CN115161075B - 具有旋转式分离装置的乙烯裂解烟气综合治理塔 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及乙烯裂解烟气治理技术领域，尤其是一种具有旋转式分离装置的乙烯裂解烟气综合治理塔，包括主塔体、外接输气输液管、用于吸附乙烯裂解烟气的反应物、外置式调节电机和顶置式驱动电机。本发明的具有旋转式分离装置的乙烯裂解烟气综合治理塔在内顶面上设置有顶置调节导向球，通过外置式调节电机来对顶置调节导向球的角度进行调节，从而快速改变内部流向，方便切换排烟和排料状态，方便后期吸附物高温脱附；通过顶置调节导向球转动来自动改变内部离心转动风轮的转速和用途，利用高速旋转的内部离心转动风轮将内部的反应物高温脱附，最终从外置排渣管排出，这个操作无需人工进入塔内操作，安全高效，省时省力。
Description
技术领域
本发明涉及乙烯裂解烟气治理技术领域，尤其是一种具有旋转式分离装置的乙烯裂解烟气综合治理塔。
背景技术
国内各大乙烯生产企业在积极地对乙烯裂解炉低氮排放达标进行技术改造，改造主要内容是针对裂解炉配装的燃烧器进行技术改造，更换技术升级的低氮燃烧器。按照燃烧器现有的低氮氧燃烧技术，仅限于燃烧器本身的分级燃烧及空燃比的控制、烟气循环预混和分割火焰等。分别对底部低氮燃烧器和侧壁低氮燃烧器的运行参数，包括热负荷、分级喷前压力和流量、分级配风风门开度、火焰造型与燃烧器燃烧状态进行调整，以降低火嘴燃烧火焰温度来避免NOx的生成。并通过在裂解炉上的底部和侧壁燃烧器联合调试，满足裂解炉工艺运行数据，包括炉膛温度、COT炉管出口温度、排烟温度、排烟氧含量、炉膛负压和排烟风门挡板开度等参数，最终保证裂解炉低氮排放达标。对乙烯裂解炉而言，这种以多台低氮燃烧器的组合调试运行方式，被动适应满足裂解炉运行所有运行参数的方法，在理论上技术数据函数关系复杂，难于建立可操作的模型。
现阶段，裂解炉低氮氧燃烧技术的应用仅限于低氮燃烧器自身的技术改造和燃烧器产品升级，以及低氮燃烧器底烧与侧烧的联合调试，通过上述燃烧器自身的低氮燃烧技术应用，已经减少了裂解炉老装置的氮氧化物的排放，但实际工业运行大部分项目在线监测NOx排放数据始终不能达标100mg/Nm3的要求。
同时市面上应用于乙烯裂解炉烟气排放的装置大多结构固定，长期使用后内部反应装置以及反应物更换是一个很大的问题，无法自行清洗，需要人工进行操作，操作十分费时费力，而且施工周期长。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中存在的问题，提供一种改进的具有旋转式分离装置的乙烯裂解烟气综合治理塔，解决市面上应用于乙烯裂解炉烟气排放的装置大多结构固定，长期使用后内部反应装置以及反应物更换是一个很大的问题，无法自行清洗，需要人工进行操作，操作十分费时费力，而且施工周期长的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有旋转式分离装置的乙烯裂解烟气综合治理塔，包括主塔体、外接输气输液管、用于吸附乙烯裂解烟气的反应物、外置式调节电机和顶置式驱动电机，所述的主塔体内顶面上开设有内部设置有顶置调节导向球的内部调节腔室，所述的主塔体顶部固定连接有用于安装顶置式驱动电机的顶置固定安装座，所述的主塔体外侧壁上固定连接有用于安装外置式调节电机的侧置固定安装座，所述的顶置调节导向球内部开设有内部导向分离腔，所述的顶置调节导向球侧壁上开设有侧向导气排料口，所述的内部导向分离腔内部活动装配有由顶置式驱动电机控制的内部离心转动风轮，所述的顶置式驱动电机下端转轴上同轴固定有第一传动机构，所述的外置式调节电机侧向转轴上同轴固定有第二传动机构。
所述的顶置调节导向球位于第二传动机构装配端开设有弧形调节齿槽，所述的顶置调节导向球两侧对称设置有侧向装配转轴，所述的内部调节腔室两侧内壁上对称开设有内部设置滚珠轴承的侧向装配盲孔，所述的顶置调节导向球通过侧向装配转轴插入侧向装配盲孔内部与内部调节腔室活动连接。
所述的内部导向分离腔内顶面上开设有用于装配内部离心转动风轮的顶部装配盲孔，所述的顶置调节导向球上表面开设有弧形顶置过渡槽，所述的弧形顶置过渡槽两侧内壁上均开设有内部设置联动转轴的侧向传动孔，所述的联动转轴两端、第一传动机构底端和内部离心转动风轮中央装配轴上端均同轴固定有第一传动齿轮。
所述的第一传动机构包括固定在主塔体内顶面上的固定导向管和活动插接在固定导向管内部的顶部驱动轴，所述的顶部驱动轴通过顶部联轴器与顶置式驱动电机下端转轴同轴固定。
所述的第二传动机构包括通过联轴器同轴固定在外置式调节电机两侧转轴上的横置驱动轴杆、与横置驱动轴杆外侧端通过齿轮组传动连接的侧向驱动轴杆和同轴固定在侧向驱动轴杆顶端的螺纹调节套，所述的螺纹调节套外侧螺纹面与弧形调节齿槽啮合传动。
所述的主塔体两侧外壁位于侧向装配转轴后侧焊接固定有外置排烟管，所述的内部调节腔室内部开设有与外置排烟管相连通的第一内部通孔，所述的主塔体外侧壁上固定连接有与内部相连通的侧向进气管，所述的侧向进气管内部固定连接有电加热组件。
所述的主塔体内顶面上固定连接有与外接输气输液管相连通的顶部导向管，所述的顶置调节导向球内部开设有用于连通弧形顶置过渡槽和内部导向分离腔的螺旋形内部导向流道，所述的内部导向分离腔内侧壁位于螺旋形内部导向流道开口位置开设有内部安装有高压喷洒嘴的内部扩孔。
所述的主塔体外侧面位于侧向装配转轴下侧焊接固定有外置排渣管，所述的内部调节腔室内部开设有与外置排渣管相连通的第二内部通孔。
所述的顶置调节导向球下表面开设有与内部导向分离腔相连通的底部进气通孔。
所述的顶部导向管两端出水口内部弹性装配有压控止逆阀。
本发明的有益效果是：
（1）本发明的具有旋转式分离装置的乙烯裂解烟气综合治理塔在内顶面上设置有顶置调节导向球，通过外置式调节电机来对顶置调节导向球的角度进行调节，从而快速改变内部流向，方便切换排烟和排料状态，方便后期吸附物高温脱附；
（2）通过位于主塔体顶端的顶置式驱动电机来对内部离心转动风轮进行转动调节，通过顶置调节导向球转动来自动改变内部离心转动风轮的转速和用途，利用高速旋转的内部离心转动风轮将内部的反应物高温脱附，最终从外置排渣管排出，这个操作无需人工进入塔内操作，安全高效，省时省力；
（3）利用主塔体内顶面上的顶部导向管与外接输气输液管相连通，通过顶置调节导向球转动来自动改变其与不同的螺旋形内部导向流道相连通，不仅可以调节整个顶置调节导向球的温度，提升吸附效果的同时，还能在分离脱附时更加彻底；
（4）通过采用螺纹调节套与弧形调节齿槽相啮合的方式来对外置式调节电机和顶置调节导向球进行连接，不仅可以提升转动调节时的稳定性，还能对转动角度进行锁止，结构牢固度大大提升；
（5）通过内部离心转动风轮在内部导向分离腔内高速转动，可以保持内部导向分离腔室内壁的洁净度，利用水平排烟和纵向排渣的方式，可以提升烟气吸附反应的时间与脱附分离清洗效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的内部剖视图。
图3是本发明中顶置调节导向球的结构示意图。
图4是本发明中顶置调节导向球的侧向结构示意图。
图5是本发明中顶置调节导向球内部的剖视图。
图6是本发明中外置式调节电机传动机构的局部示意图。
图7是本发明中内部离心转动风轮另一种形态的结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1、图2和图3所示的一种具有旋转式分离装置的乙烯裂解烟气综合治理塔，包括主塔体1、外接输气输液管2、用于吸附乙烯裂解烟气的反应物3、外置式调节电机4和顶置式驱动电机5，主塔体1内顶面上开设有内部设置有顶置调节导向球6的内部调节腔室，主塔体1顶部固定连接有用于安装顶置式驱动电机5的顶置固定安装座7，主塔体1外侧壁上固定连接有用于安装外置式调节电机4的侧置固定安装座8，顶置调节导向球6内部开设有内部导向分离腔，顶置调节导向球6侧壁上开设有侧向导气排料口9，内部导向分离腔内部活动装配有由顶置式驱动电机5控制的内部离心转动风轮10，顶置式驱动电机5下端转轴上同轴固定有第一传动机构，外置式调节电机4侧向转轴上同轴固定有第二传动机构。
如图6所示，内部离心转动风轮10由安装在内部导向分离腔内的主框体、固定在主框体内部的金属滤网和固定在主框体外侧弧形面上的分离叶片组成，反应物3填充在金属滤网内；
下端烟气导入金属滤网内与反应物3反应，然后再从金属滤网外侧导出。金属滤网的作用是装载反应物，可以在
用于吸附乙烯裂解烟气的反应物3、外置式调节电机4和顶置式驱动电机5均为现有技术，直接市场采购获取。
如图7所示，也可以是由中置调节盘、固定在中置调节盘外侧弧形面上的分离叶片和固定在分离叶片外侧顶端的弧形装配网框组成，反应物3装填在弧形装配网框内部。
外接输气输液管2、外置式调节电机4和顶置式驱动电机5均由外部开关自动控制启闭，为现有技术。
如图3和图4所示，为了配合活动装配与方便角度调节，顶置调节导向球6位于第二传动机构装配端开设有弧形调节齿槽11，顶置调节导向球6两侧对称设置有侧向装配转轴12，内部调节腔室两侧内壁上对称开设有内部设置滚珠轴承12的侧向装配盲孔，顶置调节导向球6通过侧向装配转轴12插入侧向装配盲孔内部与内部调节腔室活动连接。
如图2和图5所示，为了配合侧向与内部调节，内部导向分离腔内顶面上开设有用于装配内部离心转动风轮10的顶部装配盲孔，顶置调节导向球6上表面开设有弧形顶置过渡槽13，弧形顶置过渡槽13两侧内壁上均开设有内部设置联动转轴14的侧向传动孔，联动转轴14两端、第一传动机构底端和内部离心转动风轮10中央装配轴上端均同轴固定有第一传动齿轮15。
联动转轴14总共有两套，分别设置在弧形顶置过渡槽13两侧，当内部离心转动风轮10水平设置时，采用减速齿轮组，内部离心转动风轮10转速慢；当内部离心转动风轮10纵向设置时，采用增速齿轮，内部离心转动风轮10转速高。
进一步地，为了配合顶部驱动，第一传动机构包括固定在主塔体1内顶面上的固定导向管16和活动插接在固定导向管16内部的顶部驱动轴17，顶部驱动轴17通过顶部联轴器与顶置式驱动电机5下端转轴同轴固定。
如图2和图6所示，为了配合两侧同步调节，第二传动机构包括通过联轴器同轴固定在外置式调节电机4两侧转轴上的横置驱动轴杆18、与横置驱动轴杆18外侧端通过齿轮组19传动连接的侧向驱动轴杆20和同轴固定在侧向驱动轴杆20顶端的螺纹调节套21，螺纹调节套21外侧螺纹面与弧形调节齿槽11啮合传动。
外置式调节电机4通过转动带动横置驱动轴杆18、齿轮组19、侧向驱动轴杆20和螺纹调节套21同步转动，螺纹调节套21通过转动来带动顶置调节导向球6沿着侧向装配转轴12转动。
进一步地，为了配合在顶置调节导向球6转动后对内部导向分离腔内进行供气，主塔体1两侧外壁位于侧向装配转轴12后侧焊接固定有外置排烟管22，内部调节腔室内部开设有与外置排烟管22相连通的第一内部通孔23，主塔体1外侧壁上固定连接有与内部相连通的侧向进气管24，侧向进气管24内部固定连接有电加热组件25。
侧向进气管24的设计还可以用于方便从外侧对反应物3进行拆卸更换。
电加热组件25是由电加热网框组成，固定在侧向进气管24内部。
当外置式调节电机4带动顶置调节导向球6向上翻转到最大转动角度时，这时候内部离心转动风轮10处于水平设置状态，烟气从底部吹入内部导向分离腔，然后通过低速转动的内部离心转动风轮10转动，将吸附分离提纯后的烟气排出；
当外置式调节电机4带动顶置调节导向球6向下翻转到最大转动角度时，这时候内部离心转动风轮10处于纵置设置状态，顶置式驱动电机5带动内部离心转动风轮高速转动，从外置排烟管22排入高温气体，将其内部吸附的反应物进行高温脱附，再利用离心作用将其排出。
在侧向进气管24外部开口安装滤网，然后通过电加热组件25来对抽入的空气进行加热，通过加热来提升空气温度，从而提升脱附效果。
进一步地，为了配合将外接输气输液管2内的流体导入到内部导向分离腔内，主塔体1内顶面上固定连接有与外接输气输液管2相连通的顶部导向管26，顶置调节导向球6内部开设有用于连通弧形顶置过渡槽13和内部导向分离腔的螺旋形内部导向流道27，内部导向分离腔内侧壁位于螺旋形内部导向流道27开口位置开设有内部安装有高压喷洒嘴28的内部扩孔。
螺旋形内部导向流道27总共有两个，分别与顶部导向管26两侧的插接管相配合。
进一步地，为了配合侧向排渣，主塔体1外侧面位于侧向装配转轴12下侧焊接固定有外置排渣管29，内部调节腔室内部开设有与外置排渣管29相连通的第二内部通孔30。
采用底侧排渣可以配合自身重力作用，提升分离效率。
进一步地，为了配合底部进气，顶置调节导向球6下表面开设有与内部导向分离腔相连通的底部进气通孔31。
其中底部进气通孔31位于内部离心转动风轮10下端中部。
进一步地，为了避免分离端溢水，方便在装配后自动控制开启，顶部导向管26两端出水口内部弹性装配有压控止逆阀32。
其中压控止逆阀32由固定在顶部导向管26两端出水口内部的开口密封环、插接在开口密封环内部的外部挤压杆、同轴固定在外部挤压杆内侧顶端的内部密封盖、固定在顶部导向管26内侧壁上的限位支架和安装在限位支架与内部密封盖之间的挤压弹簧。
本发明的具有旋转式分离装置的乙烯裂解烟气综合治理塔在内顶面上设置有顶置调节导向球6，通过外置式调节电机4来对顶置调节导向球6的角度进行调节，从而快速改变内部流向，方便切换排烟和排料状态，方便后期吸附物高温脱附；通过位于主塔体1顶端的顶置式驱动电机5来对内部离心转动风轮10进行转动调节，通过顶置调节导向球6转动来自动改变内部离心转动风轮10的转速和用途，利用高速旋转的内部离心转动风轮10将内部的反应物高温脱附，最终从外置排渣管29排出，这个操作无需人工进入塔内操作，安全高效，省时省力；利用主塔体1内顶面上的顶部导向管26与外接输气输液管2相连通，通过顶置调节导向球6转动来自动改变其与不同的螺旋形内部导向流道27相连通，不仅可以调节整个顶置调节导向球6的温度，提升吸附效果的同时，还能在分离脱附时更加彻底；通过采用螺纹调节套21与弧形调节齿槽11相啮合的方式来对外置式调节电机4和顶置调节导向球6进行连接，不仅可以提升转动调节时的稳定性，还能对转动角度进行锁止，结构牢固度大大提升；通过内部离心转动风轮10在内部导向分离腔内高速转动，可以保持内部导向分离腔室内壁的洁净度，利用水平排烟和纵向排渣的方式，可以提升烟气吸附反应的时间与脱附分离清洗效率。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (5)
1.一种具有旋转式分离装置的乙烯裂解烟气综合治理塔，包括主塔体（1）、外接输气输液管（2）、用于吸附乙烯裂解烟气的反应物（3）、外置式调节电机（4）和顶置式驱动电机（5），其特征是：所述的主塔体（1）内顶面上开设有内部设置有顶置调节导向球（6）的内部调节腔室，所述的主塔体（1）顶部固定连接有用于安装顶置式驱动电机（5）的顶置固定安装座（7），所述的主塔体（1）外侧壁上固定连接有用于安装外置式调节电机（4）的侧置固定安装座（8），所述的顶置调节导向球（6）内部开设有内部导向分离腔，所述的顶置调节导向球（6）侧壁上开设有侧向导气排料口（9），所述的内部导向分离腔内部活动装配有由顶置式驱动电机（5）控制的内部离心转动风轮（10），所述的顶置式驱动电机（5）下端转轴上同轴固定有第一传动机构，所述的外置式调节电机（4）侧向转轴上同轴固定有第二传动机构；
所述的顶置调节导向球（6）位于第二传动机构装配端开设有弧形调节齿槽（11），所述的顶置调节导向球（6）两侧对称设置有侧向装配转轴（12），所述的内部调节腔室两侧内壁上对称开设有内部设置滚珠轴承的侧向装配盲孔，所述的顶置调节导向球（6）通过侧向装配转轴（12）插入侧向装配盲孔内部与内部调节腔室活动连接；
所述的内部导向分离腔内顶面上开设有用于装配内部离心转动风轮（10）的顶部装配盲孔，所述的顶置调节导向球（6）上表面开设有弧形顶置过渡槽（13），所述的弧形顶置过渡槽（13）两侧内壁上均开设有内部设置联动转轴（14）的侧向传动孔，所述的联动转轴（14）两端、第一传动机构底端和内部离心转动风轮（10）中央装配轴上端均同轴固定有第一传动齿轮（15）；
所述的第一传动机构包括固定在主塔体（1）内顶面上的固定导向管（16）和活动插接在固定导向管（16）内部的顶部驱动轴（17），所述的顶部驱动轴（17）通过顶部联轴器与顶置式驱动电机（5）下端转轴同轴固定；
所述的主塔体（1）内顶面上固定连接有与外接输气输液管（2）相连通的顶部导向管（26），所述的顶置调节导向球（6）内部开设有用于连通弧形顶置过渡槽（13）和内部导向分离腔的螺旋形内部导向流道（27），所述的内部导向分离腔内侧壁位于螺旋形内部导向流道（27）开口位置开设有内部安装有高压喷洒嘴（28）的内部扩孔；
所述的顶置调节导向球（6）下表面开设有与内部导向分离腔相连通的底部进气通孔（31）。
2.根据权利要求1所述的具有旋转式分离装置的乙烯裂解烟气综合治理塔，其特征是：所述的第二传动机构包括通过联轴器同轴固定在外置式调节电机（4）两侧转轴上的横置驱动轴杆（18）、与横置驱动轴杆（18）外侧端通过齿轮组（19）传动连接的侧向驱动轴杆（20）和同轴固定在侧向驱动轴杆（20）顶端的螺纹调节套（21），所述的螺纹调节套（21）外侧螺纹面与弧形调节齿槽（11）啮合传动。
3.根据权利要求1所述的具有旋转式分离装置的乙烯裂解烟气综合治理塔，其特征是：所述的主塔体（1）两侧外壁位于侧向装配转轴（12）后侧焊接固定有外置排烟管（22），所述的内部调节腔室内部开设有与外置排烟管（22）相连通的第一内部通孔（23），所述的主塔体（1）外侧壁上固定连接有与内部相连通的侧向进气管（24），所述的侧向进气管（24）内部固定连接有电加热组件（25）。
4.根据权利要求1所述的具有旋转式分离装置的乙烯裂解烟气综合治理塔，其特征是：所述的主塔体（1）外侧面位于侧向装配转轴（12）下侧焊接固定有外置排渣管（29），所述的内部调节腔室内部开设有与外置排渣管（29）相连通的第二内部通孔（30）。
5.根据权利要求1所述的具有旋转式分离装置的乙烯裂解烟气综合治理塔，其特征是：所述的顶部导向管（26）两端出水口内部弹性装配有压控止逆阀（32）。
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