[發明專利]使用不需要過濾介質的低能多流分流器技術來清潔負載顆粒的流體的設備和方法

在審

• 申請號: 201980051405.9
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN113056322A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: M·斯凱夫
• 申請（專利權）人: 莫比安爾私人公司
• 主分類號: B01D45/12
• 分類號: B01D45/12;B04C7/00;B04C1/00;B04C5/00;B04C9/00;B01D50/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 許春波;王漪

本發明涉及一種使用與至少一個旋風分離器系統相結合的多流分流器技術來清潔負載顆粒的“臟”空氣的設備和方法，其由于用于產生流體流的低壓降，同時允許在進料流體流上施加高離心力或G力，而需要最少的能量來操作。這進一步允許操作顆粒去除工藝，使得常規的另外的過濾介質變得任選，使得該技術可以以顯著減少的對維護和/或維修的需求操作或者甚至在沒有對維護和/或維修的需求的情況下操作。低的內部空氣湍流確保非常高的分離效率。任選地，添加另外的具有變速系統風扇的防爆低能下游過濾級提供了最佳的操作性能和操作靈活性。

發明領域

本發明涉及通過使用與至少一個旋風分離器系統相結合的多流分流器(multiflow-splitter)技術從負載顆粒的流體或“臟”的流體中去除顆粒來清潔該流體的設備和方法。由于用于產生流體的旋轉的低壓降，同時在進入的流體流(incoming fluid stream)上施加高離心力(或“G力”)，因此新技術需要最少的能量來操作。該技術在不需要常規過濾介質的情況下操作，該技術即使沒有完全消除對維護和/或維修的需求，也還以顯著減少的對維護和/或維修的需求操作。低的內部流體湍流確保非常高的分離效率。另外的防爆低能下游清洗級(explosion safe low-energy down-stream cleaning stage)，優選地具有變速系統風扇，提供最佳的操作性能和操作靈活性。

發明背景

旋風分離器已經存在持續一個多世紀，其中早在1920年就申請了專利。這種旋風分離器分離工藝是用于從負載顆粒的污染流體流諸如空氣或水中分離顆粒的簡單且可靠的工藝。在典型的旋風分離器中，流體以螺旋模式或渦流從旋風分離器的寬端(通常是頂部端)開始流動，該寬端(通常是頂部端)朝向相對端(通常是底部)具有變窄的直徑。流體的主要部分(如果不是基本上全部的話)通過寬部分(通常在頂部)中的直的中央管離開旋風分離器。在進入的流體流中攜帶的較重的顆粒通過由旋轉的流體流產生的離心力被迫使到渦流模式的外部并朝向旋風分離器的外壁。由于較重的顆粒現在在渦流的外部，這些顆粒接觸系統主體的外壁，并且由于產生的摩擦，這些顆粒減慢并最終從流體流中掉出來，同時較清潔的流體從渦流的中央被移除。

隨著時間的推移，數千種工藝增強已經被描述和實現。這些增強通常與旋風分離器的直徑、內部幾何形狀、多個旋風分離器的布置有關，或者通過在系統內添加多種振動機構(參見，例如EP2587980，Dyson)。這些增強中的大多數以降低的能耗和/或更高的分離性能為目標。更高的分離性能通常通過增加G力和/或減少內部湍流和/或增加內部停留時間來實現。降低能耗通常通過降低跨過旋風分離器產生的壓降來實現，這直接節省了主系統風扇或泵功率節省。這樣的節省意義重大，因為全世界有數百萬個旋風分離器正在操作。例如，谷物處理部門已經花費了大量的努力來減少能量消耗，因為僅僅1％-2％的能量降低可以為谷物處理部門節省數百萬美元的能量節省。

盡管在過去的一個世紀中進行了這種RD努力，但典型的旋風分離器的總體設計和工藝功能仍然保持不變。通常，流體從頂部進入旋風分離器，主要是從側面進入，產生螺旋渦流，分離的顆粒從旋風分離器主體的出口漏斗的基底(base)移除，并且清潔的流體從旋風分離器的頂部中央移除。盡管是功能性的，但當與其他過濾系統諸如具有過濾介質的過濾系統如袋式除塵器(bag-houses)相比時，旋風分離器需要大量的能量來操作，并且因此未在跨多個行業的多種應用中被使用。例如，當考慮空氣分離器旋風分離器時，跨過旋風分離器的壓降通常在從約500Pa至1500Pa(2-6英寸的水表壓)的范圍內，這意味著需要高功率的主系統風扇來保持旋風分離器運行。在需要較高G力的核工業中，壓降可以遠遠超過5000Pa(20英寸的水表壓)。

此外，雖然傳統的旋風分離器是功能性的，但是它們的分離性能不理想，并且例如，如對于空氣分離器通常所看到的，通常小于10μm的較小顆粒尤其受到旋風分離器工藝的下部部分中的湍流的影響，對顆粒流造成干擾，這然后導致這些較小的顆粒從離開漏斗的基底的負載顆粒的(“臟的”)流中脫離，而是通過清潔的流體流離開該工藝。