CN101821012B - 离心分离器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种离心分离器组件(10)，其包括多边形分离器腔体(15)，所述多边形分离器腔体由彼此连接以提供基本气密结构的平面壁部构成并具有至少四对平面相对壁部(20.11，20.12；20.21，20.22；20.31，20.32；20.41，20.42)，所述腔体包括通过在各壁部内具有第一内弯曲部(22)而形成的锥形部(50)，所述锥形部延伸为从分离器腔体所分离的颗粒的排出通道(52)，所述排出通道通过彼此垂直的第一对相对壁和第二对相对壁部(20.11，20.12；20.21，20，22)而形成。在用于所分离颗粒的排出通道(52)中，第一对壁部(20.11，20.12)延伸进第二对壁部(20.21，20.22)之间的区域。

Description

离心分离器组件
【技术领域】
本发明涉及用于从流化床反应器(fluidized bed reactors)的处理和析出气体(product gas)中分离固体颗粒的离心分离器，流化床反应器特别是用于燃烧或汽化燃料物质的循环流化床反应器。
本发明尤其涉及一种离心分离器组件，其包括多边形分离器腔体，多边形分离器腔体由彼此连接的平面壁部形成以提供基本气密结构并具有至少四对平面相对壁部，该腔体包括通过在各壁部内具有第一向内弯曲部(firstinward bending)而形成的锥形部，所述锥形部延伸为排出通道，用于从分离器腔体的所分离颗粒，该排出通道借助于彼此垂直的第一对相对壁部和第二对相对壁部而形成。
【背景技术】
现有技术公知，将流化床反应器的柱状旋流器(cylindrical cyclones)制造为由平行水管构成并具有锥形底的冷却结构。为了提供柱状形式的水管壁结构并将其连接至周围结构，需要大量人力，而通过使用基本平面壁可以将人力减少到最低。
US2007079773公开了一种矩形旋流器(rectangular cyclone)，其与由管壁制成的流化床反应器连接。旋流器的锥形部件的结构为：壁部各自具有缩减的宽度，也就是三角形状，并且其边缘被连接到了其它壁部的邻接边缘。
WO2004063626示出了一种换热腔体，其具有带有垂直多边形换热腔体的锥形部的外壳，该垂直多边形换热腔体具有四个以上带有简单水管面板的侧面，这样各种锥形部可以在多于一个水平方向上同时地向内逐渐变细，并且在锥形部中所有水管面板的宽度基本保持一致。在所述腔体为流化床反应器的旋流分离器的应用中，用于所分离固体的出口在截面区域保持相当宽。还注意到，锥形部的形状可以被改进。
本发明的一个目的是提供一种离心分离器组件，其具有锥形部和用于从分离器排出所分离颗粒的通道，并且其由此占据更小的空间并且更能适于在流化床反应器以及其附件中处理固体材料的需要。
【发明内容】
为了实现本发明的目的而提供了一种离心分离器组件。
根据本发明的优选实施例，所述离心分离器组件包括多边形分离器腔体，其由彼此连接的平面壁部形成以提供基本气密结构并具有至少四对平面相对壁部，该腔体包括通过在各壁部内具有第一向内弯曲部而形成的锥形部，所述锥形部延伸为排出通道，用于从分离器腔体的所分离颗粒，该排出通道借助于彼此垂直的第一对相对壁部和第二对相对壁部而形成。本发明的一个特征是：在用于所分离颗粒的排出通道中，第一对壁部延伸进第二对壁部之间的区域。
因此，在排出通道的区域中第一对相对壁部之间的距离小于第二对相对壁部的宽度。优选地，第一对壁部在逐渐变细的方向延伸进第二对壁部之间的区域。
这样使得排出通道具有相当小的截面区域成为可能，从而让所分离颗粒的处理更为直接。
优选地，气密装置和用于引进流化气体的机构被设置为与第一对相对壁部的下部连接。这样，用于所分离颗粒的排出和返回管中的气密之间的空间非常地小，并且因此聚集的固体量也很少。这种构造带来的好处是具有由颗粒重量对结构造成的较小负荷。
第一对相对壁部和第二对相对壁部包括用于形成锥形部的第一弯曲部和第二弯曲部。根据本发明的优选实施例，在第一对壁部中第一弯曲部和第二弯曲部之间的距离大于在第二对壁部中第一弯曲部和第二弯曲部之间的距离。
优选地，各壁部在分离器腔体的长度上具有恒定宽度。这样带来的好处是，壁部中的所有管体可以延伸穿过壁部的整个长度，也就是不需要像如果壁部制成锥形时要取出管体。
根据本发明的实施例，第一对壁部设置有对称弯曲部。这样，分离器的锥形部所需要的垂直空间被最小化。
壁部优选包括基本平均间隔的管体，用于在使用时将传热介质流布置通过壁部。
有利的是，所有壁部具有相等宽度。这样，结构更简单并有利于模块化制造。
通过本发明，建造基本恒定宽度平面壁的旋流分离器并具有基本延伸通过整个长度的壁结构的所有管体成为可能。
【附图说明】
下面将参照附图进一步描述本发明，其中：
图1示出根据本发明一个实施例的离心分离器组件，
图2示出图1的水平截面II-II，
图3示出图1的水平截面III-III，
图4示出图1的水平截面IV-IV，
图5示出图1的水平截面V-V，
图6示出图1的垂直截面VI-VI，
图7示出根据本发明另一实施例的离心分离器组件，以及
图8示出图1中的细节100。
【具体实施方式】
图1-图6示出根据本发明实施例的离心分离器组件10。该分离器组件包括被平面壁部20包围的分离器腔体15。分离器腔体的截面为八角形，包括四对相对壁部20.11，20.12；20.21，20.22；20.31，20.32；20.41，20.42。壁部例如通过将邻接管体25彼此连接而制造并由叶片30按已知的方式本身间隔开，以形成气密构造。优选地，各壁部在分离器腔体15长度上具有恒定宽度W。这样，壁部可以比较容易地按相似方式预先制造。
各壁部在其端部设置有集合管(manifolds)40，管体连接至集合管上。普通集合管可以设置于若干壁部，但是优选地各壁部设置有独立集合管(出口和入口)。壁部按个案到个案设计的方式连接到动力设备(未示出)的介质循环。这类介质循环一般是设备的蒸汽循环。
在分离器的第一端，该第一端为上端，邻接壁部20朝着中心轴向内弯曲，以便提供具有截面区域小于分离器腔体15的截面区域的气体出口开口35。壁部的内表面优选排列有适合的耐热耐磨内层(lining)26，以便气体空间的截面被制成基本上圆形或者至少当将邻接壁部彼此连接时形成的转角被平整以让内表面基本平滑。
分离器设置有气体入口45，在使用时通过该入口热气体和其中带有的颗粒可以被引入到旋流器的气体腔体15。
离心分离器腔体组件还包括在其第二端由壁部20的向内弯曲部形成的锥形部50。该锥形部提供从分离器腔体50的八角形截面到用于所分离颗粒的排出通道的矩形的过渡。在第一弯曲部22前面，即在弯曲线上方的壁部区域中，腔体的截面区域是八角形的，如图2所示，其示出图1的视图II-II。为了简明起见，主要以实线示出壁部，但在实践中，壁典型地是由在它们之间具有叶片30的邻接管体25制成。
各壁部20设置有在相同纵向(垂直)位置的第一弯曲部22，弯曲线位于相同水平。第一和第二对平面相对壁部20.11，20.12；20.21，20.22以大于第三和第四对平面相对壁部弯曲的角度的角度弯向分离器腔体15的中心线CL，第三和第四对平面相对壁部20.31，20.32；20.41，20.42定位在第一和第二对平面相对壁部之间。第三和第四对壁部弯离第一和第二对壁部的边缘，以覆盖它们之间的楔形区域(wedge shaped area)。图3示出图1的截面视图III-III，其示出第一和第二对平面相对壁部20.11，20.12；20.21，20.22接近分离器腔体的中心轴。
至少第一和第二对平面相对壁部20.11，20.12；20.21，20.22设置有第二弯曲部23，23’，其中壁部向外弯曲远离于分离器腔体的中心线。图4示出图1的视图IV-IV，其示出第一和第二对壁部的边缘就在达到彼此之前的状态，第二对壁部20.21，20.22将设置第二弯曲部23。优选地，第一弯曲部之前以及第二弯曲部之后的壁部处于平行面上。换句话说，弯曲部之间的区域之外的区域处于平行面上。第一对壁部20.11，20.12的第一弯曲部22和第二弯曲部23’之间的距离大于第二对壁部20.21，20.22的第一弯曲部22和第二弯曲部23之间的距离。因此第一对壁部20.11，20.12在逐渐变细的方向延伸进第二对壁部20.21，20.22之间的区域。这在图5中示出。第一对壁部20.11，20.12在第二对壁部20.21，20.22之间延伸，形成它们之间的矩形通道。第一对壁部的边缘24基本气密地连接到第二对壁部的表面26。这样，通道的截面区域可以为各应用灵活地改变尺寸。
第一和第二对平面壁部将用于所分离颗粒的通道形成为锥形部的延伸部。第三和第四对平面壁20.31，20.32；20.41，20.42在与第二对壁部相同位置可以具有第二弯曲部23，并且进一步向下延伸，但并不影响分离器腔体锥形部的内部形式。
图1和图6示出图1的视图VI-VI，其中第一和第二对相对壁部从第一对相对壁部的第二弯曲部23’进一步向下延伸，从而形成矩形排出通道52。第一对壁部20.11，20.12大致连接在第二对壁部20.21，20.22之间的末端区域，其形成底部55。底部55设置有气密封60和机构65，其用于将流化气体引入包括风箱和喷气嘴的通道的末端区域。底部55的细节100在图8中详细示出。通过将管体60.1按本身已知方式弯出壁的基本面将开口区域布置到壁部21.11，通过这提供气密封。图8中箭头S示出所分离颗粒的流通过该气密封。底部55和锥形部之间的矩形通道的高度优选地限制到足够提供气密封工作和存在的高度，其在实践中意味着将底部55中的颗粒流化的能力。
同样能够提供不带有气密封的分离器，如图7所示。图7中的离心分离器组件10与图1中的不同之处在于在其下端的第一和第二对壁部的弯曲部。第一对壁部还形成延伸例如到流化床反应器(未示出)下部的返回管的两个壁。第二对壁部20.21，20.22的部分形成返回管的另外两个壁，该返回管具有弯曲以跟随该返回管的管体。
清楚的是，本发明不限于上述的实例，但在本发明构思的范围内的许多不同实施例是可以理解的。还清楚的是，结合一个实施例所提到细节在可行时可以在其它实施例中使用。

Claims (12)

1.一种离心分离器组件(10)，其包括多边形分离器腔体(15)，所述多边形分离器腔体(15)由彼此连接的平面壁部构成以提供基本气密结构并具有至少四对平面相对壁部(20.11，20.12；20.21，20.22；20.31，20.32；20.41，20.42)，所述腔体包括通过在各壁部中具有第一向内弯曲部(22)而形成的锥形部(50)，所述锥形部延伸为用于来自分离器腔体(15)的所分离颗粒的排出通道(52)，所述排出通道(52)借助于彼此垂直的第一对和第二对相对壁部(20.11，20.12；20.21，20.22)形成，其特征在于，在用于所分离颗粒的排出通道(52)中，第一对相对壁部(20.11，20.12)延伸进第二对相对壁部(20.21，20.22)之间的区域。
2.根据权利要求1所述的离心分离器组件(10)，其特征在于，在所述排出通道的区域中的第一对相对壁部(20.11，20.12)之间的距离小于第二对相对壁部(20.21，20.22)的宽度。
3.根据权利要求1所述的离心分离器组件(10)，其特征在于，气密装置(60)和用于引入流化气体的机构(65)被设置为与第一对相对壁部(20.11，20.12)的下部相连接。
4.根据权利要求1所述的离心分离器组件(10)，其特征在于，所述第一对相对壁部和所述第二对相对壁部包括第二弯曲部(23)，并且在所述第一对相对壁部(20.11，20.12)中的第一向内弯曲部(22)和第二弯曲部(23)之间的距离长于所述第二对相对壁部(20.21，20.22)中的第一向内弯曲部和第二弯曲部之间的距离。
5.根据权利要求1所述的离心分离器组件，其特征在于，各壁部在所述分离器腔体的长度上具有恒定宽度(W)。
6.根据权利要求1所述的离心分离器组件，其特征在于，所述第一对相对壁部(20.11，20.12)在逐渐变细的方向延伸进第二对相对壁部(20.21，20.22)之间的区域。
7.根据权利要求1所述的离心分离器组件，其特征在于，所述第一对相对壁部(20.11，20.12)的壁部设置有对称的第一向内弯曲部。
8.根据前述权利要求任一项所述的离心分离器组件，其特征在于，所述壁部包括基本平均间隔的管体(25)，其用于在使用时将传热介质流布置通过所述壁部。
9.根据权利要求1所述的离心分离器组件，其特征在于，所有壁部(20.11，20.12；20.21，20.22；20.31，20.32；20.41，20.42)具有相等宽度(W)。
10.根据权利要求1所述的离心分离器组件，其特征在于，在所述排出通道(52)中，所述第一对相对壁部的边缘(24)基本气密地连接到所述第二对相对壁部的表面(26)。
11.根据权利要求1所述的离心分离器组件，其特征在于，在各壁部中的所述第一向内弯曲部(22)处于同一平面上。
12.根据权利要求1或2所述的离心分离器组件，其特征在于，所述第一对相对壁部和所述第二对相对壁部包括第二弯曲部(23)，且在所述第一向内弯曲部之前和所述第二弯曲部之后的壁部是平行的。
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