專利名稱：離心式分選裝置及從熱氣體中分離顆粒的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及如權利要求1前序部分所述的離心式分選裝置。本發(fā)明還涉及如權利要求19前序部分所述的從氣流中分離顆粒的方法。
更具體地講，本發(fā)明涉及的離心式分選機包括-一個由若干大體上為平面的壁形成的渦流室，包括第一壁，該渦流室有一個內(nèi)部氣體容積，其截面顯然是非圓形的，-至少一個設在第一壁上的氣體入口，用于將含有顆粒的氣體導入所述氣體容積中，以及至少一個氣體出口，用于從渦流室中引出凈化過的氣體，而且是與所述氣體容積相通的，以便在所述氣體容積中建立至少一個氣體渦旋，和-至少一個來自所述氣體容積的分離顆粒出口。
US5,281,398中披露了這樣一種離心式分選機。包含于熱氣流中的顆粒在一個由若干大體上為平面的壁形成的渦流室中分離，該渦流室的截面優(yōu)選為方形，或其它多角形。與常規(guī)離心式分選機相比，該分選機有若干優(yōu)點，特別是在結構、成本等方面具有優(yōu)勢。氣體通過設在側壁上的一個或幾個氣體入口導入渦流室，以便引導氣體切向進入渦流室，從而在氣體被導入時使其轉動或旋動最大。這種離心式分選機在與循環(huán)流化床反應器一起使用時比較理想，而且，如在一份題為“PyroflowContactA Second Generation CFB Boiler by Ahlstrom Pyropower”(Gamble等，F(xiàn)luidized Bed Combustion，Vol.2，ASME，1993，P.751-760)的文獻中所述，可以商業(yè)規(guī)模用在鍋爐上。
盡管這種平面壁的離心式分選機有很多優(yōu)點，但按照本發(fā)明已認識到這種分選機的工作效率因為氣體入口的平面幾何形狀而存在缺陷。在入口部位，氣體渦旋周圍的顆粒在沿設有氣體入口的渦流室的前壁流動時傾向于從氣體中分離出來，干擾氣體被正常導入渦流室，干擾理想的氣體在該渦旋中的轉動或旋動強度。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種改進的離心式分選裝置及其操作方法。
本發(fā)明的主要目的是提供一種具有平面壁的改進的離心式分選機，及其操作方法，它能夠加大氣體和顆粒的渦旋作用，并防止顆粒從渦流室里的渦流中過早分離。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種改進的離心式分選機及其操作方法，它可以降低渦流室內(nèi)的氣體對氣體入口造成的干擾或破壞。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種改進的離心式分選機及其操作方法，它可以降低在渦流室內(nèi)渦旋的氣體和顆粒對導入渦流腔的氣體的干擾作用。
上述目的可以用本發(fā)明的離心式分選機及其操作方法來實現(xiàn)，其特征在于，它具有包含于權利要求1和19中的特征。
因此，按照本發(fā)明，提供了一種裝置和方法，它能克服上文提及的缺陷，如可能發(fā)生在諸如US5,281,398所披露的優(yōu)選離心式分離機中的對氣體入口里的氣流的干擾。接近氣體入口的前板部分被設計成顆粒能在氣體渦旋中旋動，但傾向于分離，其從沿所述前板的運動向沿氣流導入方向運動的改向是平滑的，即平行于或接近平行于被導入渦流室的氣流。這樣，在氣體被切向導入渦流室期間的渦旋作用確實能夠加強。
按照本發(fā)明的第一個方面，提供了一種離心式分選裝置，它包括如下與披露于US5,281,398中的分選機相同的部件若干大體上為平面的壁，包括第一壁，由這些壁形成具有內(nèi)部氣體容積的渦流室，并在該渦流室中形成至少一個渦旋，該氣體容積的截面顯然是非圓形的(其圓度大于1.1，優(yōu)選大于1.3，最好大體上為方形)。至少有一個用于將清潔氣體從該氣體容積中引出的出口。設在第一壁上的至少一個氣體入口，用于將含有顆粒的氣體導入該氣體容積；以及至少一個用于引出氣體容積中分離的顆粒的出口。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了氣體入口本身的一種特殊結構，和設在渦流室內(nèi)的額外的導流裝置，以防止氣體流在被導入渦流室時的擾動。氣體入口包括至少一個細長形的射流限定壁，該壁的自由端由所述第一壁向氣體容積中延伸一個第一距離，以形成一個大體上與該氣體容積中的氣體渦旋相切的氣體射流。所提供的導向裝置包括用于在第一壁與射流限定壁之間導引氣體渦流的裝置，以使從氣體渦旋中的氣體里分離出來的顆粒從沿第一壁的方向順利轉變?yōu)榕c氣體射流方向大體一致的方向(例如，在氣體入口處大體上垂直于第一壁，并大體上與氣體渦旋相切)。
所述導向裝置優(yōu)選包括一個插在射流限定壁的自由端部分與第一壁之間的一個插入件，并形成一個改變氣流方向的表面。該表面可以大體上為平面或弧形。該插入件可以大體上為固體耐火材料(如陶瓷)或具有若干冷卻氣流方向改變表面的冷卻流體循環(huán)管。另外，射流限定壁和鄰近插入件的第一壁部分可以有若干用于冷卻插入件的冷卻流體循環(huán)管。
所述若干大體上為平面的壁通常包括一個大體上垂直于并與第一壁相交的第二壁。所述至少一個射流限定壁可以包括一個單一的射流限定壁，其大體上平行于第二壁并與第二壁間隔一段距離W，限定氣體入口的寬度，而氣體入口通常有一個大于2W的高度(優(yōu)選大于4W)。第二壁在氣體容積內(nèi)的長度為D，所述第一距離至少為50mm，但比長度D少25％。
另外，所述平面壁可以包括至少第二和第三個與所述第一壁連接的壁，而所述至少一個射流限定壁包括兩個彼此間隔W的壁，形成入口孔的寬度。射流限定壁各有一個自由端部分，該部分伸入氣體管內(nèi)一段第一距離，并有一個具有改變氣體方向表面的插入件，而所述壁位于第一壁的中部，遠離第二和第三壁。各射流限定壁和與之相關的改變氣流方向的表面形成角α，角α一般為20～80°，優(yōu)選為約40～60°。
另外，第一和第二射流限定壁可形成兩個不同的氣體入口，第一限流壁接近并與第二壁間隔，并大體上平行于第二壁，第一壁上的各射流限定壁有一個與之相連的導向壁。所述第一距離通常為氣體入口寬度(W)的0.2～5倍。
所述若干大體上為平面的壁可以包括一個第四壁，該壁與氣體入口和第一壁相對，第四壁可以包括一個與氣體入口相對的耐火表面，與所述大體上為平面的壁的內(nèi)表面的其余部分(無論其是否覆蓋有耐火材料)，所述耐火表面具有較高的耐蝕性能。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種離心式分選裝置，其包括以下部件若干大體上為平面的壁，包括第一壁，由這些壁形成一個具有一個內(nèi)部氣體容積的渦流室，并用于在所述氣體容積中形成至少一個氣體渦旋，該氣體容積的截面很顯然是非圓形的，而且大體上為方形。至少有一個用于從氣體容積中引出凈化氣體的氣體出口。設在第一板上的至少一個氣體入口，用于將含有顆粒的氣體導入氣體容積。至少一個自氣體容積中引出的分離顆粒的出口。氣體入口包括至少一個細長形射流限制壁，該壁有一個自由端部分由第一壁伸入氣體容積一個第一距離，以形成一個氣體射流，其流向大體上與氣體容積里的氣體渦旋相切。以及一個插在射流限制壁的自由端部分與第一壁之間的插入件，由它形成一個光滑的改變流體(氣體和顆粒)方向的表面。
上述離心式分選機優(yōu)選與具有一個反應室的循環(huán)流化床反應器連接，包括位于其底部的一個流化床和位于其頂部的一個排氣管，并與該離心式分選機的氣體入口連接。氣體入口大體上垂直地延伸，而氣體出口將凈化的氣體由分選機的氣體容積中向上引出，一個回流管將顆粒從分選機的底部導引至反應室的底部。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種利用一個大體上如上所述的離心式分選機從溫度為500℃以上(通常為循環(huán)流化床反應器的溫度，如900℃，或更高)的含有顆粒的氣流中分離顆粒的方法。該方法包括以下步驟(a)以射流形式將含有顆粒的、溫度在500℃以上的一般氣流導入氣體容積中，該射流的方向與在所述氣體容積中形成的渦旋氣體渦流的垂直軸相切，所述射流和渦流相交于一個相交點。(b)從所述氣體渦旋的頂部除去凈化氣體。(c)從所述氣體渦旋的底部除去分離的顆粒。和(d)在所述第一壁附近順利改變所有從渦旋中分離出來的顆粒的方向，使其從大體上沿第一壁的方向改變?yōu)榇篌w上與射流方向一致。
步驟(d)通常是為了避免顆粒在距所述相關點270～315°的范圍內(nèi)落下。步驟(a)是通過將含有顆粒的氣體導入高度至少為其寬度W兩倍的流體中，步驟(a)的作用還在于將所述射流導入氣體容積一段距離，其與第一壁的距離為0.2～5倍W。步驟(a)的作用通常還在于將射流導入氣體容積距第一壁一定距離，該距離大于50mm，但低于氣體容積截面寬度的25％。
下面將結合附圖對本發(fā)明作更詳細的說明。其中

圖1是一個具有本發(fā)明離心式分選機的循環(huán)流化床反應器的側視示意圖，其局部為剖視圖，局部為立面圖；圖2是沿圖1所示離心式分選機的線2-2的剖視圖；圖3是沿圖2所示離心式分選機的線3-3的剖視圖；和圖4～7是本發(fā)明離心式分選機的另一些實施方案的類似圖3的視圖。
圖1表示一個循環(huán)流化床反應器，它包括一個反應室10，一個離心式顆粒分選機(旋流器)11和一個用于將分離的顆粒送回室10的回流管14。反應室10的截面為矩形，反應室10由水管壁組成，在圖1中僅示出了長壁16和18。該水管壁優(yōu)選由連接的垂直水管組成。
壁18的上部被彎曲以形成反應室10的頂部20。反應室10下部的壁用耐火材料22保護。該反應器有一個固體材料入口23。反應室10的底部由分配板24組成，該板上設有孔26，用于將流化氣體從空氣增壓室28導入反應室10，以維持反應室10里的流化床。以高速度將流化氣體或空氣導入反應室，以使大部分流化床材料與氣體一起通過設在反應室10上部的孔或槽30連續(xù)流入反應室10的上部，進入顆粒分選機11。所述槽30形成進入分選機的氣體入口30。
圖1所示實施方案的離心式分選機11是一種多渦旋離心式分選機，其中，在分選機11的氣體容積31中形成兩個平行的豎直氣體渦旋，通過離心力分離從反應室10中抽出的氣體中的顆粒。一個渦流室12形成分選機11，該分選機優(yōu)選包括平面的、主要為矩形的水管壁32、34、36和38(也可參見圖3)。理想的是，壁32、34、36、38也是由彼此之間通過翼片39(圖2)垂直連接在一起的水管37組成。圖1所示的分選機11的渦流室12有一個長壁靠近反應室10，與反應室10共用，即反應室10的壁16的一部分構成了渦流室12的壁32。在某些場合下，可以為反應室10和分選機11提供不同的壁。
在所述槽或氣體入口30處，水管壁32被彎向渦流室12里面，以便形成平行的射流限制壁40，形成(見圖2和3)將氣體流導入氣體容積31的渦流室12的入口管42。槽或氣體入口30又高又窄，比常見的旋流器高且窄，最好與渦流室12的上部43(圖1)一樣高。槽30的高度與寬度之比優(yōu)選為＞2，更優(yōu)選為＞4。
參見圖3，各射流限制壁40由第一壁32向氣體容積31內(nèi)延伸一個第一距離至自由端部分41。另外，提供大致如編號33所示的導向裝置，用于在第一壁32和射流限制壁40之間對氣體渦旋進行導向，以使從氣體渦旋里的氣體中分離出的顆粒的流向從大體上沿第一壁32內(nèi)部的方向順利地改變至在氣體入口30處大體上垂直于第一壁32(即大體上與氣體容積31里的氣體渦旋相切，并與由槽30導入的射流方向一致)。
導向裝置33可以包括位于壁40與壁32相交點處的流體導入噴頭，用于再將流體改向，或包括電或磁發(fā)生裝置，該裝置能在壁40和壁32的轉角處除掉顆粒，如果這些顆粒有靜電荷或磁荷的話，或提供各種其它結構。不過，在優(yōu)選實施方案中，導向裝置33包括一個插入件33′，該插入件有一個固定的氣體流向改變表面47。表面47可以如圖3和4所示般地大致為平面，或如圖5～7般地為曲面。在圖1～5所示的實施方案中，插入件33′包括一個諸如陶瓷、由粘合劑粘接在一起的碎耐火材料或其它常見耐火材料的大體上為固體耐火材料的插入件。如圖2所示，插入件33′的高度相當于槽30的高度H。槽30的寬度為W(如圖4所示)，在本發(fā)明的優(yōu)選結構中，高度H至少為寬度W的兩倍，優(yōu)選至少為其4倍。
在圖2和3所示實施方案中，在分選機11的第一壁(前壁)32中部設有兩個射流限制壁40，各壁40與壁47(或者，如果壁47是曲面的話，曲面47的端點在壁40的自由端41與第一壁32的相交點)與板47形成角α。角α優(yōu)選為20～80°，最好約為40～60°。另外，所述第一距離-即壁32與自由端41沿射流限制壁40的距離-為槽30的寬度W的0.2～5倍。
如圖4所示實施方案所示，第一距離(射流限制壁40在第一壁32與其自由端41之間的長度)用編號49表示，其通常至少為50mm。如果壁34、38與第一壁32的距離為D(如圖4所示，氣體容積31的截面為方形)，則49的最大尺寸小于D的25％。
形成容積31的渦流室12的各壁的上部優(yōu)選為垂直的和平面形狀的，并構成上部43。長壁36的下部向著對置的長壁32彎曲，形成渦流室12的下部45。這種結構形成一個非對稱的、長漏斗形容積44(見圖1)，容積44的底部形成一個固體出口46。
出口46還作為進入回流管14的入口。回流管的長壁由顆粒分選機11的壁32和36的延伸部分形成?；亓鞴?4的端壁由相應的壁34和38的延伸部分形成。僅有一部分的寬度與回流管14的寬度相同，端壁34和38連續(xù)向下延伸，從而形成回流管。端壁的其余部分僅延伸至回流管14的上部，如圖1所示，其為壁34的一部分?；亓鞴?4的下部通過一個L型彎道48與反應室10的下部相通，用于將在分選機11中分離出的固體送回室10底部的流化床；另外，也可以采用其它類型的固體流動密封。
在渦流室12的上部43，由位于孔50和52(見圖2)的管54和56形成兩個連續(xù)的氣體出口，用于從渦流室12的氣體容積31中排出純化的氣體。分選機11上的氣體出口管54、56可以為陶瓷管或冷卻管，以便能承受分選機11中熱的環(huán)境。氣體被從分選機11導入位于其上部的管60，管60設有熱回收表面62，并進一步進入位于反應室10附近的一個直立的對流部分，該對流部分也設有熱回收表面。與采用多渦流的概念不同，有時采用幾個分選機11較為理想，例如，如圖4所示，將具有一個渦流的兩個分選機組合在一起。
理想的是，直接將耐熱和耐磨的耐火材料直接連接在渦流室12的壁32、34、36和38的至少某些部分。磨損較大的部位需要較厚的耐火層，或采用更耐磨的耐火材料。因此，舉例來說，與氣體入口30相對的壁36可設有厚的耐火襯層57(參見圖1和3)，其長度相當于入口30、42的高度(參見圖1)。由入口氣體射流所夾帶的顆粒的至少一部分流入渦流室12，然后沖擊壁36上的該耐火部位57。
由進入分選機11的氣體所夾帶的顆粒傾向于沿比氣體更直的軌跡流動。例如，當所述氣體進入渦流室12并改變其運動方向，以便形成渦旋時，某些顆粒主要繼續(xù)沿其直線軌跡運動，并最終打在相對的壁36上。由于減緩顆粒運動的改變，渦流室12的邊緣部分易于磨損，最好用較厚的耐火層或用更耐磨的耐火材料對其進行保護，如圖1和3中57所示。
圖5是一種實施方案的示意圖，其中，形成了兩個渦旋的多渦旋。兩個渦旋在渦流室的拐角處有其自身的入口30。在槽30附近還設有具有插入件33′的渦流導向裝置。
圖6披露了一種用于按照本發(fā)明設置冷卻管的裝置。間壁632由耐火材料襯里的管610組成，這些管通過翼片612連接在一起，形成一個大體上為氣密性的壁結構。在入口孔30處，管610′彎曲，以使其偏離壁(32)，進入渦流室并構成導向件33的一部分，構成射流限制壁40。在該實施方案中，彎轉的管610″接近導向件33的第一表面。襯有耐火材料的管610和610″形成具有導向表面47的耐火插入件33′。
圖7披露了用于按照本發(fā)明設置冷卻管的另一種裝置。間壁732也是由耐火材料襯里的管710組成，這些管710由翼片712相互連接在一起，以形成大致上為氣密性的壁結構。在入口孔30處，管710′被彎轉，以使其由壁(32)伸入渦流室，并形成導向件33的一部分，它具有由涂在導向件33上的耐火材料組成的表面47。在該實施方案中，彎轉管710″在導向件33里面大體上等距離地間隔。
冷卻流體(如水或蒸汽)在圖5和6所示的管610、610′、610″、710、710′和710″中循環(huán)，以冷卻改變氣流方向的表面47。
在US5,281,398中披露了分選機11的其它結構，并能方便地加以改進，以適應本發(fā)明。
在一種從夾帶有顆粒的溫度在500℃以上(通過約為900℃或在與循環(huán)流化床反應器連接時溫度更高)的氣流中分離顆粒的例示性方法中，將夾帶顆粒的氣體流導入高且窄的入口30，沿圖4中編號65所示方向進入氣體容積31，進入大體上如圖44的箭頭66所示的形成于氣體容積31中的垂直軸向的氣體渦旋。射流與所述渦流相交于圖4中編號67所示的相交點。凈化的氣體經(jīng)出口導管54從氣體渦旋66的頂部除去，而分離的顆粒被從氣體渦旋66的底部除去，如圖1中的編號44所示。表面47能順利地改變從渦旋66中的氣體里分離的所有顆粒的方向，由位于第一壁32附近的大體上沿第一壁32的方向改變至大體上與圖4中箭頭68所示方向一致。伸入容積31的射流限制壁40與由表面47所產(chǎn)生的平滑的氣流方向改變相結合，能減少與切向導入容積31的射流65的干擾，從而加強氣體渦旋66的渦旋作用。這種設計可以防止顆粒在距相交點67(在氣體渦旋66的總曲面上)270～315°的范圍內(nèi)下落。
由此可以看出，根據(jù)本發(fā)明提供了一種有效的離心式分選機和離心分離顆粒的方法，本發(fā)明的裝置和方法能克服US5,281,398中所披露的由平面壁形成的大體上為方形截面的氣體容積中有關對氣體入口的干擾的缺陷。盡管已按目前認為是最佳實施方案的方式對本發(fā)明進行了說明，但對本領域普通技術人員來說，顯而易見的是，在本發(fā)明范圍內(nèi)可對其做出多種改進，對其范圍應當做最廣義的解釋，以包括所有等同的結構和方法。
權利要求
1.一種離心式分選機(11)裝置，包括-一個由若干大體上為平面的壁(32、34、36、38)組成的渦流室(12)，包括第一壁(32)，該渦流室(12)具有一個截面顯然是非圓形的內(nèi)部氣體容積(31)，-設在第一壁(32)上的至少一個氣體入口(30)，用于將含有顆粒的氣體導入該氣體容積(31)，以及至少一個用于將凈化氣體從渦流室(12)中引出的氣體出口(50、52、54、56)，該出口與氣體容積(31)相通，以便在該氣體容積中形成至少一個氣體渦旋，和-至少一個從氣體容積(31)中分離顆粒的出口(46)，其特征在于所述氣體入口(30)包括至少一個細長形的射流限制壁(40)，它有一個自由端部(41)，從第一壁(32)延伸到氣體容積(31)中一個第一距離(49)，以便形成大體上與氣體容積(31)里的氣體渦旋相切的氣體射流；渦流室(12)還包括-用于在第一壁(32)與射流限制壁(40)之間引導氣體渦旋的導向裝置(33)，使從氣體渦旋中的氣體里分離出的顆粒的流向從大體上沿第一壁(32)的方向改變?yōu)榇篌w上與位于氣體入口(30)處的氣體射流方向一致，和/或-一個插在射流限制壁(40)自由端部(41)和第一壁(32)之間的插入件(33′)，以形成一個平滑的改變氣流方向的表面(47)。
2.如權利要求1的離心式分選機，其特征在于所述插入件(33′)大體上為由耐火材料組成的固體插入件。
3.如權利要求1的離心式分選機，其特征在于所述氣體容積(31)的截面大體上為方形。
4.如權利要求3的離心式分選機，其特征在于所述若干大體上為平面的壁(32、34、36、38)包括第二壁(34)，其大體上垂直于第一壁(32)并與第一壁相交；而且所述至少一個射流限制壁(40)包括一個單一的射流限制壁，其大體上平行于第二壁(34)，并與第二壁間隔距離W，形成氣體入口(30)的寬度，以及該氣體入口的高度H大于2W。
5.如權利要求3或4的離心式分選機，其特征在于所述若干大體上為平面的壁(32、34、36、38)包括一個第二壁(34)，其大體上垂直于第一壁并與第一壁(32)相交；所述至少一個射流限制壁(40)包括一個單一的射流限制壁，其大體上平行于第二壁并與第二壁隔離；所述第二壁(34)在氣體容積(31)內(nèi)部的長度為D，而且，所述第一距離至少為50mm，但低于D的25％。
6.如權利要求1的離心式分選機，其特征在于所述改變氣流方向的表面(47)大體上為平面。
7.如權利要求1的離心式分選機，其特征在于所述改變氣流方向的表面為曲面。
8.如權利要求1的離心式分選機，其特征在于所述插入件(33′)包括若干冷卻流體循環(huán)管(710)，由其冷卻所述改變氣流方向的表面(47)。
9.如權利要求1的離心式分選機，其特征在于所述射流限制壁(40)和接近插入件(33′)的第一壁(32)的部分有若干冷卻該插入件的冷卻流體循環(huán)管(610，710)。
10.如權利要求1的離心式分選機，其特征在于所述若干大體上為平面的壁(32、34、36、38)至少包括與第一壁(32)連接的第二和第三壁(34、38)；所述至少一個射流限制壁(40)包括兩個彼此相隔距離W的射流限制壁，由此形成所述氣體入口(30)的開口寬度，該氣體入口的高度H大于2W；所述射流限制壁各有一個伸入氣體容積(31)所述第一距離的自由端部(41)，并有一個具有改變氣流方向表面(47)的插入件(33′)，它位于第一壁(32)的中部，遠離第二和第三壁(34，38)。
11.如權利要求10的離心式分選機，其特征在于各射流限制壁(40)和與其相關的氣流方向改變表面(47)形成角α，角α約為20～80°。
12.如權利要求11的離心式分選機，其特征在于所述角α約為40～60°。
13.如權利要求11的離心式分選機，其特征在于各插入件(33′)大體上為由耐火材料組成的固體插入件。
14.如權利要求10的離心式分選機，其特征在于所述第一距離為0.2～5倍W。
15.如權利要求1的離心式分選機，其特征在于所述若干大體上為平面的壁(32、34、36、38)至少包括與第一壁(32)連接的第二和第三壁(34、38)，其大體上垂直于第一壁；所述至少一個射流限制壁(40)包括第一和第二射流限制壁，由其形成兩個不同的氣體入口(30)，第一射流限制壁接近第二壁(34)并與之間隔，而且大體上平行于該第二壁，第二射流限制壁接近第三壁(38)并與之間隔，而且大體上平行于該第三壁，各射流限制壁和第一壁(32)具有導向裝置(33)或插入件(33′)。
16.如權利要求1的離心式分選機，其特征在于所述若干平面壁(32、34、36、38)各有一個內(nèi)表面，形成覆蓋有耐火材料的氣體容積(31)。
17.如權利要求16的離心式分選機，其特征在于所述若干大體上為平面的壁(32、34、36、38)包括一個與第一壁(32)上的氣體入口(30)相對的第四壁(36)；而與氣體入口(30)相對的第四壁(36)包括一個耐火表面(57)，與覆蓋所述大體上為平面的壁的內(nèi)表面的其余部分的耐火材料相比，它具有較高的耐磨性能。
18.如權利要求1的離心式分選機，其特征在于所述分選機(11)與一個具有一個反應室(10)的循環(huán)流化床反應器結合，該反應室包括-位于反應室底部的一個流化床，和-一個位于反應室頂部并與離心式分選機(11)的氣體入口(30)連接的排氣口，離心式分選機(11)的氣體入口(30)大體上垂直延伸，而氣體出口(50、52、54、56)將凈化的氣體從分選機氣體容積(31)中向上引出該氣體容積；該反應器還有一個回流管(14)，用于將顆粒從分選機(11)的底部引導至反應室底部。
19.一種從含有顆粒的溫度高于500℃的氣流中分離顆粒的方法，采用一種離心式分選機(11)，該分選機包括-若干大體上為平面的壁(32、34、36、38)，包括第一壁(32)，形成一個具有內(nèi)部氣體容積(31)的渦流室(12)，該氣體容積的截面顯然為非圓形，和-至少一個用于將凈化氣體引出渦流室(12)的氣體出口(50、52、54、56)，它與氣體容積(31)相通，以及至少一個設在第一壁(32)上用于將含有顆粒的氣體導入氣體容積的氣體入口(30)，以便在氣體容積中形成至少一個氣體渦旋；所述分離顆粒的方法包括(a)將含有顆粒的溫度高于500℃的一般氣流以射流形式沿在氣體容積(31)形成的垂直軸渦旋的氣體渦旋相切的方向導入氣體容積，所述射流與渦旋相交于一個相交點；(b)從所述氣體渦旋的頂部除去凈化氣體，和(c)從氣體渦旋底部除去分離的顆粒；該方法的特征在于(d)在第一壁(32)附近將自渦旋中分離的所有顆粒的方向從大體上沿第一壁的方向改變至大體上與射流方向一致。
20.如權利要求19的方法，其特征在于步驟(d)的作用是防止顆粒在距所述相交點270～315°的范圍內(nèi)下落。
21.如權利要求19的方法，其特征在于步驟(a)是通過以下述流體形狀導入含有顆粒的氣體而實現(xiàn)的而高度至少為其寬度的2倍。
22.如權利要求19的方法，其特征在于所述氣體入口(30)的寬度為W，而且，步驟(a)是這樣實現(xiàn)的將射流導入氣體容積(31)距離第一壁一定距離，該距離為0.2～5倍W。
23.如權利要求19的方法，其特征在于所述氣體容積(31)的截面大體上為方形，并具有自氣體入口(30)延伸的一定寬度；而且，步驟(a)是這樣實現(xiàn)的將射流導入氣體容積(31)距離第一壁一定距離，該距離大于50mm，但不到其寬度的25％。
全文摘要
一種離心式分選機(11),具有若干大體上為平面的壁,包括第一壁(32),由它形成一個具有內(nèi)部氣體容積(31)的渦流室(12),并用于在所述氣體容積中建立至少一個氣體渦旋,所述氣體容積的橫截面很顯然是非圓形的。除了常見的出口之外,該分選機包括一個氣體入口(30),它具有至少一個長形的射流限制壁(40),該壁的自由端(41)由所述第一壁(32)向氣體容積(31)中延伸一個第一距離,以形成一個大體上與該氣體容積中的氣體渦旋相切的氣體射流。一個插入件(33′)插在射流限制壁(40)的自由端部分(41)與第一壁之間,形成一個改變氣流方向的表面(47)。該插入件可以大體上為固體耐火材料,或包括若干冷卻流體循環(huán)管,而改變氣流方向的表面可以大體上為平面或弧形。
文檔編號B04C11/00GK1178481SQ96192515
公開日1998年4月8日 申請日期1996年3月7日 優(yōu)先權日1995年3月13日
發(fā)明者T·許佩仁 申請人:福斯特韋勒能源股份公司