CN107126771A - 一种柔性低磨耗旋风分离器及流化床反应系统 - Google Patents
一种柔性低磨耗旋风分离器及流化床反应系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107126771A CN107126771A CN201710495815.5A CN201710495815A CN107126771A CN 107126771 A CN107126771 A CN 107126771A CN 201710495815 A CN201710495815 A CN 201710495815A CN 107126771 A CN107126771 A CN 107126771A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- pod apertures
- air inlet
- solid
- inlet pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 129
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 claims abstract description 106
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 102
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 3
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims description 3
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 44
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- NPDACUSDTOMAMK-UHFFFAOYSA-N 4-Chlorotoluene Chemical compound CC1=CC=C(Cl)C=C1 NPDACUSDTOMAMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 10
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N m-xylene Chemical group CC1=CC=CC(C)=C1 IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NHWQMJMIYICNBP-UHFFFAOYSA-N 2-chlorobenzonitrile Chemical compound ClC1=CC=CC=C1C#N NHWQMJMIYICNBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- LAQPNDIUHRHNCV-UHFFFAOYSA-N isophthalonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC(C#N)=C1 LAQPNDIUHRHNCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- GJNGXPDXRVXSEH-UHFFFAOYSA-N 4-chlorobenzonitrile Chemical compound ClC1=CC=C(C#N)C=C1 GJNGXPDXRVXSEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- -1 benzol amine Chemical class 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- XQZYPMVTSDWCCE-UHFFFAOYSA-N phthalonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1C#N XQZYPMVTSDWCCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
- B01D45/16—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by the winding course of the gas stream, the centrifugal forces being generated solely or partly by mechanical means, e.g. fixed swirl vanes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D50/00—Combinations of methods or devices for separating particles from gases or vapours
- B01D50/20—Combinations of devices covered by groups B01D45/00 and B01D46/00
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
Abstract
本发明提供了一种柔性低磨耗旋风分离器及流化床反应系统，旋风分离器包括：分离器主体、进气管和缩口装置；缩口装置的第一端与外部流化床反应器相连，缩口装置的第二端与进气管的第一端相连；进气管的第二端与分离器主体相连；缩口装置，用于滤除外部流化床反应器扬析的气固混合物中的第一部分固体颗粒，并将滤除第一部分固体颗粒之后剩余的待分离气固混合物传输至进气管；进气管，用于将缩口装置传输的待分离气固混合物传输至分离器主体内；分离器主体，用于将进气管传输的待分离气固混合物分离成第二部分固体颗粒和分离气体，并分别输出。本发明实施例提供的柔性低磨耗旋风分离器，气固分离效率较高。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域，特别涉及一种柔性低磨耗旋风分离器及流化床反应系统。
背景技术
旋风分离器是最有效的气固分离设备之一，具有低压降高效率的特点，可用于对流化床反应器输出的气固混合物进行气固分离。比如，利用流化床反应器制备甲醇制烯烃催化剂时，则可利用旋风分离器对流化床反应器输出的气固混合物进行气固分离以获取颗粒状的甲醇制烯烃催化剂。
目前，旋风分离器包括分离器主体，以及设置在分离器主体上的进气管，进气管连通流化床反应器和分离器主体，使得流化床反应器扬析的气固混合物可通过进气管输出至分离器主体内，气固混合物可在分离器主体内发生螺旋运动(即在分离器主体内形成旋流)，使得气固混合物中的固体颗粒与气体分离，并将固体颗粒和气体分别输出。
但是，进入分离器主体内的气固混合物中，固体颗粒浓度较高(通常不小于3000g/m3)，导致气固分离效率较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种柔性低磨耗旋风分离器及流化床反应系统，对气固混合物进行气固分离时，气固分离效率较高。
第一方面，本发明提供了一种柔性低磨耗旋风分离器，包括：
分离器主体、进气管和缩口装置；其中，
所述缩口装置的第一端与外部流化床反应器相连，所述缩口装置的第二端与所述进气管的第一端相连；
所述进气管的第二端与所述分离器主体相连；
所述缩口装置，用于滤除所述外部流化床反应器扬析的气固混合物中的第一部分固体颗粒，并将滤除所述第一部分固体颗粒之后剩余的待分离气固混合物传输至所述进气管；
所述进气管，用于将所述缩口装置传输的所述待分离气固混合物传输至所述分离器主体内；
所述分离器主体，用于将所述进气管传输的所述待分离气固混合物分离成第二部分固体颗粒和分离气体，并分别输出。
优选地，
所述缩口装置上设置有第一导流孔和第二导流孔；其中，
所述第一导流孔和所述第二导流孔均为锥台状结构，所述第一导流孔的粗端口的开孔面积与所述进气管的开孔面积相同；
所述第一导流孔的粗端口与所述外部流化床反应器相连通，所述第一导流孔的细端口和所述第二导流孔的细端口对应连接；
所述第二导流孔的粗端口与所述进气管的第一端相连通；
所述第一导流孔，用于滤除所述外部流化床反应器扬析的气固混合物中的第一部分固体颗粒，并将所述第一部分固体颗粒回流至所述外部流化床反应器；以及，将滤除所述第一部分固体颗粒之后剩余的待分离气固混合物加速传输至所述第二导流孔；
所述第二导流孔，用于将所述第一导流孔传输的待分离气固混合物减速传输至所述进气管。
优选地，
所述第一导流孔的细端口的开孔面积与所述第一导流孔的粗端口的开孔面积之间的比值的取值范围，包括：不小于0.2，且不大于1.0。
优选地，
所述第一导流孔的中心线与所述第二导流孔的中心线相互重合；
和/或，
所述第二导流孔的粗端口与所述进气管的开孔面积相同。
优选地，
所述分离器主体，包括：筒体、锥体和升气管；其中，
所述进气管和所述筒体的侧壁相连，且所述进气管的中心线同时垂直于所述筒体的直径和所述筒体的中心线；
所述筒体的第一端与所述椎体相连通，所述升气管的第一端由所述筒体的第二端插入所述筒体内部，且所述升气管的中心线与所述筒体的中心线、所述椎体的中心线位于同一条直线上；
所述筒体和所述椎体形成的内部空间，用于控制所述待分离气固混合物进行由所述筒体朝向所述椎体的外下旋运动，将所述待分离气固混合物分离成第二部分固体颗粒和分离气体；并控制所述分离气体进行内上旋运动；
所述椎体，用于将所述第二部分固体颗粒输出；
所述升气管，用于将内上旋运动的所述分离气体输出。
优选地，
还包括：过滤器；其中，
所述过滤器与所述升气管的第二端相连通，用于对所述升气管输出的分离气体进行过滤。
优选地，
所述升气管的内径与所述筒体的内径之间的比值的取值范围，包括：不小于0.4，且不大于0.7。
优选地，
所述分离器主体和所述缩口装置的内壁均设置有耐磨衬里。
优选地，
所述耐磨衬里的材质包括：白刚玉、硅微粉和水泥粘合剂。
第二方面，本发明实施例提供了一种流化床反应系统，包括：
流化床反应器，以及至少一个如第一方面中任一所述的柔性低磨耗旋风分离器；其中，
所述流化床反应器分别与每一个所述柔性低磨耗旋风分离器相连；
所述流化床反应器，用于向每一个所述柔性低磨耗旋风分离器分别扬析气固混合物。
本发明实施例提供了一种柔性低磨耗旋风分离器及流化床反应系统，该柔性低磨耗旋风分离器包括有缩口装置、进气管和分离器主体，缩口装置的两端分别连接了外部流化床反应器和进气管，可滤除流化床反应器扬析的气固混合物中的一部分固体颗粒，使得进气管内固体颗粒的浓度降低，通过进气管传输至分离器主体的待分离气固混合物中，固体颗粒的浓度也相应较低，分离器主体在针对浓度较低的待分离气固混合进行气固分离时，具有较高的气固分离效率。综上所述，本发明实施例提供的柔性低磨耗旋风分离器，对气固混合物进行气固分离时，气固分离效率较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的一种柔性低磨耗旋风分离器的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的另一种柔性低磨耗旋风分离器的结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的一种流化床反应系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种柔性低磨耗旋风分离器，包括：
分离器主体101、进气管102和缩口装置103；其中，
所述缩口装置103的第一端与外部流化床反应器相连，所述缩口装置103的第二端与所述进气管102的第一端相连；
所述进气管102的第二端与所述分离器主体101相连；
所述缩口装置103，用于滤除所述外部流化床反应器扬析的气固混合物中的第一部分固体颗粒，并将滤除所述第一部分固体颗粒之后剩余的待分离气固混合物传输至所述进气管102；
所述进气管102，用于将所述缩口装置103传输的所述待分离气固混合物传输至所述分离器主体101内；
所述分离器主体101，用于将所述进气管102传输的所述待分离气固混合物分离成第二部分固体颗粒和分离气体，并分别输出。
本发明上述实施例中，该柔性低磨耗旋风分离器包括有缩口装置、进气管和分离器主体，缩口装置的两端分别连接了外部流化床反应器和进气管，可滤除流化床反应器扬析的气固混合物中的一部分固体颗粒，使得进气管内固体颗粒的浓度降低，通过进气管传输至分离器主体的待分离气固混合物中，固体颗粒的浓度也相应较低，分离器主体在针对浓度较低的待分离气固混合进行气固分离时，具有较高的气固分离效率。综上所述，本发明实施例提供的柔性低磨耗旋风分离器，对气固混合物进行气固分离时，气固分离效率较高。
具体地，为了实现通过缩口装置滤除流化床反应器输出的气固混合物中的第一部分固体颗粒，同时确保缩口装置在滤除第一部分固体颗粒时，不会产生较大的压降而使得固体颗粒以高速状态进入分离器主体内部，如图2所示，本发明一个实施例中，所述缩口装置103上设置有第一导流孔1031和第二导流孔1032；其中，
所述第一导流孔1031和所述第二导流孔1032均为锥台状结构，所述第一导流孔1031的粗端口的开孔面积与所述进气管102的开孔面积相同；
所述第一导流孔1031的粗端口与所述外部流化床反应器相连通，所述第一导流孔1031的细端口和所述第二导流孔1032的细端口对应连接；
所述第二导流孔1032的粗端口与所述进气管102的第一端相连通；
所述第一导流孔1031，用于滤除所述外部流化床反应器扬析的气固混合物中的第一部分固体颗粒，并将所述第一部分固体颗粒回流至所述流化床反应器；以及，将滤除所述第一部分固体颗粒之后剩余的待分离气固混合物加速传输至所述第二导流孔1032；
所述第二导流孔1032，用于将所述第一导流孔1031传输的待分离气固混合物减速传输至所述进气管102。
请参考图2，缩口装置上设置锥台状结构的第一导流孔1031和第二导流孔1032，第一导流孔1031的粗端口与外部流化床反应器相连。外部流化床反应器扬析的气固混合物由第一导流孔1031的粗端口朝向第一导流孔1031的细端口运动时：气固混合物中的气体为不可压缩连续介质，使得气固混合物中的气体携带部分固体颗粒加速通过第一导流孔1031以进入第二导流孔1032；气固混合物中的固体颗粒为可压缩离散介质，在锥台状第一导流孔1031内发生噎塞现象，即气固混合物中的一部分固体颗粒会沉降在第一导流孔内1031，实现滤除气固混合物中的第一部分固体颗粒。
本发明一个实施例中，在安装缩口装置时，可使得缩口装置上第一导流孔1031的中心线平行于水平面，如此，沉降在第一导流孔1031内的固体颗粒因自身重力作用回流至流化床反应器内，使得第一导流孔1031中不会因连续沉降固体颗粒而导致第一导流孔1031出现堵塞，确保流化床反应器和旋风分离器均可安全运行。
请参考图2，第一导流孔1031输出的待分离气固混合物由第二导流孔1032的细端口朝向第二导流孔1032的粗端口运动，锥台状结构的第二导流孔1032使得待分离气固混合物在第二导流孔1032内发生减速运动，由于第一导流孔1031的粗端口的开孔面积与进气管102的开孔面积相同，当第二导流孔1032将待分离气固混合物输出至进气管102时，待分离气固混合物在进气管102中的流动速度下降至与气固混合物由流化床反应器进入第一导流孔1031时的流动速度相等，即通过缩口装置滤除气固混合物中的一部分固体颗粒的同时，确保通过进气管102进入分离器主体内的待分离气固混合物的流动速度处于一个恒定的状态，防止待分离气固混合物在分离器主体内部的运动速度过快或过慢而影响气固分离效率，同时防止待分离气固混合物通过进气管高速进入分离器主体而发生较大程度的磨损。
如图2所示，本发明一个实施例中，所述第一导流孔1031的细端口的开孔面积与所述第一导流孔1031的粗端口的开孔面积之间的比值的取值范围，包括：不小于0.2，且不大于1.0。应当理解的是，第一导流孔1031的细端口与粗端口之间的比值可以根据气固混合物中的固体颗粒的特性来合理设置。比如：当利用流化床反应器制备甲醇制烯烃催化剂时，即旋风分离器需要从气固混合物中分离出甲醇制丙烯催化剂时，其比值可以为0.4；当利用流化床反应器制备氯苯甲腈时，即旋风分离器需要从气固混合物中分离出氯苯甲腈时，其比值可以为0.8；当利用流化床反应器制备苯胺时，即旋风分离器需要从气固混合物中分离出苯胺时，其比值可以为0.7；当利用流化床反应器制备间苯二腈时，即旋风分离器需要从气固混合物中分离出间苯二腈时，其比值可以为0.5。
进一步的，为了降低能量损失，同时避免固体颗粒与第二导流孔的壁面发生碰撞而磨损，如图2所示，本发明一个实施例中，所述第一导流孔1031的中心线与所述第二导流孔1031的中心线相互重合。这里，第一导流孔1031的中心线与第二导流孔1032的中心线相互重合，当流化床反应器输出的气固混合物以平行于第一导流孔1031的中心线进入第一导流孔1031时，第一导流孔1031将滤除第一部分固体颗粒后剩余的待分离气固混合物传输至第二导流孔1032后，因待分离气固混合物由第二导流孔1032的细端口朝向粗端口运动，第二导流孔1032的逐渐增大使得待分离气固混合物由第二导流孔1032的中心线向其外围逐渐扩散，待分离气固混合物不会与第二导流孔1032的壁面激烈碰撞，可防止固体颗粒在第二导流孔1032中被打碎。应当理解的是，为了防止第二导流孔1032输出的待分离气固混合物与进气管102发生激烈碰撞而打碎待分离气固混合物中携带的固体颗粒，进气管102的中心线可与第二导流孔1032的中心线位于同一条直线上。
同时，为了防止压降过大而导致待分离气固混合物高速通过进气管102进入分离器主体内部，本发明一个实施例中，所述第二导流孔1032的粗端口与所述进气管102的开孔面积相同。如此，可使待分离气固混合物在到达进气管102时，待分离气固混合物的运动速度就已经下降至与气固混合物由流化床反应器进入第一导流孔1031时的流动速度相等，防止气固混合物高速进入分离器主体时打碎气固混合物中的固体颗粒。
为了具体实现对待分离气固混合物进行气固分离，如图2所示，本发明一个实施例中，所述分离器主体101，包括：筒体1011、锥体1012和升气管1013；其中，
所述进气管102和所述筒体1011的侧壁相连，且所述进气管102的中心线同时垂直于所述筒体1011的直径和所述筒体1011的中心线；
所述筒体1011的第一端与所述椎体1012相连通，所述升气管1013的第一端由所述筒体1011的第二端插入所述筒体1011内部，且所述升气管1013的中心线与所述筒体1011的中心线、所述椎体1012的中心线位于同一条直线上；
所述筒体1011和所述椎体1012形成的内部空间，用于控制所述待分离气固混合物进行由所述筒体1011朝向所述椎体1012的外下旋运动，将所述待分离气固混合物分离成第二部分固体颗粒和分离气体；并控制所述分离气体进行内上旋运动；
所述椎体1012，用于将所述第二部分固体颗粒输出；
所述升气管1013，用于将内上旋运动的所述分离气体输出。
请参考图2，进气管102和筒体1011的侧壁相连，且进气管102的中心线同时垂直于筒体1011的直径和筒体1011的中心线，且升气管1013的中心线与筒体1011的中心线、椎体1012的中心线位于同一条直线上。使得第二导流孔1032输出的待分离气固混合物可通过进气管102切向进入筒体1011和料腿1012形成的内部空间中，切向进入的待分离气固混合物在内部空间的外部区域发生外下旋运动，使得固体颗粒在离心力的作用下被甩向筒体1011和料腿1012的壁面，固体颗粒则可在重力作用下经椎体的端部输出，实现对待分离气固混合物中的第二部分固体颗粒进行滤除。滤除第二部分固体颗粒后剩余的分离气体可在筒体1011和椎体1012形成的内部空间的中部区域发生内上旋运动，并经升气管1013输出。
本发明一个实施例中，还包括：过滤器(附图中未示出)；其中，所述过滤器与所述升气管1013的第二端相连通，用于对所述升气管1013输出的分离气体进行过滤。这里，由于旋风分离器对待分离气固混合物进行气固分离时，针对于粒径小于5微米的固体颗粒，将随着分离气体经升气管1013输出，对于材料昂贵或是带毒性的固体颗粒，则可以在升气管后1013加置过滤器以对升气管1013输出的分离气体进行过滤，实现对升气管输出的分离气体中携带的固体颗粒进行回收。
具体地，针对不同体系的固体颗粒，可选择不同的过滤器。比如：当升气管1013输出的分离气体的温度较低时，比如不大于200℃时，该过滤器可以是布袋除尘器；当升气管1013输出的分离气体的温度大于200℃，且不大于600℃时，该过滤器可以是金属过滤器；当升气管1013输出的分离气体的温度高于600℃，且需要在无氧环境下过滤时，该过滤器可以是碳纳米管等碳纤维过滤器；当升气管1013输出的分离气体的温度高于600℃，且需要在有氧环境下过滤时，该过滤器可以是Si3N2等纤维过滤器。
为了防止大量的固体颗粒在筒体和椎体形成的内部空间中被打碎，即进一步防止固体颗粒在筒体和椎体形成的内部空间中发生大量的磨损，本发明一个实施例中，所述升气管1013的内径与所述筒体1011的内径之间的比值的取值范围，包括：不小于0.4，且不大于0.7。
一般的，旋风分离器的压降主要取决于旋流强度(即待分离气固混合物在筒体和料腿形成的内部空间中由筒体朝向料腿发生外下旋运动和内上旋运动时形成的旋转气流的强度)，旋流强度越强，则压降越大，旋风分离器的效率同样与旋流强度相关，旋流强度越强，则能够甩出更多的固体颗粒，气固分离效率越高。但是，针对于一些特定的固体颗粒(比如，甲醇制丙烯催化剂)，当旋流强度增大时，对固体颗粒的磨损也会急剧增大，呈2-3次方的数量级增大，导致大量的固体颗粒发生磨损，形成大量粒径小于5微米的固体颗粒，当固体颗粒的粒径下降到5微米以下时，固体颗粒则会在分离气体的携带下经升气管输出，降低旋风分离器的分离效率。同时，旋流强度主要取决于升气管的内径，内径越小旋流强度越大，内径越大则旋流强度越小。一般升气管的内径与筒体的直径之间的比值在0.3左右，而本发明实施例选用大内径升气管，即升气管内径与筒体的内径的比值在0.4-0.7之间，通过增大升气管内径的方式，降低旋流强度，固体颗粒在离心力作用下被甩向筒体及料腿的壁面时，碰撞力度减弱，防止固体颗粒在分离器主体内与边壁的切削作用以及颗粒之间的碰撞，可降低分离器主体对固体颗粒的磨损；同时，通过缩口装置减小分离器主体内固体颗粒的浓度，在降低固体颗粒的磨损程度的同时，确保了旋风分离器的气固分离效率。
这里，在气固混合物中携带具有较为昂贵或有重金属负载的固体颗粒时，可防止该类固体颗粒在气固分离过程中因发生大量磨损而造成损失，同时防止粒径极小(不大于2微米)的固体颗粒直接溢出，减轻环保压力。
进一步的，为了提高旋风分离器的使用寿命，本发明一个实施例中，所述分离器主体101和所述缩口装置103的内壁均设置有耐磨衬里。通过在分离器主体101和缩口装置103的内壁均设置有耐磨衬里，可降低流动的气固混合物及待分离气固混合物对缩口装置103和分离器主体101的磨损，以提高旋风分离器的使用寿命。应当理解的是，由于流动的气固混合物在第一导流孔1031内的流动方向需要发生较小角度的转向，待分离气固混合物在椎体1012中发生外下旋运动的强度极高，因此，第一导流孔1031和锥体1012的内壁面的磨损比较于其它区域更加严重，在考虑商业成本的情况下，应至少在第一导流孔1031和椎体1012的内壁面设置耐磨衬里。
具体地，本发明一个实施例中，所述耐磨衬里的材质包括：白刚玉、硅微粉和水泥粘合剂。
如图3所示，本发明实施例提供了一种流化床反应系统，包括：流化床反应器301，以及本发明任意一个实施例中所述的柔性低磨耗旋风分离器302；其中，所述流化床反应器301分别与每一个所述柔性低磨耗旋风分离器302相连；所述流化床反应器301，用于向每一个所述柔性低磨耗旋风分离器302分别扬析气固混合物。
本发明上述实施例中，流化床反应器可以为圆筒结构，气体从圆筒的底部输入，使得反应器内的固体颗粒悬浮，并同时进行气固相反应，气体夹带部分固体颗粒运动至圆筒的顶部，这部分气体和固体颗粒形成的气固混合物可被扬析至各个柔性低磨耗旋风分离器的缩口装置。
本发明一实施例中，以利用本发明实施例提供的流化床反应系统制备并分理出间苯二腈为例，空气可由风机鼓入流化床反应器底部，经流化床反应器内的过多孔分布板向上运动，氨与间二甲苯经过位于多孔分布板上部的管式分布器，进入流化床反应器的上部空间。此时，空气、氨与间二甲苯三种物料充分混合，与催化剂接触，进行氨氧化反应。间二甲苯与氨的摩尔比为1:4-8，间二甲苯与氧的摩尔比为1:5-9，密相区反应温度在400℃，流化床反应器的表观气速为0.45m/s，间二甲苯转化率为99.5％，选择性为97％。柔性低磨耗旋风分离器的升气管的内径与筒体的内径的比值为0.7，第一导流孔的细端口的开孔面积与粗端口的开孔面积之间的比值为0.5，料腿直接插入密相区，进气管颗粒浓度为500g/m3，切割粒径为45微米，压降仅为450Pa，跑剂量仅为5kg/t，气固分离效率高达99％。
本发明一实施例中，以利用本发明实施例提供的流化床反应系统制备苯胺为例，在氢气与硝基苯的摩尔比为1：9-10，反应温度为280℃。经过流化床反应器转化后的粗苯胺产品中，硝基苯含量长期稳定在10mg/kg以下，催化剂再生周期由原来的3-4个月延长至7-10个月。柔性低磨耗旋风分离器的升气管的内径与筒体的内径的比值为0.6，第一导流孔的细端口的开孔面积与粗端口的开孔面积之间的比值为0.7，料腿直接插入密相区，在柔性低磨耗旋风分离器的升气管出口设置一个金属过滤器。进气管中颗粒浓度为500g/m3，切割粒径为30微米，压降仅为1050Pa，跑剂量仅为2kg/t产品，柔性低磨耗旋风分离器的总分离效率(包含金属过滤器)高达99.99％。
本发明一实施例中，以利用本发明实施例提供的流化床反应系统制备对氯苯甲腈为例，空气由风机鼓入流化床反应器底部，经过多孔分布板向上运动，氨与对氯甲苯经过位于多孔分布板上部的管式分布器，进入流化床的上部空间。空气、氨与对氯甲苯三种物料充分混合，与催化剂接触，进行氨氧化反应。对氯甲苯与氨的摩尔比为1:4-8，对氯甲苯与氧的摩尔比为1:5-9，密相区反应温度在420℃，流化床反应器的表观气速为0.45m/s，对氯甲苯转化率为98％，选择性为97％。旋风分离器升气管的内径与筒体的内径的比值为0.5，第一导流孔的细端口的开孔面积与粗端口的开孔面积之间的比值为0.8，料腿直接插入密相区。进气管中颗粒浓度为200g/m3，切割粒径为75微米，压降仅为950Pa，跑剂量仅为6kg/t产品，总分离效率高达99％。
本发明一实施例中，以利用本发明实施例提供的流化床反应系统制备甲醇制烯烃催化剂为例，甲醇气化后进入流化床反应器底部，经过多孔分布板向上运动，与催化剂接触并充分混合。柔性低磨耗旋风分离器的升气管的内径与筒体的内径的比值为0.5，第一导流孔的细端口的开孔面积与粗端口的开孔面积之间的比值为0.4，料腿直接插入密相区。进气管中的颗粒浓度为500g/m3，切割粒径为60微米，压降仅为950Pa，跑剂量仅为5kg/t产品，总分离效率高达99％。
综上所述，本发明各个实施例至少具有如下有益效果：
1、本发明一实施例中，该柔性低磨耗旋风分离器包括有缩口装置、进气管和分离器主体，缩口装置的两端分别连接了外部流化床反应器和进气管，可滤除流化床反应器扬析的气固混合物中的一部分固体颗粒，使得进气管内固体颗粒的浓度降低，通过进气管传输至分离器主体的待分离气固混合物中，固体颗粒的浓度也相应较低，分离器主体在针对浓度较低的待分离气固混合进行气固分离时，具有较高的气固分离效率。综上所述，本发明实施例提供的柔性低磨耗旋风分离器，对气固混合物进行气固分离时，气固分离效率较高。
2、本发明一实施例中，在安装缩口装置时，可使得缩口装置上第一导流孔的中心线平行于水平面，如此，沉降在第一导流孔内的固体颗粒因自身重力作用回流至流化床反应器内，使得第一导流孔中不会因连续沉降固体颗粒而导致第一导流孔出现堵塞，确保流化床反应器和柔性低磨耗旋风分离器均可安全运行。
3、本发明一实施例中，第一导流孔输出的待分离气固混合物由第二导流孔的细端口朝向第二导流孔的粗端口运动，锥台状结构的第二导流孔使得待分离气固混合物在第二导流孔内发生减速运动，由于第一导流孔的粗端口的开孔面积与进气管的开孔面积相同，当第二导流孔将待分离气固混合物输出至进气管时，待分离气固混合物在进气管中的流动速度下降至与气固混合物由流化床反应器进入第一导流孔时的流动速度相等，即通过缩口装置滤除气固混合物中的一部分固体颗粒的同时，确保通过进气管进入分离器主体内的待分离气固混合物的流动速度处于一个恒定的状态，防止待分离气固混合物在分离器主体内部的运动速度过快或过慢而影响气固分离效率，同时防止待分离气固混合物通过进气管高速进入分离器主体而发生较大程度的磨损。
4、本发明一实施例中，第一导流孔的中心线与第二导流孔的中心线相互重合，当流化床反应器输出的气固混合物以平行于第一导流孔的中心线进入第一导流孔时，第一导流孔将滤除第一部分固体颗粒后剩余的待分离气固混合物传输至第二导流孔后，因待分离气固混合物由第二导流孔的细端口朝向粗端口运动，第二导流孔的逐渐增大使得待分离气固混合物由第二导流孔的中心线向其外围逐渐扩散，待分离气固混合物不会与第二导流孔的壁面激烈碰撞，可防止固体颗粒在第二导流孔中发生较大的磨损。
5、本发明一实施例中，通过设置过滤器对升气管排出的分离气体进行过滤，可获取到分离气体中携带的粒径较小的固体颗粒。同时，针对于不同体系的固体颗粒，可以选择性使用不同的过滤器。
6、本发明一实施例中，升气管内径与筒体内径的比值不小于0.4，且不大于0.7，通过增大升气管内径的方式，降低旋流强度，固体颗粒在离心力作用下被甩向筒体及料腿的壁面时，碰撞力度减弱，防止固体颗粒在分离器主体内被打碎，可降低分离器主体对固体颗粒的磨损；同时，通过缩口装置减小分离器主体内固体颗粒的浓度，实现在降低固体颗粒的磨损程度的同时，提高柔性低磨耗旋风分离器的气固分离效率。
7、本发明一实施例中，通过在分离器主体和缩口装置的内壁均设置耐磨衬里，可降低流动的气固混合物及待分离气固混合物对缩口装置和分离器主体的磨损，提高柔性低磨耗旋风分离器的使用寿命。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种柔性低磨耗旋风分离器，其特征在于，包括：
分离器主体、进气管和缩口装置；其中，
所述缩口装置的第一端与外部流化床反应器相连，所述缩口装置的第二端与所述进气管的第一端相连；
所述进气管的第二端与所述分离器主体相连；
所述缩口装置，用于滤除所述外部流化床反应器扬析的气固混合物中的第一部分固体颗粒，并将滤除所述第一部分固体颗粒之后剩余的待分离气固混合物传输至所述进气管；
所述进气管，用于将所述缩口装置传输的所述待分离气固混合物传输至所述分离器主体内；
所述分离器主体，用于将所述进气管传输的所述待分离气固混合物分离成第二部分固体颗粒和分离气体，并分别输出。
2.根据权利要求1所述的柔性低磨耗旋风分离器，其特征在于，
所述缩口装置上设置有第一导流孔和第二导流孔；其中，
所述第一导流孔和所述第二导流孔均为锥台状结构，所述第一导流孔的粗端口的开孔面积与所述进气管的开孔面积相同；
所述第一导流孔的粗端口与所述外部流化床反应器相连通，所述第一导流孔的细端口和所述第二导流孔的细端口对应连接；
所述第二导流孔的粗端口与所述进气管的第一端相连通；
所述第一导流孔，用于滤除所述外部流化床反应器扬析的气固混合物中的第一部分固体颗粒，并将所述第一部分固体颗粒回流至所述外部流化床反应器；以及，将滤除所述第一部分固体颗粒之后剩余的待分离气固混合物加速传输至所述第二导流孔；
所述第二导流孔，用于将所述第一导流孔传输的待分离气固混合物减速传输至所述进气管。
3.根据权利要求2所述的柔性低磨耗旋风分离器，其特征在于，
所述第一导流孔的细端口的开孔面积与所述第一导流孔的粗端口的开孔面积之间的比值的取值范围，包括：不小于0.2，且不大于1.0。
4.根据权利要求2所述的柔性低磨耗旋风分离器，其特征在于，
所述第一导流孔的中心线与所述第二导流孔的中心线相互重合；
和/或，
所述第二导流孔的粗端口与所述进气管的开孔面积相同。
5.根据权利要求1所述的柔性低磨耗旋风分离器，其特征在于，
所述分离器主体，包括：筒体、锥体和升气管；其中，
所述进气管和所述筒体的侧壁相连，且所述进气管的中心线同时垂直于所述筒体的直径和所述筒体的中心线；
所述筒体的第一端与所述椎体相连通，所述升气管的第一端由所述筒体的第二端插入所述筒体内部，且所述升气管的中心线与所述筒体的中心线、所述椎体的中心线位于同一条直线上；
所述筒体和所述椎体形成的内部空间，用于控制所述待分离气固混合物进行由所述筒体朝向所述椎体的外下旋运动，将所述待分离气固混合物分离成第二部分固体颗粒和分离气体；并控制所述分离气体进行内上旋运动；
所述椎体，用于将所述第二部分固体颗粒输出；
所述升气管，用于将内上旋运动的所述分离气体输出。
6.根据权利要求5所述的柔性低磨耗旋风分离器，其特征在于，
还包括：过滤器；其中，
所述过滤器与所述升气管的第二端相连通，用于对所述升气管输出的分离气体进行过滤。
7.根据权利要求5所述的柔性低磨耗旋风分离器，其特征在于，
所述升气管的内径与所述筒体的内径之间的比值的取值范围，包括：不小于0.4，且不大于0.7。
8.根据权利要求1至7中任一所述的柔性低磨耗旋风分离器，其特征在于，
所述分离器主体和所述缩口装置的内壁均设置有耐磨衬里。
9.根据权利要求8所述的柔性低磨耗旋风分离器，其特征在于，
所述耐磨衬里的材质包括：白刚玉、硅微粉和水泥粘合剂。
10.一种流化床反应系统，其特征在于，包括：
流化床反应器，以及至少一个如权利要求1至9中任一所述的柔性低磨耗旋风分离器；其中，
所述流化床反应器分别与每一个所述柔性低磨耗旋风分离器相连；
所述流化床反应器，用于向每一个所述柔性低磨耗旋风分离器分别扬析气固混合物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710495815.5A CN107126771A (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 一种柔性低磨耗旋风分离器及流化床反应系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710495815.5A CN107126771A (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 一种柔性低磨耗旋风分离器及流化床反应系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107126771A true CN107126771A (zh) | 2017-09-05 |
Family
ID=59735669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710495815.5A Pending CN107126771A (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 一种柔性低磨耗旋风分离器及流化床反应系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107126771A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1477329A (zh) * | 2003-07-11 | 2004-02-25 | 清华紫光环保有限公司 | 带有多功能旋风分离器的流化床锅炉 |
| CN202078978U (zh) * | 2011-05-10 | 2011-12-21 | 天津格威莱德科技发展有限公司 | 旋风式分离器 |
| CN103398375A (zh) * | 2013-07-01 | 2013-11-20 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 带有耐磨靶区及导向装置的循环流化床锅炉旋风分离器 |
| CN203820734U (zh) * | 2014-05-16 | 2014-09-10 | 大连金重鼎鑫科技有限公司 | 一种含固体颗粒合成气两级组合洗涤除尘装置 |
| CN205413384U (zh) * | 2016-03-08 | 2016-08-03 | 山东科技大学 | 一种进气管内部形状为渐缩渐扩型的旋风分离器 |
| CN205701109U (zh) * | 2016-04-21 | 2016-11-23 | 辽宁加宝石化设备有限公司 | 一种低磨损长周期旋风分离器 |
| CN206853302U (zh) * | 2017-06-26 | 2018-01-09 | 辽宁加宝石化设备有限公司 | 一种柔性低磨耗旋风分离器及流化床反应系统 |
-
2017
- 2017-06-26 CN CN201710495815.5A patent/CN107126771A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1477329A (zh) * | 2003-07-11 | 2004-02-25 | 清华紫光环保有限公司 | 带有多功能旋风分离器的流化床锅炉 |
| CN202078978U (zh) * | 2011-05-10 | 2011-12-21 | 天津格威莱德科技发展有限公司 | 旋风式分离器 |
| CN103398375A (zh) * | 2013-07-01 | 2013-11-20 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 带有耐磨靶区及导向装置的循环流化床锅炉旋风分离器 |
| CN203820734U (zh) * | 2014-05-16 | 2014-09-10 | 大连金重鼎鑫科技有限公司 | 一种含固体颗粒合成气两级组合洗涤除尘装置 |
| CN205413384U (zh) * | 2016-03-08 | 2016-08-03 | 山东科技大学 | 一种进气管内部形状为渐缩渐扩型的旋风分离器 |
| CN205701109U (zh) * | 2016-04-21 | 2016-11-23 | 辽宁加宝石化设备有限公司 | 一种低磨损长周期旋风分离器 |
| CN206853302U (zh) * | 2017-06-26 | 2018-01-09 | 辽宁加宝石化设备有限公司 | 一种柔性低磨耗旋风分离器及流化床反应系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1524623B (zh) | 用于流化催化裂化工艺的外部分离器和旋风分离器 | |
| JP2008539339A (ja) | 比較的重質の汚染物質を含む繊維パルプの懸濁液を分離する液体サイクロン装置及び懸濁液を分離する方法 | |
| CN101116844A (zh) | α型旋流分离器 | |
| CN206965902U (zh) | 重介质分离设备 | |
| CN102076421B (zh) | 直接汽提旋风分离器 | |
| CN106269508B (zh) | 一种颗粒混合物的环形流化床分离器及其参与的气固反应器系统 | |
| US8398751B2 (en) | Direct stripping cyclone | |
| CN101844115B (zh) | 一种三产品旋流分级筛 | |
| CN106345375A (zh) | 一种同时带有反应和分离功能的内环流反应器 | |
| US20030029774A1 (en) | Separation process and apparatus | |
| CA3003770A1 (en) | Heavy solids separator | |
| US6113777A (en) | Direct turn separator for particles in a gaseous mixture and its use for fluidized bed thermal or catalytic cracking | |
| US6814941B1 (en) | Separation process and apparatus | |
| US2981413A (en) | Process for separating solids in liquid suspension | |
| CN206853302U (zh) | 一种柔性低磨耗旋风分离器及流化床反应系统 | |
| CN107126771A (zh) | 一种柔性低磨耗旋风分离器及流化床反应系统 | |
| CN201644250U (zh) | 一种三产品旋流分级筛 | |
| CN109225687B (zh) | 一种锥体开缝结构的水力旋流器 | |
| CN201776193U (zh) | 排尘结构带有阶梯缝的导叶式旋风管 | |
| US8702972B2 (en) | Separation process | |
| US20230357989A1 (en) | Slurry cleaner systems with cleaner dilution devices and methods of cleaning slurries therewith | |
| CN108348883A (zh) | 用于制备粉末形式的聚(甲基)丙烯酸酯的设备 | |
| CN110280379A (zh) | 一种用于固体颗粒分选的流化床装置 | |
| EP3448576B1 (en) | A feed apparatus for a particle separator, particle separator and method of particle separation | |
| KR20120054616A (ko) | 유동층 반응기에서 염화수소의 가스층 산화에 의한 염소 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170905 |