[發明專利]內置型旋風氣液固分離器

在審

• 申請號: 202010937591.0
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112619294A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 劉玉英;韓振飛;陳雪莉;許坤;蔣自平;楊俊嶺;許建良;徐小林;張薇;周迅;劉海峰;羅永向
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;華東理工大學;中石化寧波工程有限公司;中石化寧波技術研究院有限公司;中國石化揚子石油化工有限公司
• 主分類號: B01D45/16
• 分類號: B01D45/16;B01D50/00;B01D53/24
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽;張群

本發明涉及一種內置型旋風氣液固分離器，包括外殼體及旋風分離器，外殼體上部設置有入口管，外殼體的頂部設置有出氣總管、底部設置有液固出口管；旋風分離器設于外殼體中，具有與入口管相連通的進口管，頂部設置有與出氣總管相連通的L狀排氣管。本發明通過內置旋風分離器分離氣液固三相，細灰在旋風作用下與合成氣中的水分形成包裹的細灰大顆粒或液滴，在內置的旋風分離器內壁上形成液膜，不僅除塵效率得到提升，而且較干磨擦對內壁的磨損性更低；內置型旋風分離器可有效保護承壓用的外殼體，外殼體內壁不用堆焊耐磨材料設備投資低，內置旋風分離器因內壁上形成液膜而使分離器不易破損、運行穩定，系統簡單易控制，裝置運行周期長，檢維修費用低。

技術領域

本發明涉及石油化工、煤化工等設備領域，是一種用于分離氣體中的液體和固體的分離設備，具體指一種內置型旋風氣液固分離器。

背景技術

在工業中，經常需要對一些工業氣體除塵以過濾掉其中所攜帶的灰塵，高性能機械除塵技術(如旋風除塵技術)、高性能阻擋或除塵技術、靜電除塵技術等都可用于工業氣體的除塵。

高性能機械除塵技術(如旋風除塵技術)，是一種成熟的除塵技術，其結構簡單、無轉動部件，能較好地適應在高溫下運行。旋風除塵器利用氣流做旋轉運動時產生離心力實現分離，固體顆粒由于質量大，受到的離心力也大，迅速向筒壁移動，與壁面碰撞失去速度，在慣性力和重力的作用下向下移動，從而實現氣固兩相的分離。通過優化設計，目前單體旋風除塵器的最佳除塵效果可以除去10μm以上的顆粒，5～10μm顆粒除塵效率在85％左右。

高性能阻擋或除塵技術，過濾主要在表面進行，塵粒的穿透率較低，除塵效率可達99.9％以上，設計壽命較低。目前主要有顆粒床過濾、金屬網過濾以及陶瓷過濾三種。其中顆粒床過濾器的除塵效率高達99％，壓降4～8KPa，能過濾10μm以上的顆粒，但在高溫環境下容易造成顆粒床阻塞。金屬網過濾器是利用特殊金屬纖維編織成過濾網，除塵效果受到材質的影響。陶瓷過濾器因其結構形式和陶瓷材料的不同性能不同，剛性陶瓷過濾器除塵效率可達99％，適用于溫度在260～1093℃，壓力降在3.0～10MPa的高溫高壓條件，但是剛性陶瓷過濾元件的泄漏影響過濾器本身的性能，不僅導致除塵效率下降，而且也會造成后續水洗系統結垢堵塞運行困難，嚴重時整個生產系統被迫停車。柔性陶瓷過濾器可以改變形態，袋式除塵器的效率高達99％以上，能除去～95％的0.2μm的顆粒。并且，高性能阻擋過濾器成本昂貴，氣體中的粉塵負荷較高、除塵壓降高、清灰頻繁、從而高性能阻擋元件易破損。

靜電除塵技術，靜電除塵器在高溫高壓環境下的除塵效率較高，通常可以達到90％～99.6％。捕獲粉塵的平均粒徑為6μm，現階段我國采用的是3～5級靜電場除塵，能夠達到較為理想的凈化效果。靜電除塵技術主要有干式電除塵技術和濕式電除塵技術。干式靜電除塵器通過對灰塵振動的方式將粉塵顆粒收集起來。濕式電除塵器主要是采用電場的空間進行直流負高壓的傳輸，此時空間內的氣體會產生電離，在煙氣中液滴和微小的顆粒被附著在一起，從而將污染物顆粒捕捉，然后將其放置到自動收塵板中，將粉塵顆粒集中收集。干式電除塵器的氣體濕度非常低，濕式電除塵器的氣體濕度非常大而且產生很多液滴。尚存在電暈穩定性、材料穩定性、材料的熱膨脹性等問題。

目前，也有將高性能機械除塵技術(如旋風除塵技術)、高性能阻擋或除塵技術、靜電除塵技術結合使用的除塵器，例如，專利ZL98105707.1是將旋風除塵技術和陶瓷過濾技術串聯的“除塵裝置及其運轉方法”，利用旋風除塵能在高溫下工作的性能，將旋風除塵作為預除塵設備，降低了陶瓷過濾器的粉塵負荷。但因其只是將陶瓷過濾器系統與旋風過濾器系統各自獨立地串聯起來，增加了設備費用，系統復雜可靠性低。