化氣體，自上部經(jīng)出口檔圈〔13〕和排出管〔14〕排出?；覀}〔10〕內(nèi)的固體顆粒經(jīng)下端的排出管〔15〕排出。
實例按本發(fā)明分離裝置用作催化裂化動力回收再生器煙道氣凈化的第三級分離器。分離器的直徑1000毫米，煙道氣溫度600～650℃，壓力2.3～2.5公斤/厘米2(絕)，流量為12000～18000米3/小時，分離效率為86～96%。
權(quán)利要求
1.一種從氣體中分離出夾帶的固體顆粒的分離裝置，包括圓筒形分離室[5]、凈化氣體出口檔圈[13]、凈化氣體出口管[14]、灰倉[10]、固體顆粒排出管[15]，本發(fā)明的特征在于具有同時引入全部夾帶固體顆粒的氣體的多個頂噴咀[4]和側(cè)噴咀[3]，分離室下部有一個穩(wěn)定流場的導流體[11]，在導流體圓柱部分有灰倉檔板[9]，導流體和灰倉檔板通過灰倉檔板下面分離室徑向配置的支撐桿[16]固定在分離室筒體上，支撐桿與灰倉檔板之間有一定距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的分離裝置，其特征在于頂噴咀和側(cè)噴咀的數(shù)量要滿足全部進氣量的要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的分離裝置，其特征在予所述的導流體可用一個圓柱體和一個錐形體或幾個不同直徑的圓柱體和一個錐形體構(gòu)成，圓柱體直徑向著凈化氣體出口檔圈方向逐漸減小并與一個尖端對著出口檔圈的錐形體連接。
專利摘要
一種從氣體中分離出夾帶的固體顆粒的分離裝置，具有一個圓筒形的分離室，氣體通過側(cè)噴嘴和頂噴嘴進入分離室，在分離室下部有一個穩(wěn)定流場的導流體，導流體的圓柱部分上有一個灰倉檔板。該裝置解決了旋流分離器一次氣節(jié)流能量損失和節(jié)流部件沖蝕問題，并且提高了分離效率，可用于細顆粒高效分離。
文檔編號B04C5/00GK85100214SQ85100214
公開日1986年7月9日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者李道宏, 楊志祥, 項善秋, 李俊宇, 李尚仁, 王靜貞 申請人:中國石油化工總公司石油化工科學研究院, 上海煉油廠, 化學工業(yè)部化肥工業(yè)研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan