CN113457859B - 旋风分离器及固气分离系统 - Google Patents

旋风分离器及固气分离系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113457859B
CN113457859B CN202010238555.5A CN202010238555A CN113457859B CN 113457859 B CN113457859 B CN 113457859B CN 202010238555 A CN202010238555 A CN 202010238555A CN 113457859 B CN113457859 B CN 113457859B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cyclone separator
cone
straight cylinder
cylinder part
diameter
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.)
Active
Application number
CN202010238555.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113457859A (zh
Inventor
刘文明
袁起民
唐津莲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinopec Research Institute of Petroleum Processing
China Petroleum and Chemical Corp
Original Assignee
Sinopec Research Institute of Petroleum Processing
China Petroleum and Chemical Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinopec Research Institute of Petroleum Processing, China Petroleum and Chemical Corp filed Critical Sinopec Research Institute of Petroleum Processing
Priority to CN202010238555.5A priority Critical patent/CN113457859B/zh
Publication of CN113457859A publication Critical patent/CN113457859A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113457859B publication Critical patent/CN113457859B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08Vortex chamber constructions
    • B04C5/081Shapes or dimensions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08Vortex chamber constructions
    • B04C5/103Bodies or members, e.g. bulkheads, guides, in the vortex chamber
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y02A50/2351Atmospheric particulate matter [PM], e.g. carbon smoke microparticles, smog, aerosol particles, dust

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Cyclones (AREA)

Abstract

本公开涉及一种旋风分离器及固气分离系统。该旋风分离器包括分离器本体、进风管、以及排气管,所述分离器本体包括相连的直筒部和锥筒部,所述直筒部的直径小于所述锥筒部的大端的直径,且所述直筒部的一端延伸至所述锥筒部的内部,所述排气管设置于所述直筒部的上端,所述进风管切向连接于所述直筒部的上部且在所述分离器本体的轴向上位于所述排气管的进气端的上方,所述直筒部位于所述锥筒部内的部分设置有导流格栅结构。该旋风分离器具有较高的气固分离效率。

Description

旋风分离器及固气分离系统
技术领域
本公开涉及分离设备领域,具体地,涉及一种旋风分离器以及具有该旋风分离器的固气分离系统。
背景技术
旋风分离器是一种用于分离气体和固体颗粒的分离装置,广泛应用于石油、化工、煤炭、电力、环保等行业。由于环保要求日益严格,工业上对分离超细粉尘的要求也越来越高,常常要求旋风分离器对于5~10颗粒的捕集效率接100%,同时也要求旋风分离器具有较低的压降。因此,高效低阻的旋风分离器具有广泛的应用前景。
常规的旋风分离器为圆筒圆锥形结构,由进风管、排气管、直筒体、锥筒体和排灰斗等结构组成。操作时,其工作原理为:含固体颗粒气流经顶部进气口切向进入旋风分离器,由于切向速度较快,在旋风分离器内形成高速旋转流动。在离心力的作用下,气流中的固体颗粒被甩向边壁,旋转向下流经锥筒体,经排灰斗排出,少量的气体与固体颗粒一起从底部排灰斗排出,大部分气体由于流动截面不断减少,而汇于轴心,沿着旋风分离器轴线旋转向上,从顶部排气管排出,从而实现气固分离。
为了开发高效低阻的旋风分离器,国内外许多专家学者对旋风分离器进行了研究,主要涉及的方向包括型式、结构、尺寸优化和涡流特性等。但设计得到的旋风分离器的分离效果并不理想。
发明内容
本公开的目的是提供一种旋风分离器以及具有该旋风分离器的固气分离系统,该旋风分离器具有较高的气固分离效率。
为了实现上述目的,本公开提供一种旋风分离器,包括分离器本体、进风管、以及排气管,所述分离器本体包括相连的直筒部和锥筒部,所述直筒部的直径小于所述锥筒部的大端的直径,且所述直筒部的一端延伸至所述锥筒部的内部,所述排气管设置于所述直筒部的上端,所述进风管切向连接于所述直筒部的上部且在所述分离器本体的轴向上位于所述排气管的进气端的上方,所述直筒部位于所述锥筒部内的部分设置有导流格栅结构。
可选地,所述导流格栅结构包括格栅孔和导流板,所述直筒部的侧壁上周向间隔开孔以构造成所述格栅孔,所述导流板的一端固定连接于所述直筒部的外侧壁,另一端沿着与所述直筒部内的旋转气流旋向相同的方向延伸且与所述旋转气流的切线方向成夹角。
可选地,所述直筒部的直径与所述锥筒部的大端的直径之比为:2:5-4:5,所述直筒部插入到所述锥筒部的部分的长度与锥筒部的长度之比1:5-4:5。
可选地,所述旋风分离器还包括内旋涡限制器和锁止结构,所述内旋涡限制器沿所述锥筒部的中轴线可移动地设置在所述锥筒部内,以调节所述旋风分离器内部的内旋涡的长度,所述锁止结构用于将所述内旋涡限制器轴向锁定在所述锥筒部内。
可选地,所述内旋涡限制器的上端面到所述锥筒部的下端面之间的高度差与所述锥筒部的轴向高度之比为:1:5-3:5。
可选地,所述内旋涡限制器包括圆形平板和安装杆,所述安装杆的上端连接于所述圆形平板的底面,所述安装杆的下端可移动地连接于所述锥筒部。
可选地,所述圆形平板的直径与所述直筒部的直径相同且两者同轴心布置。
可选地,所述旋风分离器还包括支撑件,所述支撑件包括套筒和间隔设置在所述套筒四周的支撑杆,所述支撑杆的两端分别连接于所述锥筒部的内壁及所述套筒,所述安装杆轴向可移动地套设于所述套筒。
可选地,所述锁止结构包括锁止杆和形成在所述套筒上的螺孔,所述锁止杆上具有与所述螺孔螺纹配合的外螺纹段,所述锁止杆的一端用于所述安装杆抵顶配合,所述锁止杆的另一端凸出与所述锥筒部的外壁。
可选地,所述旋风分离器还包括排灰斗和阀门,所述排灰斗连接于所述锥筒部的下端,且所述排灰斗的进灰口与锥筒部的下端开口连通,所述阀门位于所述锥筒部与所述排灰斗之间。
根据本公开的另一方面,提供一种固气分离系统,包括根据上述的旋风分离器。
在本公开提供的旋风分离器中,由于直筒部的直径小于锥筒部的大端的直径,使得小直径的直筒部能够作为颗粒和流体的加速区,与相关技术中直筒体和锥筒体大端等直径,相当于只有一个分离区的常规旋风分离器相比,本公开的提供的旋风分离器使得颗粒和流体具有更高的切向和径向速度,因此使得固气分离效率更高。
导流格栅结构能够起到两个作用,一方面可以增加气体和颗粒的径向速度,从而产生射流作用,较高的径向速度和切向速度会促进颗粒在锥筒部的内壁上聚集,聚集后的颗粒在气流和自重下,将朝着锥筒部的下端移动,便于将颗粒排出。另一方面,大部分颗粒会从导流格栅流出,故而分流了部分颗粒,减少了锥筒部的下端出口的颗粒浓度,因此在锥筒部的底部不会聚集高浓度颗粒,从而极大程度降低了颗粒反弹上行的概率,避免了反弹上行的颗粒再次与流体混合的风险,因此进一步提升了提旋风分离器对颗粒和流体的分离效率。这里,导流格栅结构对流体导流的同时,也起到对颗粒的导流作用。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
图1是相关技术提供的旋风分离器的主视示意图;
图2是本公开一种实施方式的旋风分离器的主视透视示意图,其中未示出锁止结构;
图3是本公开一种实施方式的旋风分离器的导流格栅结构俯视断面图,其中,箭头示出了旋转气流的旋向;
图4是本公开一种实施方式的旋风分离器的内漩涡限制器的仰视示意图;
图5是本公开一种实施方式的旋风分离器的部分剖面结构示意图,其中示出了内旋涡限制器及锁止结构;
图6是本公开一种实施方式的旋风分离器的支撑件的俯视示意图;
图7是本公开一种实施方式的旋风分离器与常规旋风分离器分离效率的对比示意图;
图8是本公开一种实施方式的旋风分离器与常规旋风分离器压降的对比示意图。
附图标记说明
10-分离器本体;11-直筒部;111-加速区;112-分离区;12-锥筒部;20-进风管;30-排气管;40-导流格栅结构;41-格栅孔;42-导流板;50-内旋涡限制器;51-圆形平板;52-安装杆;60-锁止结构;61-锁止杆;62-螺纹孔;70-支撑件;71-套筒;72-支撑杆;80-排灰斗;90-阀门;101-直筒体;102-锥筒体。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
在本公开中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下”通常是以附图的图面方向为基础定义的,具体可以参照附图2和附图5所示的图面方向,“内、外”是指相关零部件的内、外。
通过对旋风分离器内颗粒流场分布的研究发现,气流中颗粒受三个方向的速度驱动,分别是从旋风分离器中心向边壁方向的径向速度、气流旋转产生的切向速度(产生离心力)、以及气流竖直向下的轴向速度。当前,许多专家学者主要基于加强气流切向速度,以产生较强的离心力的思路去优化改进旋风分离器。
然而,申请人发现,通过充分强化气流的径向速度,使颗粒向壁面流动,也能提高分离器的效率,并设计出了具有较高分离效率的旋风分离器。
如图2至图6所示,本公开提供了一种旋风分离器,该旋风分离器包括分离器本体10、进风管20、以及排气管30。其中,分离器本体10包括相连的直筒部11和锥筒部12,直筒部11的直径小于锥筒部12的大端的直径,且直筒部11的一端延伸至锥筒部12的内部,排气管30设置于直筒部11的上端,进风管20切向连接于直筒部11的上部且在分离器本体10的轴向上位于排气管3的进气端(即如图2所示的下端)的上方,直筒部11位于锥筒部12内的部分设置有导流格栅结构40。
通常,旋风分离器还包括排灰斗80,排灰斗80连接于锥筒部12的下端,且排灰斗80的进灰口与锥筒部12的下端开口连通。
在本公开提供的旋风分离器中,由于直筒部11的直径小于锥筒部12的大端的直径,使得小直径的直筒部11能够作为颗粒和流体的加速区111,与如图1示出的相关技术中直筒体101和锥筒体102大端等直径,相当于只有一个分离区的常规旋风分离器相比,本公开的提供的旋风分离器使得颗粒和流体具有更高的切向和径向速度,因此使得固气分离效率更高。
而且,由于增加了导流格栅结构40,当旋风分离器开始工作时,气流携带颗粒从进风管20进入直筒部11中,在直筒部11内做向下的旋转流动,在高速气流的推动下,颗粒通过离心力甩向直筒部11的内壁,在重力的作用下加速向下流动,在到达位于直筒部11的底部的导流格栅结构40后,部分颗粒和气体通过导流格栅结构40进入到锥筒部12内,并顺着格栅导流的方向旋转流动并射向锥筒部12的内壁,颗粒在碰撞到锥筒部12后,会随着气体向下旋转流动,并经由排灰斗80排出。
这样,导流格栅结构40能够起到两个作用,一方面可以增加气体和颗粒的径向速度,从而产生射流作用,较高的径向速度和切向速度会促进颗粒在锥筒部2的内壁面上聚集,聚集后的颗粒在气流和自重下,将朝着锥筒部12的下端移动,便于将颗粒排出。另一方面,大部分颗粒会从导流格栅流出,故而分流了部分颗粒,减少了锥筒部12的下端出口的颗粒浓度,因此在锥筒部12的底部不会聚集高浓度颗粒,从而极大程度降低了颗粒反弹上行的概率,避免了反弹上行的颗粒再次与流体混合的风险,因此进一步提升了提旋风分离器对颗粒和流体的分离效率。这里,导流格栅结构40对流体导流的同时,也起到对颗粒的导流作用。
另外,由于直筒部11的一端(如图2所示的下端)延申至锥筒部12内一定高度,该部分可以强化颗粒的射流作用,因而可避免因锥筒部12直径扩大而导致的气流速度的较快降低。
在本公开中,对格栅结构的具体结构和形状不作限定。可选地,如图3所示,在本公开的一种实施方式中,导流格栅结构40可包括格栅孔41和导流板42,直筒部11上周向间隔开孔以构造成格栅孔41,导流板42的一端固定连接于直筒部11的外侧壁,另一端沿着与直筒部11内的旋转气流旋向相同的方向延伸且与旋转气流的切线方向成夹角。这样,当气流从格栅孔41中流出直筒部11时,流体和颗粒在导流板42的作用下,沿一定的流动轨迹朝向锥筒部12的内壁流动,实现对颗粒的分流。换言之,通过设置格栅孔41和导流板42配合,使得直筒部11内部的颗粒能够经格栅孔41流出,且在导流板42的导流作用下,使得颗粒在锥筒部12的内壁进行聚集。
这里,对导流板42的偏移直筒部11内旋转气流的夹角的具体度数不作限定,导流板42的偏移夹角可在0°-90°中取任意适当的数值。
导流板42适宜的偏转角度有助于形成较强的切向和径向速度,有利于颗粒向锥筒的内壁面流动。因此,可选地,在本公开的一种实施方式中,导流板42的偏转角度可为10°-60°,例如,可为30°。申请人研究发现,在该角度范围之内,有利于提高从格栅孔41射出的气流的切向和径向速度,有利于颗粒向面壁流动。
另外,本公开对每个格栅孔41的形状和大小不作限定。可选地,在本公开的一种实施方式中,如图2所示,格栅孔41可为轴向边为长边的矩形结构,格栅孔41的宽度约为3mm。较小的格栅孔41宽度有利于形成高速射流,同时还能够避免气流中颗粒与锥筒部12的内壁碰撞后再次通过格栅孔41进入到直筒部11内。
进一步地,如图2所示,导流格栅结构40可为多组,多组导流格栅结构40可沿直筒部11的轴向间隔设置。这样,能够尽可能提升对直筒部11内的颗粒的分流效果。可选地,在本公开的一种实施方式中,导流格栅结构40的组数可为2-5组。
需要说明的是,本公开对格栅结构组数不作限定,基于直筒部11伸入到锥筒部12内的长度考虑,可以是2组、3组、4组等任意适当的组数。
在本公开的其他实施方式中,导流格栅结构40可为多个平行间隔设置的倾斜板,在直筒部11的对应位置设置一个较大的开口,将多个倾斜板的上下两端分别连接在开口的上下两侧并使得倾斜板之间间隔设置,以构造出导流格栅结构40,气流能够从相邻两个倾斜板之间流出。
在本公开中,如图2所示,通过分区思想,将直筒部11沿轴向为加速区111和分离区112,即直筒部11的未设置有格栅结构的部分为加速区111,设置有格栅结构的部分为分离区112。
通过上述论述可知,直径较小的直筒部11有利于流体的加速,气流经进风管20进入到直筒部11后,经过加速区111的加速作用,增大流体后续分离的动力,从而提升流体的分离效率。
因此,为了提升流体的流速,对于直筒部11的位于锥筒部12上方部分的轴向长度与锥筒部12的轴向长度之比,以及直筒部11的直径与锥筒部12的直径之比提出了一定的要求,该两个比值可以为任意适当的数,本公开对此不做限定。可选地,在如图2所示的实施方式中,可将直筒部11位于锥筒部12上方的部分定义为加速区111,将直筒部11伸入到锥筒部12内部的部分定义为分离区112。直筒部11的直径与锥筒部12的大端的直径之比为:2:5-4:5,且直筒部插入到锥筒部12的部分与锥筒部12的长度之比1:5-4:5,以使得从直筒部11的分离区112出来的气流具有合适的切向速度和径向速度。使得在尽可能增大对气流的加速作用的同时,又不会因直筒部11下端离锥筒部12下端太近而导致颗粒反弹进入直筒部11。
如图2和图5所示,在本公开的一种实施方式中,旋风分离器还包括内旋涡限制器50和锁止结构60,内旋涡限制器50沿锥筒部12的中轴线可移动地设置在锥筒部12内,以调节旋风分离器内部的内旋涡的长度,锁止结构60用于将内旋涡限制器50锁定在锥筒部12内。
在常规的旋风分离器中,存在沿旋风分离器的内壁自上而下和沿轴心自下而上的两个漩涡,速度梯度大,流动路径长,因此压降大,能耗高。
通常,如果不设置内漩涡,内漩涡的起点为锥筒部12的下端,当设置内漩涡限制器后,相当于将内漩涡的起点向上移了。因此,通过调节内旋涡限制器50在锥筒部12内的高度,能够对内旋涡的长度进行有效调节,以在保证旋风分离器能够利用内旋涡进行排气的同时,能够减弱气流内旋涡与外旋涡之间的相互干扰的程度,从而有利于降低因两个旋涡作用而消耗压降导致的对颗粒和流体的分离效果。
需要说明的是,本公开提到的“内漩涡限制器”是指能够对内漩涡的起点起到限定作用的任意适当的结构。
内漩涡限制器50能够通过调节高度控制两个漩涡的干涉长度,从而影响压降和分离效率。然而,内旋涡限制器50在锥筒部12内的高度过大时,颗粒容易造成颗粒反弹,导致颗粒经内旋涡限制器50反弹进去排气管30,而过小的高度会增加内漩涡长度,从而增大压降,因此需要适宜的高度。可选地,在本公开的一种实施方式中,内旋涡限制器50的上端面到锥筒部12的下端面之间的高度差与锥筒部12的轴向高度之比为:1:5-3:5。即,内旋涡限制器50在锥筒部12内的高度占锥筒部12整体高度的:1:5-3:5。在此高度范围内,内旋涡限制器50在有效限制内漩涡的长度,降低了因两个漩涡作用而消耗的压降的同时,还能避免颗粒反弹。
可选地,如图4和图5所示,在本公开的一种实施方式中,内旋涡限制器50包括圆形平板51和安装杆52,安装杆52的上端连接于圆形平板51的底面,安装杆52的下端可移动地连接于锥筒部12。这样,旋风分离器工作时,内旋涡的起点相当于从圆形平板51上开始,因此,只要将圆形平板51的高度根据需要调节至适宜的高度,即可调节内旋涡的长度,达到减弱两个内漩涡相互干扰的目的。
进一步地,在本公开的一种实施方式中,圆形平板51的直径可与直筒部11的直径相同且两者同轴心布置。这样设计的好处在于,能够通过圆形平板51直径限定内旋涡的直径的大小,避免旋涡的直径过大或过小,过大可能对外旋涡造成一定的干扰,过小可能影响气体的向上的正常流出。
在本公开的其他实施方式中,内旋涡限制器50可仅为一个矩形或弧形板,本公开对此不作限定。
可选地,如图2、图5和图6所示,在本公开的一种实施方式中,旋风分离器还包括支撑件70,支撑件70包括套筒71和间隔设置在套筒71四周的支撑杆72,支撑杆72的两端分别连接于锥筒部12的内壁以及套筒71,安装杆52轴向可移动地套设于套筒71。通过设置支撑件70能够实现对旋风分离器的有效支撑,同时套筒71也方便对旋风分离器的高度进行调节。
其中,可选地,支撑杆72可为三个,三个支撑杆72轴向等间隔设置于套筒71,即相邻两个支撑杆72之间周向间隔120°。这种结构有利于提升支撑件70本身的安装稳固性及支撑内漩涡限制器的可靠性。
本公开对锁止结构的具体结构不做限定。可选地,如图5所示,在本公开的一种实施方式中,锁止结构60包括锁止杆61和形成套筒71上的螺孔62,锁止杆61上具有与螺孔62螺纹配合的外螺纹段,锁止杆61的一端用于安装杆52抵顶配合,锁止杆61的另一端凸出与锥筒部12的外壁。这样,通过操作锁止杆61,能够实现对旋风分离器和支撑件70的套筒71的锁止与解锁,而且当需要调节内旋涡限制器50的轴向高度位置时,可旋松抵锁止杆61,使得旋风分离器与套筒71解锁,以便实现对内旋涡限制器50的调节。待内旋涡限制器50的位置调节到位后,可旋紧锁止杆61,使得顶杆的端部抵顶在安装杆52上,实现对内旋涡限制器50的轴向锁止。
在公开的其他实施方式中,锁止结构60可为设置在套筒71内的阻尼套。
在本公开中,可以采用任意适当的方式调节内旋涡限制器50的高度,在如图2和图5所示的实施方式中,可通过锥筒部12的下端开口手动调节内旋涡限制器50的高度。或者,在其他实施方式中,可在锥筒部12的侧壁上开设过孔,并设置高度调节杠杆,该高度调节杠杆的一端与圆形平板51或安装杆52相连,另一端向外凸出与锥筒部12的外壁,高度调节杠杆与该过孔接触部位为调节杠杆的支点位置。这样,通过操作调节杠杆,同样能够实现对内漩涡限制器50的轴向高度的调节。
可选地,如图2所示,锥筒体与排灰斗80之间可设置有阀门90,通过设置阀门90,能够对调节旋风分离器的排灰量。另外当需要对设备进行维修等作业,关闭阀门90即可。
该阀门90可以是手动阀,也可以为电动阀,本公开对此不做限定。
通常,如图2所示,可将排气管30设置在直筒部11的上端,使排气管30的中轴线与锥筒部12的中轴线大致重合,以便提升排气管30的出气效率。本公开对排气管30的直径等尺寸不做限定。可选地,在本公开的一种实施方式中,可选地,排气管30下端可伸入直筒部11中,排气管30的下端可低于进风管20的进风口10-50mm,排气管30直径与直筒部11的直之比可为3:10-4:5。
另外,在本公开中,对进风管20的数量及尺寸也不作限定。可选地,进风管20的数量可为1-3个,进风管20的直径与直筒部11的直之比可为1:10-:2:5。另外,进风管20的可以水平或斜向上切向连接于直筒部11,例如可以与水平呈30°与直筒部11相连。
需要说明的是,在本公开中,对进口管20、排气管30、直筒部11、锥筒部12的直径不作限定,具体尺寸可依据进料速率、进料浓度、进料颗粒尺寸和形状等决定。
综上可知,本公开采用了小直径直筒部11作为颗粒和流体的加速区111,具有更高的切向和径向速度,通过在直筒部11的底部设置了导流格栅结构40,增加了气体和颗粒的径向速度,从而产生射流作用。同时,大部分颗粒会从导流格栅结构40流出,因此分流了部分颗粒,减少了底部出口颗粒的浓度,从而大大削弱了颗粒的反弹上行,提高了固气分离效率。另外,通过在锥筒部12内设置了内漩涡限制器50,可以限制内漩涡的长度,因而降低了因内漩涡外旋涡的相互作用而消耗的压降。该旋风分离器具有结构简单,高效低阻,制造及安装方便,投资低,节能等特点,可用于炼油、化工、冶金等领域。
图7和图8分别对比了本公开的旋风分离器与常规旋风分离器在不同入口气速下的分离效率和压降,从图中可以看出,本公开的旋风分离器比常规旋风分离器的分离效率提高了2%-5%,压降降低了15%左右,在高气速下分离效率和压降的优势越明显。
根据本公开的又一方面,提供了一种固气分离系统,该系统包括上述的旋风分离器。固气分离系统可用于分离气体和固体颗粒。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种旋风分离器,其特征在于,包括分离器本体(10)、进风管(20)、以及排气管(30),所述分离器本体(10)包括相连的直筒部(11)和锥筒部(12),所述直筒部(11)的直径小于所述锥筒部(12)的大端的直径,且所述直筒部(11)的一端延伸至所述锥筒部(12)的内部,所述排气管(30)设置于所述直筒部(11)的上端,所述进风管(20)切向连接于所述直筒部(11)的上部且在所述分离器本体(10)的轴向上位于所述排气管(30)的进气端的上方,所述直筒部(11)位于所述锥筒部(12)内的部分设置有导流格栅结构(40);
所述旋风分离器还包括内旋涡限制器(50)和锁止结构(60),所述内旋涡限制器(50)沿所述锥筒部(12)的中轴线可移动地设置在所述锥筒部(12)内,以调节所述旋风分离器内部的内旋涡的长度,所述锁止结构(60)用于将所述内旋涡限制器(50)轴向锁定在所述锥筒部(12)内。
2.根据权利要求1所述的旋风分离器,其特征在于,所述导流格栅结构(40)包括格栅孔(41)和导流板(42),所述直筒部(11)的侧壁上周向间隔开孔以构造成所述格栅孔(41),所述导流板(42)的一端固定连接于所述直筒部(11)的外侧壁,另一端沿着与所述直筒部(11)内的旋转气流旋向相同的方向延伸且与所述旋转气流的切线方向成夹角。
3.根据权利要求1所述的旋风分离器,其特征在于,所述直筒部(11)的直径与所述锥筒部(12)的大端的直径之比为:2:5-4:5,所述直筒部(11)插入到所述锥筒部(12)的部分的长度与锥筒部(12)的长度之比1:5-4:5。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的旋风分离器,其特征在于,所述内旋涡限制器(50)的上端面到所述锥筒部(12)的下端面之间的高度差与所述锥筒部(12)的轴向高度之比为:1:5-3:5。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的旋风分离器,其特征在于,所述内旋涡限制器(50)包括圆形平板(51)和安装杆(52),所述安装杆(52)的上端连接于所述圆形平板(51)的底面,所述安装杆(52)的下端可移动地连接于所述锥筒部(12)。
6.根据权利要求5所述的旋风分离器,其特征在于,所述圆形平板(51)的直径与所述直筒部(11)的直径相同且两者同轴心布置。
7.根据权利要求5所述的旋风分离器,其特征在于,所述旋风分离器还包括支撑件(70),所述支撑件(70)包括套筒(71)和间隔设置在所述套筒(71)四周的支撑杆(72),所述支撑杆(72)的两端分别连接于所述锥筒部(12)的内壁及所述套筒(71),所述安装杆(52)轴向可移动地套设于所述套筒(71)。
8.根据权利要求7所述的旋风分离器,其特征在于,所述锁止结构(60)包括锁止杆(61)和形成在所述套筒(71)上的螺孔(62),所述锁止杆(61)上具有与所述螺孔(62)螺纹配合的外螺纹段,所述锁止杆(61)的一端用于与 所述安装杆(52)抵顶配合,所述锁止杆(61 )的另一端凸出于 所述锥筒部(12)的外壁。
9.根据权利要求1所述的旋风分离器,其特征在于,所述旋风分离器还包括排灰斗(80)和阀门(90),所述排灰斗(80)连接于所述锥筒部(12)的下端,且所述排灰斗(80)的进灰口与锥筒部(12)的下端开口连通,所述阀门(90)位于所述锥筒部(12)与所述排灰斗(80)之间。
10.一种固气分离系统,其特征在于,包括根据权利要求1-9中任一项所述的旋风分离器。
CN202010238555.5A 2020-03-30 2020-03-30 旋风分离器及固气分离系统 Active CN113457859B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010238555.5A CN113457859B (zh) 2020-03-30 2020-03-30 旋风分离器及固气分离系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010238555.5A CN113457859B (zh) 2020-03-30 2020-03-30 旋风分离器及固气分离系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113457859A CN113457859A (zh) 2021-10-01
CN113457859B true CN113457859B (zh) 2023-03-24

Family

ID=77864979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010238555.5A Active CN113457859B (zh) 2020-03-30 2020-03-30 旋风分离器及固气分离系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113457859B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114534938B (zh) * 2022-01-27 2024-02-06 南通安生节能环保科技有限公司 一种具有锁气清灰功能的旋风除尘器

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2252581A (en) * 1938-05-25 1941-08-12 Saint-Jacques Eugene Camille Selector
GB732840A (en) * 1952-08-13 1955-06-29 Otto Schmid Improvements in cyclone separators
US3391787A (en) * 1966-04-18 1968-07-09 Beloit Corp Porous cone cleaner
JPH05161861A (ja) * 1991-12-13 1993-06-29 Hisashi Imai サイクロン型集塵装置
DE4232382C1 (de) * 1992-09-26 1994-03-24 Pbs Pulverbeschichtungs Und Sp Vorrichtung zur Staubabscheidung
JPH08299728A (ja) * 1995-05-12 1996-11-19 Toyo Gijutsu Kogyo Kk サイクロン型集塵装置
JP2002239418A (ja) * 2001-02-16 2002-08-27 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd サイクロン
CN205182971U (zh) * 2015-12-03 2016-04-27 江西东方巨龙化工有限公司 一种旋风分离器
CN207695009U (zh) * 2017-12-19 2018-08-07 深圳百晟环境科技有限公司 一种旋风分离器

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2252581A (en) * 1938-05-25 1941-08-12 Saint-Jacques Eugene Camille Selector
GB732840A (en) * 1952-08-13 1955-06-29 Otto Schmid Improvements in cyclone separators
US3391787A (en) * 1966-04-18 1968-07-09 Beloit Corp Porous cone cleaner
JPH05161861A (ja) * 1991-12-13 1993-06-29 Hisashi Imai サイクロン型集塵装置
DE4232382C1 (de) * 1992-09-26 1994-03-24 Pbs Pulverbeschichtungs Und Sp Vorrichtung zur Staubabscheidung
JPH08299728A (ja) * 1995-05-12 1996-11-19 Toyo Gijutsu Kogyo Kk サイクロン型集塵装置
JP2002239418A (ja) * 2001-02-16 2002-08-27 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd サイクロン
CN205182971U (zh) * 2015-12-03 2016-04-27 江西东方巨龙化工有限公司 一种旋风分离器
CN207695009U (zh) * 2017-12-19 2018-08-07 深圳百晟环境科技有限公司 一种旋风分离器

Also Published As

Publication number Publication date
CN113457859A (zh) 2021-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110075619B (zh) 一种宽流程多流型高效气液分离器
CN101832550A (zh) 基于多级煤粉浓缩的旋流煤粉燃烧器
CN203030186U (zh) 短程快循环半干法烟气脱硫反应器
CN113457859B (zh) 旋风分离器及固气分离系统
CN201088892Y (zh) 一种气液凝聚器
CN208976077U (zh) 一种管式旋风分离器
CN101422757B (zh) 高效低阻旋风分离器
CN211134337U (zh) 一种双锥旋风分级机
CN109225689B (zh) 一种管式旋风分离器
CN113457860B (zh) 旋风分离器及分离系统
CN114286724A (zh) 具有旋转棒形笼的旋风分离器
CN203400626U (zh) 低阻力单管内循环、烟气同时脱硫脱硝的循环流化床反应器
CN204074519U (zh) 制粉系统新型分离器
CN214077294U (zh) 一种气相粉体分级设备
CN216137405U (zh) 一种磨煤机旋流增强型轴向分离器
CN210846797U (zh) 卧式高效旋风分离器
CN201776190U (zh) 一种带有组合开缝结构的双蜗壳式旋风管
CN111013836A (zh) 一种出风筒结构及旋风除尘器
RU85366U1 (ru) Пылеуловитель-классификатор
CN208437047U (zh) 一种高效旋风分离器
CN111250276B (zh) 高效率大型旋风分离装置及其高效分离方法
CN211385433U (zh) 一种下段扩容式细粉分离器
CN202667013U (zh) 一种改变气体流态的旋风除尘器
CN203400786U (zh) 一种大螺旋并联旋风除尘器
CN211329871U (zh) 一种出风筒结构及旋风除尘器

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant