[發明專利]一種熱量回收旋風分離器

在審

• 申請號: 201710707266.3
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN109395896A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 楊躍平;梁建強
• 申請（專利權）人: 北京眾聯盛化工工程有限公司
• 主分類號: B04C9/00
• 分類號: B04C9/00;B04C5/04;B04C5/12;B04C5/14;B04C11/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;何嬌

本發明涉及一種熱量回收旋風分離器，旋風分離器由包括凸形封頭、筒體、錐體以及切向進氣管、升氣管、灰塵和固體顆粒出口；夾套由凸形封頭、筒體、錐體、下筒體以及夾套介質進口、出口、蒸汽出口、夾套外側設置的下降回流管組成。本發明的優點是：旋風分離器將高溫高壓氣體中的固體顆粒分離；氣體部分熱量通過旋風分離器壁傳遞給夾套內的介質；介質吸收熱量汽化，沒有汽化的介質由降液回流管至夾套下部回到夾套，汽化的介質由夾套頂部輸出，用于補充系統內外熱量，降低了系統能量消耗。夾套內介質的汽液混合溫度在400℃以內，使得旋風分離器以及夾套的材料使用普通碳鋼即可滿足要求，避免了使用高溫材料和內襯耐火材料，節約投資。

技術領域

本發明屬于煤炭化工技術領域，具體涉及一種能夠承受高溫高壓且能夠熱量回收的旋風分離器。

背景技術

煤(焦)氣化技術多采用固定床加壓氣化，煤(焦)炭氣化爐氣化中心溫度達1000～1350℃，氣化爐出口溫度也高達500～700℃，壓力最高可達7MPa。由煤(焦)炭氣化爐出來的煤氣帶有大量的灰塵以及煤(焦)顆粒。為防止煤(焦)顆粒造成后續設備的堵塞，首先就要去除煤氣中的灰塵和煤(焦)顆粒，目前的加壓氣化技術多用濕法除塵方法，就是用水洗滌煤氣，來到達除去煤氣中的大部灰塵和煤(焦)顆粒的目的；然而這將產生大量的含有灰塵、煤(焦)顆粒以及有機物的廢水；隨同高溫煤氣的熱量由水帶走，煤氣溫度大幅下降，能量損失很大。

目前，普通的旋風分離器一般都是平頂板，且由帶有切向矩形入口的筒體和錐體組成。這種結構是實現高效旋風分離的基本條件。但分離器平頂板和切向矩形入口承壓能力較差，因此通常普通的旋風分離器只能使用與0.2MPa以下的工況環境。在工作壓力提高的情況下，簡單的提高設備材質和增加設備壁厚，不僅不能完全保證分離器的機械強度，還增加旋風分離器設備投資和設備制造難度。

因此，現有技術公開了一種夾套式旋風分離器，在不改變旋風分離器的結構與尺寸、不損害旋風分離器的分離性能情況下，將旋風分離器置于密閉的壓力容器外殼內，利用壓力容器外殼來承受氣化爐出來的煤氣的高壓載荷；利用在旋風分離器內設置隔熱耐磨襯里來承受高溫。

此外，現有技術公開了一種高溫高壓旋風分離器，將分離器的部件形狀結構形狀進行改變，即將分離器頂部改為凸形封頭結構，從而提高分離器頂部的承壓能力；錐體改為不同錐角的上下兩個人錐體；下部料腿設置過渡料斗(或稱破渦斗)；耐熱層采用耐磨隔熱襯里，或不設襯里層。

然而即便是如上述兩篇專利的改進，仍然存在以下技術問題：一是采用高溫載荷時，旋風分離器的直徑會因耐磨隔熱襯里的厚度加厚而增大，其夾套直徑也會相應增大，設備重量也會加大；二是由于旋風分離器結構較為緊湊，耐磨隔熱襯里施工困難；三是由于氣體線速度較大，長時間運行耐磨隔熱襯里會磨損減薄，會使旋風分離器壁承受高溫高壓下的效果失效；四是高溫煤氣的熱量并未到收集，在上述兩專利中也均未提及解決方法。

發明內容

為了解決上述問題，改進了加壓煤或焦炭氣化工藝，將煤或焦炭氣化爐出口的濕式除塵工藝改為干式除塵工藝。本發明提供了一種不僅適用于高溫高壓環境而且還能熱量回收的旋風分離器。

本發明提供了一種熱量回收旋風分離器，包括：旋風分離器和夾套，所述旋風分離器包括升氣管、內凸形封頭、筒體、切向進氣管、下錐體和灰塵出口；所述夾套包括凸形封頭、上筒體、切向進氣管夾套管、錐體和下筒體；

其中，所述凸形封頭內壁上部固定有呈倒錐形的氣液分離器，所述凸形封頭在氣液分離器范圍內設有蒸汽出口管，氣液分離器的下方設有溢流圈，所述氣液分離器下端面低于溢流圈的上端面，所述溢流圈通過下端的環板固定在上筒體內壁上；所述上筒體在高于溢流圈下端環板設有降液回流管，所述降液回流管下端與下筒體連接，與夾套和旋風分離器之間的空間形成循環回路；所述熱量回收旋風分離器的支撐為側向支撐。

所述切向進氣管內部設有與出氣管相切且安裝角為0～15°的導流板。