CN101992153B - 一种大型第三级旋风分离器 - Google Patents

Abstract

本发明为一种大型第三级旋风分离器。这种大型第三级旋风分离器，包括烟气入口、旋风出口、冷壁上封头、冷壁壳体、热壁子旋风器、内隔热层、冷壁下封头、催化剂出口、净化烟气出口、热壁子旋风器入口，其特点在于：在其上部设置了凸起的组合式集气室，所述的凸起的组合式集气室，是由凸起集气室冷壁封头、凸起冷壁集气室、烟气入口热壁内管、组合式集气室热壁内器壁、膨胀节、组合式集气室热壁内隔板、组合式集气室热壁封头所组成的组合结构。本发明主要用于石油炼制催化裂化装置中将高温烟气和其所含的微量催化剂进行气固分离，解决了由于设备大型化后内集气室巨大所引起的诸多问题，是一种适用于大型化第三级旋风分离器。

Description

一种大型第三级旋风分离器

技术领域

本发明属于石油炼制与化工设备，更具体地说是一种用于石油炼制催化裂化装置中将高温烟气和其所含的微量催化剂进行气固分离的设备。

背景技术

现有技术中用于催化裂化装置中的第三级旋风分离器有单管式和内部子旋风器两种类型。

美国专利US7048782及中国专利ZL02245967.7都公布了一种单管式旋风，这和本发明有本质的区别。

中国专利ZL200820108124公布了一种和本发明同属内部子旋风器的第三级旋风分离器，见图1。由图可见其子旋风通过其顶部的升气管直接连在内集气室底隔板上，并在径向处于集气室内部，这种结构用于子旋风数量相对较少的第三级旋风分离器时，结构不难实现；但对于如需数量很多的子旋风所示的大型第三级旋风分离器时，会造成内集气室直径巨大，使处于高温设备内部的热壁集气室与带内隔热的冷壁封头在设备直径方向上的膨胀差加大，造成内集气室垂直器壁热应力加大，产生疲劳；同时，内集气室底隔板由于子旋风的重力作用，易出现变形。另外一个问题是由于至少两个包含在内集气室内部的净化气体出口的存在，也使得内集气室的直径较大。这两个问题使得这种结构的第三级旋风分离器在装置规模进一步扩大时遇到困难。

发明内容

为了解决现有技术的旋风分离器大型化过程中，由于子旋风数量加大带来的集气室加大以及相应的膨胀差加大、热应力加大、重力加大导致的变形等诸多技术问题，本发明提供了一种新结构的大型第三级旋风分离器。本发明通过内部吊杆将旋风的重量单独支持在设备封头上，并通过组合式内集气室的设置，彻底解决上述由于设备大型化后内集气室巨大所引起的诸多问题，真正实现并成为适用的大型化的第三级旋风分离器。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种大型第三级旋风分离器，包括烟气入口1、旋风出口7、冷壁上封头8、冷壁壳体9、多个子旋风器10、内隔热层11、冷壁下封头12、催化剂出口13、净化烟气出口14、热壁旋风入口20，

其特征在于，在所述的大型第三级旋风分离器上部有凸起的组合集气室，所述的集气室自上而下依次由以下部件组成：

a.凸起集气室冷壁封头2，

b.凸起冷壁集气小室3，

c.烟气入口热壁内管15和下部的膨胀节17，

d.集气室热壁内器壁16及集气室热壁内隔板18，

e.集气室热壁封头19。

所述的进入旋风器10的烟气通道，是由烟气入口1、烟气入口热壁内管15内壁、烟气入口热壁内管15下部的膨胀节17内壁、膨胀节17内壁下部的集气室热壁内隔板18内壁以及集气室热壁封头19组成的中空通道；其中的集气室热壁内隔板18和集气室热壁封头19构成旋风器10的热壁旋风入口20。

所述排出旋风器10的烟气通道，是由凸起集气室冷壁封头2、净化烟气出口14、凸起冷壁集气小室3、集气室热壁内器壁16形成的外环，和烟气入口热壁内管15及其下部的膨胀节17以及集气室热壁内隔板18的外壁形成的内环组成的环形通道；其中的集气室热壁内器壁16和集气室热壁内隔板18构成旋风器10的旋风出口7。

在具体实施中，

所述的冷壁上封头8上设置了冷壁吊座4，利用内部吊杆5、铰链6将每一个子旋风器10悬挂在冷壁上封头8上；

所述的多个子旋风器10布置在一个同心圆上或者两个同心圆上；

所述的布置在两个同心圆上的多个子旋风器10，其内圈的子旋风器10的热壁旋风入口20垂直或者不垂直与集气室的热壁内器壁16连接；

所述的子旋风器10在垂直方向在同一同心圆上布置在同一标高，或者不同的同心圆上布置在不同的标高上；

在所述的烟气入口热壁内管15、组合式集气室热壁内隔板18之间安装有膨胀节17；

所述的子旋风器10的个数为10～50。

本发明中所述冷壁是指由碳钢外壳和内隔热层组成的壳结构，由于有内隔热层，使碳钢外壳的温度降低，热胀量小。热壁指由单层不锈钢材料或不锈钢与耐磨层制成的壳结构，处于设备内部，温度高，膨胀量大。

本发明所描述的内部吊杆指吊杆，所描述的组合式集气室是指具由凸起集气室冷壁封头、凸起冷壁集气室、烟气入口热壁内管、组合式集气室热壁内器壁、膨胀节、组合式集气室热壁内隔板、组合式集气室热壁封头所组成的组合件。

本发明的要点是：

一.将热壁子旋风器10用内部吊杆5和铰链6通过冷壁吊座4支持在冷壁上封头8上，从而使组合式集气室热壁内器壁16收缩到旋风布置圆以内。

二.组合式集气室的设置将净化烟气出口14由传统的上封头位置移到了凸起的组合式集气室的垂直器壁上。烟气入口热壁内管15、组合式集气室热壁内隔板18将含催化剂烟气与经旋风处理的净化烟气隔开，与组合式集气室热壁内器壁16、组合式集气室热壁封头19形成组合式集气室。膨胀节17用于连接烟气入口热壁内管15与组合式集气室热壁内隔板18。

由于上述发明要点一的设置，使组合式集气室热壁内器壁16的直径大大地减小，从而有效地降低了在直径方向上热壁的件16与冷壁的凸起冷壁集气室3之间的径向膨胀差，进而大大地降低了件16的热应力水平，可提高其寿命；冷壁吊座4和铰链6的设置使得内部吊杆5可通过向外倾斜的方式吸收热壁子旋风器10、热壁旋风入口20、旋风出口7、组合式集气室热壁封头19的组合体由内向外的径向膨胀。

由于上述发明要点二的设置，使净化烟气出口14由传统的上封头位置移到了凸起的组合式集气室的垂直器壁上，使得净化烟气出口14不再占用冷壁上封头8上传统布置的集器室内部空间，保证了组合式集气室热壁内器壁16的直径的减小。烟气入口热壁内管15、膨胀节17、组合式集气室热壁内隔板18将含催化剂烟气与净化烟气隔开。膨胀节17用于吸收烟气入口热壁内管15与凸起冷壁集气室3、冷壁上封头8在垂直方向的膨胀差。

附图说明

图1是现有第三级旋风分离器的结构图

图2是本发明大型第三级旋风分离器结构图

图3是本发明大型第三级旋风分离器的子旋风器布置平面图

图4是本发明提供的超大型第三级旋风分离器结构图

图5是本发明提供的超大型第三级旋风分离器的子旋风器布置平面图

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

如图2、图3、图4和图5所示，这种大型第三级旋风分离器，包括烟气入口1、旋风出口7、冷壁上封头8、冷壁壳体9、热壁子旋风器10、内隔热层11、冷壁下封头12、催化剂出口13、净化烟气出口14、热壁旋风入口20，其特点在于：在其上部设置了凸起的组合式集气室，所述的凸起的组合式集气室是由凸起集气室冷壁封头2、凸起冷壁集气室3、烟气入口热壁内管15、组合式集气室热壁内器壁16、膨胀节17、组合式集气室热壁内隔板18、组合式集气室热壁封头19所组成的组合结构。

所述的冷壁上封头8上设置了冷壁吊座4，利用内部吊杆5、铰链6将子旋风器10悬挂在冷壁上封头8上，子旋风器10通过热壁旋风入口20和旋风出口7与组合式集气室相连。所述的子旋风器10既可布置在一个同心圆上，也可布置在两个同心圆上；当布置在两个同心圆上时，其内圈的子旋风器10的热壁旋风入口20可垂直于组合式集气室热壁内器壁16，也可成一定角度连于组合式集气室热壁内器壁16。所述的子旋风器10在垂直方向既可布置在同一标高上，也可布置在两个不同的标高上。所述的烟气入口热壁内管15、组合式集气室热壁内隔板18之间安装有膨胀节17。

本发明所述的大型第三级旋风分离的工艺操作过程是：含催化剂的烟气由烟气入口1进入，经烟气入口热壁内管15进入由组合式集气室热壁内隔板18、组合式集气室热壁封头19所组成的烟气分配室。分配室将烟气分配给每个子旋风器。经子旋风器处理后，净化的烟气经子旋风器出口7进入烟气入口热壁内管15和组合式集气室热壁内器壁16之间的环形区域，最后由净化烟气出口14流出。旋出的催化剂经由催化剂出口13排出。

图2中的附图标记21表示设置在大型第三级旋风分离器下部的用于固定子旋风器10的定位拉杆。

实施例1

如图2所示的大型第三级旋风分离器具有如图3所示的子旋风器布置平面，所有子旋风器都布置在同一圆周上。

实施例2

如图4所示的超大型第三级旋风分离器具有如图5所示的子旋风器布置平面，所有子旋风器都布置在二个同心圆周上。二个同心圆上的子旋风器在图4中在垂直方向被分层错开。内圈布置的旋风入口可垂直于件16组合式集气室热壁内器壁，也可成一定角度连于件16组合式集气室热壁内器壁图5只用虚线表示出了成一定角度连接的情况。

上述技术方案只是本发明的一种具体实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选地，而并不具有限制性的意义。

Claims (4)

1.一种大型第三级旋风分离器，包括烟气入口(1)、旋风出口(7)、冷壁上封头(8)、冷壁壳体(9)、多个子旋风器(10)、内隔热层(11)、冷壁下封头(12)、催化剂出口(13)、净化烟气出口(14)、热壁旋风入口(20)，

其特征在于，在所述的大型第三级旋风分离器上部有凸起的组合集气室，所述的集气室由以下部件组成：

a.凸起集气室冷壁封头(2)，

b.凸起冷壁集气小室(3)，

c.烟气入口热壁内管(15)和下部的膨胀节(17)，

d.集气室热壁内器壁(16)及集气室热壁内隔板(18)，

e.集气室热壁封头(19)；

进入所述子旋风器(10)的烟气通道，是由烟气入口(1)、烟气入口热壁内管(15)内壁、烟气入口热壁内管(15)下部的膨胀节(17)内壁、膨胀节(17)内壁下部的集气室热壁内隔板(18)内壁以及集气室热壁封头(19)组成的中空通道；其中的集气室热壁内隔板(18)和集气室热壁封头(19)构成子旋风器(10)的热壁旋风入口(20)；

排出所述子旋风器(10)的烟气通道，是由凸起集气室冷壁封头(2)、净化烟气出口(14)、凸起冷壁集气小室(3)、集气室热壁内器壁(16)形成的外环，和烟气入口热壁内管(15)的外壁及其下部的膨胀节(17)的外壁以及集气室热壁内隔板(18)的外壁形成的内环组成的环形通道；其中的集气室热壁内器壁(16)和集气室热壁内隔板(18)构成子旋风器(10)的旋风出口(7)；

所述的冷壁上封头(8)上设置了冷壁吊座(4)，利用内部吊杆(5)、铰链(6)将每一个子旋风器(10)悬挂在冷壁上封头(8)上。

2.如权利要求1所述的大型第三级旋风分离器，其特征在于：

所述的多个子旋风器(10)布置在一个同心圆上或者两个同心圆上。

3.如权利要求2所述的大型第三级旋风分离器，其特征在于：

所述的子旋风器(10)在同一同心圆上布置在同一标高，或者两个同心圆布置在两个不同的标高上。

4.如权利要求1～3之一所述的大型第三级旋风分离器，其特征在于：

所述的子旋风器(10)的个数为10～50。

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