[發明專利]帶減阻裝置的旋風分離器

有效

• 申請號: 201210088652.6
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN102615005A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 劉豐;陳建義;盧春喜;劉英聚;宋健斐;魏耀東
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: B04C5/107
• 分類號: B04C5/107
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

技術領域

本發明是關于一種切流返轉式旋風分離器，尤其涉及一種從氣固混合氣流中分離固體顆粒的帶減阻裝置的旋風分離器。

背景技術

旋風分離器是一種常見的氣固分離設備，如圖5A、圖5B所示，現有的切流返轉式旋風分離器9一般是由芯管91、筒體92、錐體93、灰斗94、料腿95組成；含塵氣流由進氣管96進入旋風分離器時，氣流將由直線運動變為圓周運動。旋轉氣流的絕大部分沿器壁自圓筒呈螺旋形向下，朝錐體93流動，通常稱為外旋氣流。含塵氣流在旋轉過程產生離心力，將密度大于氣體密度的塵粒甩向器壁；塵粒一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動量和向下的重力沿壁面下落，進入排灰管(灰斗94)。旋轉下降的外旋氣流在到達錐體93下端某個位置時，即以同樣的旋轉方向從旋風分離器中部，由下而上繼續做螺旋形流動，即內旋氣流；最后凈化氣流經芯管91排出分離器外部，一部分未被捕集的塵粒也由此逃逸。

旋風分離器的主要性能指標有兩個，分別是分離效率和壓降。分離效率表明了旋風分離器捕集顆粒的能力，壓降則反映了旋風分離器消耗的能量。

旋風分離器能在高溫、高壓、高濃度、高腐蝕性等苛刻工況下長期穩定運行，因此在石油化工、電力環保等各行業得到廣泛的研究和應用。但是在高溫、高濃度條件下或捕集5μm以下的顆粒時，常是多級串聯運行，能耗明顯偏大，而且隨著旋風分離器尺寸的增加，壓降急劇增大。

經過長期的研究發現，旋風分離器的壓降是由以下五部分的能量損失造成的：(1)進、出口管道的摩擦損失；(2)氣體進入分離器內，因膨脹或壓縮而造成的能量損失；(3)氣體在分離器內與器壁摩擦所引起的能量損失；(4)分離器內因氣體旋轉而產生的能量損失；(5)芯管內氣流強烈旋轉靜壓能的損失等。在這五部分中，后兩項氣流的旋轉運動是旋風分離器壓降的主要組成部分，特別是芯管中氣流的旋轉運動，占到總壓降的50％以上，因此，旋風分離器減阻增效還有相當大的潛力可以挖掘。

由此，本發明人憑借多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種帶減阻裝置的旋風分離器，以克服現有技術的缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種帶減阻裝置的旋風分離器，可以較好的將芯管中氣流旋轉動能轉化為靜壓能，從而減少旋風分離器的總壓降，達到減阻增效的作用。

本發明的目的是這樣實現的，一種帶減阻裝置的旋風分離器，所述減阻裝置設置在旋風分離器頂部的芯管內；所述芯管內設有一段與芯管同軸設置的圓管狀葉片根，沿著所述葉片根周向設有多個葉片；葉片在葉片根外壁展開面上的內準線由上部的直線段和下部的光滑曲線構成，該直線段與圓管狀葉片根的軸線平行。圓管狀葉片根和葉片整體構成所述的減阻裝置。

在本發明的一較佳實施方式中，所述葉片外側與芯管內壁接觸或連接。

在本發明的一較佳實施方式中，所述葉片為正交直母線圓弧型葉片。

在本發明的一較佳實施方式中，所述葉片內準線中直線段的長度與圓管狀葉片根的軸向長度的比值大于0小于等于0.8。

在本發明的一較佳實施方式中，所述圓管狀葉片根的半徑與芯管半徑的比值大于0小于等于0.8。

在本發明的一較佳實施方式中，所述芯管的下部形成漸縮的錐面。

在本發明的一較佳實施方式中，所述葉片設置數量為3～24個。

在本發明的一較佳實施方式中，葉片內準線下部曲線底端處的切線方向與圓管狀葉片根底面水平線的夾角大于0°小于等于60°。

在本發明的一較佳實施方式中，所述旋風分離器為切流返轉式旋風分離器。

由上所述，本發明帶減阻裝置的旋風分離器，能夠將芯管中氣流的旋轉運動，部分轉為直線運動，將部分氣流的旋轉動能轉化為靜壓能，可有效減少旋風分離器的總壓降，進而達到減阻增效的作用。該減阻裝置制做成本較低，結構簡單，無運動部件，帶該減阻裝置的旋風分離器在復雜工況下能夠長時間穩定工作。

附圖說明

以下附圖儀旨在于對本發明做示意性說明和解釋，并不限定本發明的范圍。其中：

圖1：為本發明中的減阻裝置的結構示意圖。

圖2：為本發明中圓管狀葉片根和一個葉片的連接結構示意圖。

圖3：為本發明中相鄰兩條內準線在圓管狀葉片根外壁上的展開結構示意圖。

圖4：為本發明帶減阻裝置的旋風分離器剖面結構示意圖。

圖5A：為現有旋風分離器的結構示意圖。

圖5B：為圖5A中A-A剖面示意圖。

具體實施方式