[發明專利]一種前級分離器排氣分級凈化的多級旋風分離器系統

有效

• 申請號: 201110318124.0
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN103056048A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 孫國剛;楊景軒;李傳
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: B04C5/26
• 分類號: B04C5/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于氣固、氣液非均相分離技術領域，具體涉及一種用于氣固、氣液兩相分離的多級旋風分離器系統。

背景技術

旋風分離器具有結構簡單、造價低、幾乎免維護、壓降適中、分離效率較高以及能夠在高溫、高壓、高濃度條件下長周期連續運行等優點，廣泛應用于煉油、化工、發電、建材、冶金、食品、環保等眾多的行業，并且是石油催化裂化、煤粉氣化、循環流化床燃燒、粉料產品干燥等許多生產裝置的一項關鍵設備。在許多場合，僅用一級旋風分離器已不能滿足現代工業生產及日益嚴格的環保排放要求，往往需要將多臺旋風分離器串聯或旋風分離器與過濾、電除塵等串聯起來，以獲得更好的分離效率、更低的粉塵排放量。如，發明專利CN1259404公布了一種丙烯腈流化床反應器用的兩級旋風分離器組，通過在常規的旋風分離器排氣管下口加一開有多條縱縫的分流型排氣管使兩級串聯分離器達到常規三級串聯方案的分離效率，簡化了設備。但該方案獲得高效率是以增大壓降為代價的，其兩級的壓降也與常規三級結構的基本相同；發明專利申請CN101748980A，CN101451069A公布的兩級串聯分離器系統由以下幾部分組成：一個大尺寸的旋風分離器作為第一級，多個小尺寸的旋風分離器作為第二級。該方案雖然能夠有效提高分離效率，但增加了設備數量，總體系統結構更為復雜，所占空間大，不利于現有裝置的改造。

對旋風分離器內流場和顆粒濃度分布的研究發現在排氣管內氣流旋轉強度依然很大，顆粒在旋轉氣流離心力的作用下被甩向排氣管邊壁，最終形成排氣管中心低、邊壁高的顆粒濃度分布，最大和最小濃度的差距可達十倍以上，即排氣管內旋轉氣流將大部分顆粒都濃集到排氣管邊壁。但現有的多級旋風分離器串聯系統未能有效的利用分離器排氣管的這種旋流濃集顆粒的作用，在級間連接管中上級分離器排氣管中已濃集到排氣管邊壁的顆粒又重新與排氣管中心區較潔凈的氣流混合，然后一起進入下一級旋風分離器。顯然，這種排氣管邊壁顆粒濃度相對較高的氣流與排氣管中心區較潔凈的氣流重新混合是不合理的，應當進行分離器串聯系統結構創新，充分利用上級分離器排氣管中旋流對顆粒的濃集作用，提高下一級分離器的效率，從而提高多級旋風分離器串聯系統的總分離效率。

發明內容

本發明的目的在于：解決現有的多級旋風分離器串聯系統中上一級旋風分離器排氣管中已濃集到排氣管邊壁的顆粒在下級旋風分離器入口又重新與排氣管中心區較潔凈的氣流混合的問題，利用上級分離器排氣管中旋流對顆粒的濃集作用提高下一級旋風分離器的分離效率，從而提高多級串聯旋風分離器系統的總效率。

本發明是通過下面的技術方案來實現的：在多級串聯旋風分離器的級間連接通道中增設一個或數個分隔板，將上級分離器排氣管到下級分離器入口的連接通道分隔兩條或多條通道，結果使下級旋風分離器變成多入口分離器，使上級分離器排氣管排出的含塵氣流分流，即分別沿不同的通道流入下級分離器；上級排氣管邊壁區較濃的含塵氣流由靠近下級分離器外壁的通道流入下級分離器，貼著下級分離器壁面旋轉下行，這部分氣流入口離下級分離器中心的排氣管距離較大，氣流的離心旋轉半徑大，顆粒容易被分離；上級排氣管中心區較潔凈的氣流則沿靠近下級旋風分離器中心一側的通道流向下級旋風分離器，可將邊壁高濃度的塵流與中心排氣管隔開，從而減少顆粒走短路進入排氣管逃逸。該多級串聯旋風分離器的上級分離器可以是單入口或多入口的切流返轉式旋風分離器，也可以是軸流式旋風分離器；上級旋風分離器的排氣管出口結構可以是直切式，蝸殼式，或直角彎頭結構。

與現有技術相比，本發明的優點是：

1、上級旋風分離器排氣管蝸殼或直切的出口結構與帶分隔板的級間連接通道相組合可以有效利用上級排氣管中旋流的能量，實現排氣管排氣分流，使上級排氣管邊壁高濃度的塵流由離下級分離器中心較遠的外側通道進入下級分離器，不與上級排氣管中心區低塵濃度的氣流混合，從而提高下級旋風分離器的效率和多級串聯的總效率；

2、上級分離器排氣管邊壁高濃度的塵流沿離下級分離器中心較遠的外側通道進入下級分離器，貼著下級分離器壁面旋轉下行，顆粒容易到達氣壁，有利于效率提高。同時，顆粒濃度高，有利于增加細顆粒的團聚，提高對細顆粒的捕集；

3、上級排氣管中心區較潔凈的氣流進入下級分離器，離排氣管較近，有利于隔開下級分離器邊壁的高濃度塵流，減少顆粒走短路從排氣管的逃逸，也有利于提高下級分離器的效率；

此外，本發明對各級旋風分離器本身未做改動，因而不會損害各級分離器原有的分離性能；未改變多級旋風分離器串聯系統、未增加設備，因而不增加系統占用空間、操作維護的難度。

附圖說明