CN1100586C - 用于环行的流化床锅炉的离心分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明与一个气体-固体混合物的分离器有关，包括一个由第一壁面(1A)构成的大致等截面的上部(1)而在其上部有一个气体和固体颗粒混合物的进口管(3)和一个气体出口管(4)及一个由第二壁面(2A)构成的在向下方向渐缩截面的下部(2)而在其下部有一个固体颗粒排出管(5)。至少所述壁面(1A，2A)之一在其内面上有至少一个向下延伸的槽(6至9)，用于截获固体颗粒，该槽深为分离器上部(1)的内径的1%至20%，该槽宽为分离器上部(1)的内周长的2%至10%。

Description

用于环行的流化床锅炉的离心分离器
本发明与一种用于环行流化床锅炉的离心分离器有关。
更精确地说，它与一种用于环行的流化床锅炉的气体-固体混合物分离器有关，包括
一个由第一壁面构成的大致等截面的上部而且在该上部有一个气体和固体颗粒混合物的进口管和一个气体出口管；和
一个由第二壁面构成的在向下方向有渐缩截面的下部而且在该下部有一个固体颗粒的排出管。
该分离器的功能是在其内的气体和固体颗粒混合物处于悬浮状态下进行分离。在分离器内所形成的气体涡流产生一个离心力，该分离器的分离效率与进口管内混合物的流速有关，与分离器的内径有关，与混合物费时穿过分离器的高度有关。
为了降低这种分离器的成本，特别是降低一种与环行流化床锅炉相关的分离器的成本，因此要提高入口处和分离器内固-气混合物的流速从而使分离器的直径缩小。
然而，混合物的高流速也会有负面效果，尤其是当环行流化床的混合物含有高浓度的固体颗粒时，该高速气流往往会把已经积聚在分离器的壁上的固体颗粒带走从而降低了分离效率。
过大的流速同样会加大侵蚀和设备(head)损耗。
本发明解决了固体颗粒的卷吸问题，为此根据本发明，分离器壁的内面上至少有一个向下延伸的槽用来截获固体颗粒，该槽的深度为分离器上部的内径的1％到20％，该槽宽为分离器上部的内周周长的2％到10％。
上述的槽构成了一个用于截获固体颗粒的槽和一个导引截获颗粒向下的槽以保护颗粒远离气体涡流。
气-固体颗粒混合物的进口管与第一壁面呈切向进入，而在最佳实施例中，上述槽的上端则面向进口管从而使大量固体颗粒在进口处就直接被截获。
上述槽可以是垂直的或与垂直方向呈约60°倾角。
该倾角可随分离器的高度而改变。
分离器包含有多个上述的槽，这些槽绕着分离器的周长而分布，在气-固体颗粒混合物的流动方向，槽相互之间的距离随之增大。
为了增强截获颗粒的效果，上述槽在正对气-固体颗粒混合物的流向，其槽宽部分可以由与其边缘相连的壁局部覆盖。
上述槽最好排入到固体颗粒出口管。
为了防止固体颗粒在分离器的下部卷吸，上述槽可以在分离器下部底部处由一封闭壁全部覆盖。
本发明具有分两阶段把固体颗粒分出的优点，即通过重力和离心力，尤其离心力效应非常适合环行流化床锅炉中，含高浓度固体颗粒的混合物气流，该气流在分离器入口处往往在与分离壁接触中顶部从浓密状态转化为冲淡状态。
在分离器的入口处，浓密的固体颗粒立即从主气流中分出，而不干扰气流中余下的颗粒从而减小了颗粒卷吸带走。
因此这种分离可提高在离心效应下流速的范围并且使分离器更紧凑。
这些实施例可应用到圆形或多边形的管状和非管状的分离器中。
槽的总宽度为分离器上部内周的周长的5％到33％。
参照附图，下文将更详细叙述本发明，附图示出本发明一个最佳实施例。
图1是本发明分离器第一实施例垂直剖视图；
图2是本发明分离器第二实施例垂直局部截面正视图；
图3是本发明分离器第三实施例垂直局部截面正视图；
图4是图1沿III-III剖面线所取的水平剖视图；
图5是本发明分离器第四实施例的类似的剖视图；
图6是槽的剖视图；
图7是本发明分离器第五实施例的剖视图；
附图中所示的离心分离器有：
一个由第一壁1A构成的大致等截面的上部1，例如圆截面和八角形截面的柱体，在其上部1有一个气和固体颗粒混合物的进口管3，在其上部1有一个气和固体颗粒混合物的进口管3，与第一壁1A呈切向进入和一个通常由下降(dip)管构成的气体出口管4，及
一个由第二壁2A构成的沿向下方向呈渐缩截面的下部2，例如锥形或棱形，在其底部有一个通常垂直的固体颗粒排出管5。
分离器第一壁1A和第二壁2A，在其内面上有用来截获固体颗粒，向下延伸的槽6、7，该槽有一个恒定或向下渐增的深度，该深度为1％到20％上部1的内径，且有一个恒定或可变的宽度，该宽度为2％到10％上部1的内径。
在图1所示的实施例中，槽6、7是垂直的。
在图2所示的实施例中，为了简化只示出一个槽，槽相对垂直方向呈小于60°的倾角α，在(图3)所示另一个实施例中，上述槽倾角在两个区域分别为45°和0°。
在这些实施例中，槽6、7开始在第一部1，最好大致始于与进口管3对称的水平面上，而排入分离器下部2的底部处固体颗粒的出口管5。
槽6、7在下部2的底部处由一封闭壁14全部盖住，这些槽最好在其高度为超过分离器下部2高度1/2处覆盖住，在槽内，固体颗粒的数量是多的因此完全可免于被卷吸带走，其内少量已分离的颗粒可沿着封闭壁14流动。
根据一种改进，分离器可沿着槽6，7附加地设有固体颗粒的出口孔13，构成常规出口5上游的中间出口。
槽6至9，沿着分离器的周界由顺着气体和固体颗粒混合物流动方向逐渐增大的距离所隔开，如图4中箭头所示。在本实施例中有四个槽，这种槽的数量范围可以有一个至八个，并以上述方式有规则或不规则地分布，上述槽的总宽度为5％到33％分离器上部1的内周长。
图5示出带有单个槽6’的分离器的实施例，其中槽的上端面向进口管3，在这实施例中，槽6’不是径向的，它的横轴与进入管3的纵向轴平行。因此槽6’就直接定位在气体和固体颗粒混合物气流在进口管3出口处的撞击点上，在该撞击点处由离心力分开的固体颗粒无论速度和数量都是最大的。
在图6所示的改进中，槽或槽6在其宽度部分由与气体和固体颗粒混合物流向相反的槽边缘6A相连的壁10局部地覆盖。在图6箭头12所示的气流(气体和固体颗粒混合物)的涡流中，固体颗粒卷吸在槽6中，如箭头11所示，这样槽内的固体颗粒受到最大的保护而不被涡流所卷吸走。
在上述的实施例中，这些槽伸过分离器的部1和下部2。旋风分离器内可以有多个一种类型的槽和多个其它类型的槽。
图7示出一种较大的八角形截面分离器的实施例，该分离器完全由各平面20通过槽21相连而组成。
分离器壁是由其内流动冷却流体的冷却管22所组成，壁的内侧覆盖有耐久材料的衬。
本发明的分离器特别适用于装备一环行的流化床锅炉。

Claims (12)

1.用于环行的流化床锅炉的气体和固体混合物分离器包括：
一个由第一壁面(1A)构成的大致等截面的上部(1)有一个气体和固体颗粒混合物的进口管(3)和一个气体出口管(4)；和
一个由第二壁面(2A)构成的在向下方向有渐缩截面的下部(2)有一个固体颗粒的排出管(5)，
其特征在于上述第一壁面(1A)和第二壁面(2A)的内面上有至少一个向下延伸的槽(6至9)用于截获固体颗粒，该槽深为分离器上部(1)的内径的1％到20％，该槽宽为分离器上部(1)的内周长的2％至10％。
2.根据权利要求1所述的分离器，其特征在于气体和固体颗粒混合物的进口管(3)呈切向通到第一壁面(1A)，其特征在于上述槽的上端面向上述进口管(3)。
3.根据权利要求1或2所述的分离器，其特征在于上述槽是垂直的。
4.根据权利要求1或2所述的分离器，其特征在于上述槽相对于垂直方向呈小于60°的倾角(α)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的分离器，其特征在于上述槽(6’)在其宽度部分由与气体和固体颗粒混合物的气流流向相反的槽边缘(6A)相连的壁(10)局部地覆盖。
6.根据上述权利要求中任一项所述的分离器，其特征在于上述槽排入固体颗粒的出口管(5)。
7.根据权利要求6所述的分离器，其特征在于上述槽在分离器下部(2)的底部处，全部由封闭壁(14)所覆盖。
8.根据上述权利要求中任一项所述的分离器，其特征在于它有多个上述的槽(6到9)。
9.根据权利要求8所述的分离器，其特征在于上述槽分布在分离器周边的周围。
10.根据权利要求8所述的分离器，其特征在于上述槽由一间距隔开，该间距随着气体和固体颗粒混合物的气流流向而逐渐增大。
11.根据权利要求8到10中任一项所述的分离器，其特征在于槽的总宽为5％到33％分离器上部(1)的内周长。
12.根据权利要求1所述的分离器，其特征在于分离器的上部是由安置成八角形截面的由冷却管(22)组成的平面(20)所构成，上述各平面通过槽(21)而连在一起。
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