CN106422389B - 旋流入口管结构及含其的塔盘式闪蒸-换热一体化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋流入口管结构及含其的塔盘式闪蒸‑换热一体化设备，所述旋流入口管结构包括一入口管、一外部固定管和一撞击挡板，所述外部固定管垂直固设于一塔体的外壁上，所述入口管同轴设于所述外部固定管内，并垂直穿设所述塔体的壁面并伸入所述塔体内，所述入口管中伸入所述塔体的部分沿所述入口管的轴线剖去一半，形成一半圆柱体，所述撞击挡板设于所述塔体内，所述半圆柱体的末端与所述撞击挡板密封焊接在一起，从而使所述入口管中伸入所述塔体的部分形成一半圆柱状导向开口，所述半圆柱状导向开口的矩形面法线与水平面的夹角为10‑80°。本发明提供的旋流入口管结构简单，旋流效果好，克服了入口处的塔体磨损问题。

Description

旋流入口管结构及含其的塔盘式闪蒸-换热一体化设备

技术领域

本发明涉及一种旋流入口管结构及含其的塔盘式闪蒸-换热一体化设备。

背景技术

在具有自主知识产权的多喷嘴对置式煤气化技术中，中国专利CN2474538Y公开了一种气流床生产煤气装置中回收含渣废水热量的热水塔，其具体公开了将旋流闪蒸室和直接接触换热的热水室耦合在一个塔器内，在该技术中，含渣废水入口与塔体以切线相连接，并通过设置螺旋板、旋流板或撞击板使含渣废水产生旋流，进而促使汽液更好地分离，但长期使用后发现由于进料时物料会以较大冲击力沿切线方向冲击塔体，而且含渣废水中还含有固相，而且流速较快，受到固体颗粒冲刷，入口处塔体的损坏严重，磨损厉害，存在一定的安全隐患；并且设备的零部件较多，维修不易。也就是，上述三种结构的设置方式均可能使含固流体在流动中，造成局部磨损厉害、设备结垢、堵塞等，使用寿命都不长的缺陷。

因此，迫切需要提出一种新型的旋流入口管，既能简单的结构达到较好的旋流效果，又能解决入口处磨损严重的问题。

发明内容

本发明旨在解决的技术问题在于克服现有技术中的含固水入口处易磨损的缺陷，而提供了一种旋流入口管结构及含其的塔盘式闪蒸-换热一体化设备。本发明提供的旋流入口管结构的结构简单，旋流效果好，解决了入口处的塔体磨损问题，不仅适用于蒸发热水塔旋流闪蒸部分，同时也可应用于需要产生旋流气体、液体的塔设备。

本发明提供了一种旋流入口管结构，其特点在于，其包括一入口管、一外部固定管和一撞击挡板，所述外部固定管垂直固设于一塔体的外壁上，所述入口管同轴设于所述外部固定管内，并垂直穿设所述塔体的壁面并伸入所述塔体内，所述入口管中伸入所述塔体的部分沿所述入口管的轴线剖去一半，形成一半圆柱体，所述撞击挡板设于所述塔体内，所述半圆柱体的末端与所述撞击挡板密封焊接在一起，从而使所述入口管中伸入所述塔体的部分形成一半圆柱状导向开口，所述半圆柱状导向开口的矩形面法线与水平面的夹角为10-80°。

本发明中，按本领域常规，所述的入口管用于向塔体内通入经减压阀减压后的高压带温含固废水或含渣废水。

较佳地，所述入口管的塔外部分长度不小于所述外部固定管的长度。

较佳地，所述入口管以法兰的形式固设于所述外部固定管内。

较佳地，所述撞击挡板的结构为圆平面形或圆弧面形，所述圆弧面形相对于所述入口管的末端为凹面形或凸面形。撞击挡板以一定的弧度固定于入口管末端时，会迫使入口渣水横向冲出形成逆时针的旋流流体。

较佳地，所述半圆柱状导向开口的矩形面法线与水平面的夹角为30-70°。该半圆柱状导向开口的设置目的使含固废水夹带部分闪蒸蒸汽能以一定的旋流数进入蒸发室，提高闪蒸分离效率。

本发明提供了一种塔盘式闪蒸-换热一体化设备，其特点在于，所述塔盘式闪蒸-换热一体化设备，包括一塔体，所述塔体通过塔体隔板分为下部的蒸发室和上部的热水室，所述塔体上还设有至少一组所述旋流入口管结构、一蒸汽出口、一进水口、一热水出口、一废水排放口、一备用废水排放口和一废渣出口，所述进水口的下方设有进水口分布器；所述塔盘式闪蒸-换热一体化设备的内部还设有塔盘，所述塔盘位于所述热水室的换热段内，所述塔盘位于所述进水口分布器的下方，所述塔盘还包括降液管和罩帽；所述塔体的内部设有一升气管，所述升气管的下部位于所述蒸发室内，所述升气管的上部位于所述热水室内、所述塔盘的下方，所述升气管的上部设有布汽帽；所述塔体隔板的上方设有固定所述升气管的筋条；所述布汽帽的形状为锥形；所述热水室的内部设有除沫器，所述除沫器位于所述进水口和所述蒸汽出口之间。

本发明中，由于撞击挡板的存在，含固废水进入塔内后会横向流出入口管，通过改变入口管的旋转角度可以使入口处的水产生旋流，使含渣废水进入塔内蒸发段后，产生旋转流场，加速汽液的分离，进一步强化和提高分离效率。

较佳地，所述塔盘式闪蒸-换热一体化设备中设有1组、2组或4组所述旋流入口管结构，若为2组或4组时，该些旋流入口管结构在所述塔体的同一高度处呈径向对称分布。

较佳地，所述塔盘式闪蒸-换热一体化设备中，当所述撞击挡板的结构为圆弧面形，且所述圆弧面形相对于所述入口管的末端为凸面形时，所述撞击挡板的弧段与所述升气管所在的圆周同圆心。

本发明中，所述的多个入口管用于向塔体内投入来自前一工段的不同设备的含渣废水。用于统一处理来自这些设备的含渣废水，综合利用这些废水的热量，同时能除渣，将废水处理成灰水后再次循环用于系统内部。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供了一种适用于塔设备产生旋流气体或液体的旋流入口管结构，通过调整入口管的角度使入口的气体或液体产生旋转从而更好地强化分离效率。

附图说明

图1为本发明实施例的塔盘式闪蒸-换热一体化设备的结构示意图。

图2为图1中旋流入口管结构的入口管与撞击挡板的立体结构示意图。

图3为图1的旋流入口管结构的截面俯视图。

图4为图3中A-A面的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1所示，下述实施例提供的塔盘式闪蒸-换热一体化设备，包括一塔体1，所述塔体1通过塔体隔板2分为下部的蒸发室3和上部的热水室4，所述塔体1上还设有至少一组旋流入口管结构11、蒸汽出口12、进水口13、热水出口14、废水排放口15、备用废水排放口16和废渣出口17，所述进水口13的下方设有进水口分布器42；所述塔盘式闪蒸-换热一体化设备的内部还设有塔盘5，所述塔盘5位于所述热水室4的换热段41内，所述塔盘5位于进水口分布器42的下方，所述塔盘5还包括降液管51和罩帽52；所述塔体1的内部设有一升气管31，所述升气管31的下部位于所述蒸发室3内，所述升气管31的上部位于所述热水室4内、所述塔盘5的下方，所述升气管31的上部设有布汽帽32；所述塔体隔板2的上方设有固定所述升气管31的筋条33；所述布汽帽32的形状为锥形；所述热水室4的内部设有除沫器43，所述除沫器43位于所述进水口13和所述蒸汽出口12之间。

如图2～4所示，旋流入口管结构11包括一入口管111、一外部固定管112和一撞击挡板113，所述外部固定管112垂直固设于塔体1的外壁上，所述入口管111同轴设于所述外部固定管112内，并垂直穿设所述塔体1的壁面并伸入所述塔体1内，所述入口管111中伸入所述塔体1的部分沿所述入口管111的轴线剖去一半，形成一半圆柱体，所述撞击挡板113位于所述塔体1内，所述半圆柱体的末端与所述撞击挡板113密封焊接在一起，从而使所述入口管111中伸入所述塔体1的部分形成一半圆柱状导向开口，所述半圆柱状导向开口的矩形面法线与水平面的夹角为N。

所述入口管111的塔外部分长度不小于所述外部固定管112的长度。所述入口管111以法兰的形式固设于所述外部固定管112内。所述撞击挡板113的结构为圆弧面形，所述圆弧面形相对于所述入口管111的末端为凸面形。所述撞击挡板113的弧段与所述升气管31所在的圆周同圆心。

上述的旋流入口管结构11运行方法如下：来自气化炉激冷室、旋风分离器及水洗塔的含固废水通过不同的入口管111进入塔体1内，含固废水进入塔体1时由于撞击挡板113的存在将会横向流出入口管111，形成逆时针旋流；由于压力突降并在旋流作用下，含固废水中大量液相水瞬时闪蒸为较为干净的蒸汽，该闪蒸蒸汽还会带有小部分细灰，而含固废水的显热亦同时转化为蒸汽潜热。

实施例1

本实施例的旋流入口管结构中，同一周向上设置2个上述的旋流入口管结构，入口管的内径600mm，入口管插入筒体深度450mm，半圆柱状导向开口夹角N为70°。

以日处理2000吨水煤浆气化系统为例，用上述的旋流入口管结构处理系统内全部高压含固黑水；所述含固黑水分两股，经安装在旋流入口管结构前端的减压角阀减压至0.45MPa后，从入口管进入蒸发室，蒸汽携带黑水沿蒸发室筒壁产生旋转，在离心力的作用下，含灰渣的黑水与筒壁接触形成液膜，边蒸发边向下流动；旋转的气流同时进行蒸发过程。

实施例2

本实施例的旋流入口管结构中，同一周向上设置2个旋流入口管结构内径300mm，入口管插入筒体深度330mm，半圆柱状导向开口夹角N为30°。

以日处理600吨水煤浆气化系统为例，用上述的旋流入口管结构处理系统内全部高压含固黑水。来自前系统的含固黑水总流量156t/h、含固量为0.6％，压力3.95MPa、温度214℃；所述含固黑水分二股，经安装在旋流入口管结构前端的减压角阀减压至0.50MPa后，从入口管进入蒸发室，蒸汽携带黑水沿蒸发室筒壁产生旋转，在离心力的作用下，含灰渣的黑水与筒壁接触形成液膜，边蒸发边向下流动；旋转的气流同时进行蒸发过程。

实施例3

本实施例的旋流入口管结构中，同一周向上设置2个旋流入口管结构内径600mm，入口管插入筒体深度400mm，半圆柱状导向开口夹角N为45°。

以日处理3100吨水煤浆气化系统为例，上述的旋流入口管结构处理系统内全部高压含固黑水。来自前系统的含固黑水总流量318t/h、含固量为1.6％，压力3.90MPa、温度222℃；所述含固黑水分二股，经安装在旋流入口管结构前端的减压角阀减压至0.50MPa后，从旋流入口管结构进入蒸发室，蒸汽携带黑水沿蒸发室筒壁产生旋转，在离心力的作用下，含灰渣的黑水与筒壁接触形成液膜，边蒸发边向下流动；旋转的气流同时进行蒸发过程。

Claims (8)

1.一种旋流入口管结构，其特征在于，所述旋流入口管结构包括一入口管、一外部固定管和一撞击挡板，所述外部固定管垂直固设于一塔体的外壁上，所述入口管同轴设于所述外部固定管内，并垂直穿设所述塔体的壁面并伸入所述塔体内，所述入口管中伸入所述塔体的部分沿所述入口管的轴线剖去一半，形成一半圆柱体，所述撞击挡板设于所述塔体内，所述半圆柱体的末端与所述撞击挡板密封焊接在一起，从而使所述入口管中伸入所述塔体的部分形成一半圆柱状导向开口，所述半圆柱状导向开口的矩形面法线与水平面的夹角为10-80°。

2.如权利要求1所述的旋流入口管结构，其特征在于，所述入口管的塔外部分长度不小于所述外部固定管的长度。

3.如权利要求1所述的旋流入口管结构，其特征在于，所述入口管以法兰的形式固设于所述外部固定管内。

4.如权利要求1所述的旋流入口管结构，其特征在于，所述撞击挡板的结构为圆平面形或圆弧面形，所述圆弧面形相对于所述入口管的末端为凹面形或凸面形。

5.如权利要求1所述的旋流入口管结构，其特征在于，所述半圆柱状导向开口的矩形面法线与水平面的夹角为30-70°。

6.一种塔盘式闪蒸-换热一体化设备，其特征在于，所述塔盘式闪蒸-换热一体化设备包括一塔体，所述塔体通过塔体隔板分为下部的蒸发室和上部的热水室，所述塔体上还设有至少一组如权利要求1～5任一项所述的旋流入口管结构、一蒸汽出口、一进水口、一热水出口、一废水排放口、一备用废水排放口和一废渣出口，所述进水口的下方设有一进水口分布器；所述塔盘式闪蒸-换热一体化设备的内部还设有塔盘，所述塔盘位于所述热水室的换热段内，所述塔盘位于所述进水口分布器的下方，所述塔盘还包括降液管和罩帽；所述塔体的内部设有一升气管，所述升气管的下部位于所述蒸发室内，所述升气管的上部位于所述热水室内、所述塔盘的下方，所述升气管的上部设有布汽帽；所述塔体隔板的上方设有固定所述升气管的筋条；所述布汽帽的形状为锥形；所述热水室的内部设有除沫器，所述除沫器位于所述进水口和所述蒸汽出口之间。

7.如权利要求6所述的塔盘式闪蒸-换热一体化设备，其特征在于，所述塔盘式闪蒸-换热一体化设备中设有1组、2组或4组所述旋流入口管结构，当为2组或4组时，所述旋流入口管结构在所述塔体的同一高度处呈径向对称分布。

8.如权利要求6所述的塔盘式闪蒸-换热一体化设备，其特征在于，当所述撞击挡板的结构为圆弧面形，且所述圆弧面形相对于所述入口管的末端为凸面形时，所述撞击挡板的弧段与所述升气管所在的圆周同圆心。