CN104549791A - 衬里固定装置、旋风分离器内衬结构及衬里固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种衬里固定装置、旋风分离器内衬结构及衬里固定方法，衬里固定装置包括衬里以及将衬里固定在壳体上的锚固件，在衬里垂直于壳体的方向开有通孔，锚固件与通孔水平方向间隙配合，通过焊接方式将锚固件与壳体结合，所使用的衬里是用质量分数分别为90-95％的氧化铝粉沫和5-10％的氧化锆粉末混合高温烧结而成的，衬里的硬度可达到莫氏9级，适合超硬颗粒、高速气流冲刷的情形，并且能够在1300℃以上的高温环境中使用，同时解决了衬里材料同外部钢壳膨胀系数不同导致衬里挤压、变形甚至脱落的问题。同时，壳体内壁面与衬里之间还涂有耐高温胶料，可以有效的防止衬里脱落，可以使衬里的使用寿命达到3年以上。

Description

衬里固定装置、旋风分离器内衬结构及衬里固定方法

技术领域

本发明涉及一种衬里固定装置、旋风分离器内衬结构及衬里固定方法，主要用于防止高硬度固体颗粒对器内壁面磨损的高性能耐磨衬里及其固定方法。

背景技术

在石油化工和煤化工等流态化反应装置中，通常采用旋风分离器对出口烟气中的催化剂等固体物料进行回收，烟气中固体含量大、颗粒硬度高，当回收如硅粉、氧化铝粉末(其洛式硬度为60-62)等超硬颗粒时，由于其硬度较高，在使用过程中会导致旋风分离器内壁面磨损及冲蚀严重，影响设备的使用寿命(有时寿命仅为几天、十几天)，严重时甚至会影响整套装置的安全稳定运行，为了防止颗粒对旋风分离器内壁的磨损和冲蚀，通常在设备内易磨损部位增加耐磨衬里。有些旋风分离器内的操作温度往往会达到几百度甚至上千度，这就要求耐磨衬里还必须具有很高的耐温性；另外，旋风分离器内表面的光滑程度对粉尘收集效率有较大影响，粗糙的内表面会使已分离至壁面的粉末被抛入上旋气流逃逸而导致分离效率下降，所以还要求衬里表面光滑、平整。

龟甲网、浇注料和耐火水泥都是常用的耐磨衬里，一方面龟甲网、烧注料、耐火水泥等耐磨衬里的硬度比较小，耐磨性能比较差，只能用于硬度较低的固体颗粒回收，当用于硅粉(其洛式硬度为60-62)等超硬颗粒时只能使用4-6个月。另一方面，旋风分离器内烟气温度较高，大多在300℃以上，由于衬里材料同外部钢壳膨胀系数不同，在设备升温降温等剧烈温差变化时，往往会造成衬里的挤压、变形甚至脱落，影响设备的正常使用，脱落的片状耐磨衬里还会造成旋风分离器下部排灰装置堵塞，影响整个装置的正常稳定进行。

此外，上述衬里表面凹凸不平，粗糙的内表面会导致壁面粉末被抛入上旋气流逃逸而导致分离效率下降。

发明内容

本发明针对现有旋风分离器在超硬颗粒、强冲刷、高温使用过程中存在的衬里耐磨性能差、耐高温性能差、衬里易脱落、表面粗糙导致旋风分离器分离效率下降等缺点，提供了衬里固定装置、旋风分离器内衬结构及衬里固定方法。

本发明的技术方案为：

和现有技术相比，本发明提供了一种衬里固定装置，包括衬里以及将衬里固定在壳体上的锚固件，衬里垂直于壳体的方向开有通孔，锚固件与通孔水平方向间隙配合，实现锚固件与通孔的匹配，按附图1方式组合，通过焊接方式将锚固件与壳体结合，从而将衬里固定在壳体上。为进一步增强固定效果在衬里与壳体内壁面之间涂有耐高温胶料。耐高温胶料用耐高温胶水与耐高温水泥等添加物料配制而成。

采用锚固件和通孔将衬里与壳体结合，显著提高了对耐磨衬里的锚固力；耐高温胶料进一步加强了衬里与壳体的牢固连接，使衬里不容易脱落，进一步增强了衬里的使用寿命。

基于上述方案，本发明还进行如下改进：

衬里为耐磨衬里，由质量分数分别为90-95％的氧化铝粉末和5-10％的氧化锆粉末混合高温烧结而成，制得的衬里硬度可以达到莫氏9级，常规的衬里硬度通常为莫氏6-8级，采用氧化铝和氧化锆粉末制成的衬里硬度比较高，不易破碎，可防止超硬颗粒的磨损，延长了衬里的使用寿命。

衬里的烧结温度为1600-1700℃，衬里烧结压力为常压，保温烧结1-4h，具有很强的耐热强度，衬里持续使用温度可达1300℃以上。

每块衬里通孔的个数为1-2个，通孔为锥台形，烧结时在衬里内预留，锚固件、衬里与壳体的空隙用耐高温胶料填平，由于衬里的硬度很大，锚固时会存在一定的难度，在烧结时预留好通孔可以方便锚固连接。

通孔的上圆孔直径为10-30mm，下圆孔直径为5-10mm，使之能够放入锚固件。

锚固件由耐热钢压制而成，耐热钢可为碳钢或不锈钢，衬里和壳体之间采用锚固件连接提高了对耐磨衬里的锚固力，解决了衬里脱落问题，增加了衬里的使用寿命，通常使用的衬里寿命为半年左右，而使用该发明的锚固连接的衬里寿命可达3年以上。

锚固件为锥台形或圆柱形圆环，圆环厚度为1-3mm，圆环上直径为5-30mm，下直径为5-10mm，高度为5-20mm。

衬里长度为100-300mm，宽度为50-150mm，厚度为5-20mm。为进一步增强衬里固定效果，衬里侧面做成台阶形式，粘贴时相邻衬里互相搭接，当某一衬里因焊接质量问题粘结不牢时，相邻衬里仍可通过搭接方式固定该衬里。

一种旋风分离器内衬结构，包括衬里固定装置，衬里分块拼接为旋风分离器内壁面相配合的弧形。由于旋风分离器内壁面为曲面，在进气口附近存在不规则的区域，且有些设备尺寸也比较大，这样就会使得制作并安装整个内衬结构比较困难，所以事先制作一些非规则的预制件再进行分块拼接使得操作简单；在拼接时也可在预制件之间留有一定的间隙，这样在衬里受热膨胀时就会有一定的膨胀空间，防止衬里挤压、变形或是脱落。此外，拼接成的内壁面比较光滑，对于一些高要求的旋风分离器，也不会影响它的性能。

本发明还提供一种用于旋风分离器的衬里固定方法，包括

a、制备衬里：

将质量分数为90-95％的氧化铝粉末和5-10％的氧化锆粉末混合均匀，向粉末内加入粘结剂并搅拌均匀，然后将得到的物料放入预制好的模具内进行高温烧结，衬里在垂直于壳体的方向上预留通孔，烧结温度为1600-1700℃，烧结压力为常压，保温烧结1-4h后，自然冷却至室温；

b、利用耐热钢压制锚固件；

c、将制得的衬里分块拼接在旋风分离器壳体内壁面，分块拼接时衬里之间留有间隙，壳体内壁面与衬里之间涂有耐高温胶料，再在衬里通孔内放入锚固件，将锚固件与旋风分离器壳体焊接在一起；

d、用耐高温胶料将衬里通孔以及衬里之间的间隙填平。

本发明的技术效果为：

本发明使用质量分数分别为90-95％的氧化铝粉沫和5-10％的氧化锆粉末混合高温烧结衬里，并在衬里垂直于壳体的方向开有通孔，制得的衬里硬度可达到莫氏9级，适合超硬颗粒、高速气流冲刷的工况。衬里的烧结温度为1600-1700℃，可适用于1300℃以上的高温环境，同时解决了因衬里材料同外部钢壳膨胀系数不同导致衬里挤压、变形甚至脱落的问题。通过将预制的非规则的衬里分块拼接，使之与旋风分离器内壁面相配合，保证衬里的内表面光滑，从而有利于固体颗粒收集，不会降低分离效率，满足设备的高性能要求。同时采用焊接方式将锚固件与壳体结合，并在壳体内壁面与衬里之间涂有耐高温胶料，可以有效的防止衬里脱落，进一步解决了衬里脱落的问题，可以使衬里的使用寿命从半年提高到3年以上。该发明可以同时达到耐磨、耐高温以及不易脱落的显著效果，并可广泛应用于各种化工设备中。

附图说明

图1为衬里固定装置实施例1主视图。

图2为衬里固定装置实施例2主视图。

图3为衬里固定装置实施例3主视图。

图4为衬里固定装置实施例4主视图。

图中，1.壳体；2.衬里；3.锚固件；4.通孔；5.耐高温胶料。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式：

实施例1：

如图1所示，一种衬里固定装置，包括衬里2以及将衬里2固定在壳体1上的锚固件3，衬里2与壳体1内壁面之间涂有耐高温胶料5，其中的衬里2为耐磨衬里，将质量分数分别为90-95％的氧化铝粉末和5-10％的氧化锆粉末混合均匀，向上述粉末内加入粘结剂并搅拌均匀，然后将得到的上述物料放入预制好的模具内进行高温烧结，其中烧结温度为1600-1700℃，烧结压力为常压，保温烧结1-4h后，自然冷却至室温，从而获得耐磨衬里2。制得的耐磨衬里2具有较强的硬度和较高的耐热强度，适合超硬颗粒、高速气流冲刷的情形，同时解决了衬里2材料同外部壳体1膨胀系数不同导致衬里脱落的问题。耐磨衬里2长度为100-300mm，宽度50-150mm，厚度5-20mm。壳体1内壁面与衬里2之间涂有耐高温胶料5，衬里2垂直于壳体1的方向开有通孔4，每块衬里2通孔4的个数为1个，通孔4为锥台形，通孔4的上直径为10-30mm，下直径为5-10mm，使之能放入锚固件3进行固定连接。锚固件3是利用碳钢或不锈钢压制而成的，锚固件3为锥台形圆环，厚1-3mm，圆环上直径为5-30mm，下直径为5-10mm，高度为5-20mm。锚固件3与通孔4水平方向间隙配合，通过焊接方式将锚固件3与壳体1结合，再用耐高温胶料将通孔4填平。

本发明提供一种旋风分离器内衬结构，包括衬里固定装置，衬里2分块拼接为旋风分离器内壁面相配合的弧形。由于旋风分离器内壁面为曲面，在进气口附近存在不规则的区域，且有些设备尺寸也比较大，这样就会使得制作并安装整个内衬结构比较困难，所以事先制作一些非规则的预制件再进行分块拼接使得操作简单；在拼接时也可在预制件之间留有一定的间隙，这样在衬里2受热膨胀时就会有一定的膨胀空间，防止衬里挤压、变形或是脱落。此外，拼接成的内壁面比较光滑，对于一些高要求的旋风分离器，也不会影响它的性能。

本发明还提供一种用于旋风分离器的衬里固定方法，包括

a、制备衬里2：

将质量分数为90-95％的氧化铝粉末和5-10％的氧化锆粉末混合均匀，向粉末内加入粘结剂并搅拌均匀，然后将得到的物料放入预制好的模具内进行高温烧结，衬里2在垂直于壳体1的方向上预留通孔4，烧结温度为1600-1700℃，烧结压力为常压，保温烧结1-4h后，自然冷却至室温；

b、利用耐热钢压制锚固件3；

c、将将制得的衬里2分块拼接在旋风分离器壳体内壁面，分块拼接时衬里2之间留有间隙，壳体1内壁面与衬里2之间涂有耐高温胶料5，再在衬里2通孔4内放入锚固件3，将锚固件3与旋风分离器壳体1焊接在一起；

d、用耐高温胶料将衬里2通孔4以及衬里2之间的间隙填平。

实施例2：

如图2所示，壳体1内壁面与衬里2之间涂有耐高温胶料5，衬里2垂直于壳体1的方向开有通孔4，每块衬里2通孔4的个数为1个，通孔4为锥台形，通孔4的上直径为10-30mm，下直径为5-10mm，使之能放入锚固件3进行固定连接。锚固件3是利用碳钢或不锈钢压制而成的，锚固件3为圆柱形圆环，厚1-3mm，圆环上直径为5-10mm，下直径为5-10mm，高度为5-10mm。其它结构与实施例1相同。

实施例3：

如图3所示，壳体1内壁面与衬里2之间涂有耐高温胶料5，衬里2垂直于壳体1的方向开有通孔4，每块衬里2通孔4的个数为2个，通孔4为锥台形，通孔4的上直径为10-30mm，下直径为5-10mm，使之能放入锚固件3进行固定连接。锚固件3是利用碳钢或不锈钢压制而成的，锚固件3为锥台形圆环，厚1-3mm，圆环上直径为5-30mm，下直径为5-10mm，高度为5-10mm。其它结构与实施例1相同。

实施例4：

如图4所示，壳体1内壁面与衬里2之间涂有耐高温胶料5，衬里2垂直于壳体1的方向开有通孔4，每块衬里2通孔4的个数为2个，通孔4为锥台形，通孔4的上直径为10-30mm，下直径为5-10mm，使之能放入锚固件3进行固定连接。锚固件3是利用碳钢或不锈钢压制而成的，锚固件3为圆柱形圆环，厚1-3mm，圆环上直径为5-10mm，下直径为5-10mm，高度为5-10mm。其它结构与实施例2相同。

实施例5：

如图1-4所示，当用于回收硅粉衬里制作时，将质量分数为90％的氧化铝粉末和10％的氧化锆粉末混合均匀，向粉末内加入粘结剂并搅拌均匀，然后将得到的物料放入预制好的模具内进行高温烧结，在衬里2垂直于壳体1的方向预留通孔4，烧结温度为1600-1700℃，烧结压力为常压，保温烧结1-4h后，自然冷却至室温，从而获得耐磨衬里2。其它结构与实施例1相同。

实施例6：

如图1-4所示，当用于回收氧化铝粉末衬里制作时，将质量分数为95％的氧化铝粉末和5％的氧化锆粉末混合均匀，向粉末内加入粘结剂并搅拌均匀，然后将得到的物料放入预制好的模具内进行高温烧结，在衬里2垂直于壳体1的方向预留通孔4，烧结温度为1600-1700℃，烧结压力为常压，保温烧结1-4h后，自然冷却至室温，从而获得耐磨衬里2。其它结构与实施例1相同。

Claims (10)

1.一种衬里固定装置，包括衬里以及将衬里固定在壳体上的锚固件，其特征在于：衬里与壳体内壁面之间涂有耐高温胶料，衬里垂直于壳体的方向开有通孔，锚固件与通孔水平方向间隙配合，通过焊接方式将锚固件与壳体结合，从而将衬里固定在壳体上。

2.如权利要求1所述的衬里固定装置，其特征在于：所述的衬里为耐磨衬里，由质量分数分别为90-95％的氧化铝粉末和5-10％的氧化锆粉末混合高温烧结而成。

3.如权利要求2所述的衬里固定装置，其特征在于：衬里的烧结温度为1600-1700℃，衬里烧结压力为常压，保温烧结1-4h。

4.如权利要求1-3任一所述的衬里固定装置，其特征在于：每块衬里通孔的个数为1-2个，通孔为锥台形，烧结时在衬里内预留，锚固件、衬里与壳体的空隙用耐高温胶料填平。

5.如权利要求1-3任一所述的衬里固定装置，其特征在于：通孔的上圆孔直径为10-30mm，下圆孔直径为5-10mm。

6.如权利要求1-3任一所述的衬里固定装置，其特征在于：锚固件由耐热钢压制而成。

7.如权利要求1-3任一所述的衬里固定装置，其特征在于：锚固件为锥台形或圆柱形圆环，圆环厚度为1-3mm，圆环上直径为5-30mm，下直径为5-10mm，高度为5-20mm。

8.如权利要求1-3任一所述的衬里固定装置，其特征在于：衬里长度为100-300mm，宽度为50-150mm，厚度为5-20mm。

9.一种旋风分离器内衬结构，其特征在于：包括如权利要求1-8所述的衬里固定装置，衬里分块拼接为与旋风分离器壳体内壁面相配合的弧形。

10.一种用于旋风分离器的衬里固定方法，其特征在于：包括

a、制备衬里：

将质量分数为90-95％的氧化铝粉末和5-10％的氧化锆粉末混合均匀，向粉末内加入粘结剂并搅拌均匀，然后将得到的物料放入预制好的模具内进行高温烧结，衬里在垂直于壳体的方向上预留通孔，烧结温度为1600-1700℃，烧结压力为常压，保温烧结1-4h后，自然冷却至室温；

b、利用耐热钢压制锚固件；

c、将制得的衬里分块拼接在旋风分离器壳体内壁面，分块拼接时衬里之间留有间隙，壳体内壁面与衬里之间涂有耐高温胶料，再在衬里通孔内放入锚固件，将锚固件与旋风分离器壳体焊接在一起；

d、用耐高温胶料将衬里通孔以及衬里之间的间隙填平。