[發(fā)明專利]一種耦合機制下的超細顆粒分離系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010429923.4
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111558256A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許偉偉;張猛;原欣;梁東偉;李強
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: B01D45/14
• 分類號: B01D45/14
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 35222
• 代理人: 陳槐萱

本發(fā)明的目的在于提供一種耦合機制下的超細顆粒分離系統(tǒng)，利用純機械結(jié)構(gòu)的湍流聚并器與旋風分離設(shè)備直接順序安裝在一起，借助耦合機制實現(xiàn)超細顆粒的高效分離，本發(fā)明對于超細顆粒分離效果好，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備安全可靠，而且使用范圍廣，適用于各種超細顆粒分離過程；包括旋風分離器，所述旋風分離器入口處設(shè)置有湍流聚并器，其特征在于，所述湍流聚并器包括殼體，殼體包括入口和出口，殼體出口與旋風分離器入口連接，所述殼體的斷截面呈矩形，所述殼體內(nèi)設(shè)置擾流柱裝置，所述擾流柱裝置的上游方向還設(shè)置有多根導(dǎo)流葉片。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顆粒分離技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種耦合機制下的超細顆粒分離系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，許多的工業(yè)過程都會產(chǎn)生大量的飛灰顆粒，如燃煤電廠的發(fā)電過程、催化裂化過程等。這些飛灰顆粒可以通過各種形式的常規(guī)除塵設(shè)備收集，如電除塵器、布袋式除塵器、旋風分離器和濕式除塵器等。其中，旋風分離器由于設(shè)計簡單，制造便宜，維護成本低，并且操作條件適應(yīng)性范圍廣等優(yōu)點，成為此過程的首選設(shè)備。但是這些常規(guī)除塵設(shè)備對超細顆粒收集效果不佳，如高效的電除塵器質(zhì)量除塵效率可高達99.7％以上，但是超細顆粒的逃逸數(shù)量仍可能占到15％。一方面，超細顆粒若排放帶大氣中，會造成環(huán)境污染，嚴重的話還會造成極端惡劣天氣，如沙塵暴；另一方面，超細顆粒若跑到如煙氣輪機這些設(shè)備中去，會造成顆粒沉積，設(shè)備磨損等問題，影響設(shè)備長期穩(wěn)定運行。

所以，對這些超細顆粒進行高效的分離收集，是目前亟待解決的問題。聚并技術(shù)是解決超細顆粒難以被捕捉的極為可靠、有效的方法，主要技術(shù)包括電聚并、聲聚并、湍流聚并以及化學(xué)聚并。其中湍流聚并器具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、容易安裝和容易維護等優(yōu)點，具有較大的應(yīng)有優(yōu)勢。與其他聚并方式不同的是，湍流聚并僅僅利用自身的流場變化實現(xiàn)顆粒間聚并，無需額外的投入，無安全隱患，團聚效果與其他團聚方式相當或者更優(yōu)。但是現(xiàn)有的湍流聚并器應(yīng)用在旋風分離器實現(xiàn)超細顆粒分離時，為了達到較高的分離效率，往往需要搭配電場力增強聚并作用，以達到較高的分離效果，其往往帶來了其他成本的額外增加，如增加電場后，電力消耗大增，且需要配套復(fù)雜的電力控制系統(tǒng)，成本上升、維修頻率增高，因此，有必要對湍流聚并的機械結(jié)構(gòu)進行深入的探究，以追求單一的機械結(jié)構(gòu)的湍流聚并應(yīng)用于旋風分離器即可達到高效分離超細顆粒的目的。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種耦合機制下的超細顆粒分離系統(tǒng)，利用純機械結(jié)構(gòu)的湍流聚并器與旋風分離設(shè)備直接順序安裝在一起，借助耦合機制實現(xiàn)超細顆粒的高效分離，本發(fā)明對于超細顆粒分離效果好，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備安全可靠，而且使用范圍廣，適用于各種超細顆粒分離過程。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種耦合機制下的超細顆粒分離系統(tǒng)，包括旋風分離器，所述旋風分離器入口處設(shè)置有湍流聚并器，其特征在于，所述湍流聚并器包括殼體，殼體包括入口和出口，殼體出口與旋風分離器入口連接，所述殼體的斷截面呈矩形，所述殼體內(nèi)設(shè)置擾流柱裝置，所述擾流柱裝置的上游方向還設(shè)置有多根導(dǎo)流葉片。

所述擾流柱裝置沿湍流聚并器內(nèi)流體流動方向設(shè)置為多行，每一行的擾流柱以垂直于流體流動方向的縱向方向排列；該類型排列方式下的擾流柱對顆粒聚并作用的影響因素包括：擾流柱的大小、擾流柱行數(shù)、每行的擾流柱之間的縱向間距、多行擾流柱的總排列方式；

具體的，以圓柱形擾流柱為例，其截面圓的直徑優(yōu)選在8mm-12mm，例如10mm，截面圓的直徑較小時，過細的直徑使得流體繞流明顯，擾流作用相對較弱，且反而帶來了結(jié)構(gòu)加工復(fù)雜化、擾流柱脆弱易損等工藝缺陷；當截面圓的直徑較大時，過大的擾流柱尺寸也減弱了顆粒之間的相互作用，即湍流團聚效果隨擾流柱尺寸的減小而線性增加是在一定的數(shù)值范圍內(nèi)呈現(xiàn)出的規(guī)律。