CN117619050A - 一种气固分离设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气固分离设备，包括：筒体；出口，设置于所述筒体上；至少一个离心管，所述离心管的第一端为气固混合流体的入口，第二端为与所述筒体上端面连通的连接部；所述离心管为弧形管道。其可净化大于5um的粉尘，其分离效果可靠，对设备内壁的磨损小。且该设备结构简单、便于建设和布置，特别适用于规模较大的化工项目，如石化行业的流化床催化裂化反应器中固体催化剂的分离，煤转化技术中的输送床煤气化中大比率的固体分离。

Description

一种气固分离设备

技术领域

本发明涉及一种气固分离设备，属于化工行业气固分离领域。

背景技术

化工行业常常需要将粉尘从气体中分离出来，需要用到气固分离设备。一般尘粒的直径(即粒径)一般在0.01～100um之间，100um以上的尘粒，由于重力作用将很快沉降，0.01um以下的超微粒子，不属于一般除尘的范围。常见的干式气固分离设备有重力除尘器、惯性除尘器、旋风除尘器等，其中：重力除尘器利用粉尘与气体密度不同的原理，使粉尘自然沉降达到分离效果，一般用于50um以上的粉尘；惯性除尘器利用粉尘与气体惯性不同的原理，多用于较粗大的粒子的除尘；旋风分离器利用气体在沿设备外壁旋转产生的离心力，净化大于5～10um粉尘。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种气固分离设备，其可净化大于5um的粉尘，其分离效果可靠，对设备内壁的磨损小。且该设备结构简单、便于建设和布置，特别适用于规模较大的化工项目，如石化行业的流化床催化裂化反应器中固体催化剂的分离，煤转化技术中的输送床煤气化中大比率的固体分离。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种气固分离设备，包括：

筒体；

出口，设置于所述筒体上；

至少一个离心管，所述离心管的第一端为气固混合流体的入口，第二端为与所述筒体上端面连通的连接部；

所述离心管为弧形管道。

所述的气固分离设备，优选地，所述离心管的曲率半径小于10m。

所述的气固分离设备，优选地，所述连接部位于所述筒体的上端面的任意位置。

所述的气固分离设备，优选地，所述连接部与所述筒体的夹角大于0°，小于等于180°；所述出口与所述筒体的夹角大于0°，小于等于180°。

所述的气固分离设备，优选地，所述出口位于所述筒体的上端面或侧壁面上的任意位置，其与所述连接部夹角大于0°，小于等于180°。

所述的气固分离设备，优选地，所述离心管的形状包括圆弧、半圆弧、圆滑曲线或用直管段拼接的虾米弯头，其横截面包括圆形、矩形或正方形。

所述的气固分离设备，优选地，所述筒体的下端还设置有固体颗粒收集筒。

所述的气固分离设备，优选地，所述筒体和所述固体颗粒收集筒的形状包括圆形、方形或正多边形。

所述的气固分离设备，优选地，所述筒体和/或所述固体颗粒收集筒内设置有内构件作为区分。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明在含固气体进入分离设备之前，先经过入口离心管，由于固体和气体离心力不同，在离心作用下，达到了初步分布的效果，固体粉尘集中在离心管一侧管壁。初步分离的气体进入筒体，在筒体中固体由于重力和惯性大于气体，会继续向下落至筒体下部固体颗粒收集段被收集，被净化的气体则从出口流出设备。

2、本发明利用离心力、惯性和重力原理所制备的新型气固分离设备，可净化大于5um的粉尘，其分离效果可靠，对设备内壁的磨损小。且该设备结构简单、便于建设和布置，特别适用于规模较大的化工项目，如石化行业的流化床催化裂化反应器中固体催化剂的分离，煤转化技术中的输送床煤气化中大比率的固体分离。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的气固分离设备的示意图；

图2为图1中连接部12与筒体20连接处的俯视图；

图3为本发明实施例2提供的气固分离设备的示意图；

图4为图3中连接部12与筒体20连接处的俯视图；

图5为本发明实施例3提供的气固分离设备的示意图；

图6为图5中连接部12与筒体20连接处的俯视图；

图7为本发明实施例4提供的气固分离设备的示意图；

图8为图7中连接部12与筒体20连接处的俯视图；

图中各标记如下：

10-离心管，11-入口，12-连接部；20-筒体，21-固体颗粒收集筒；3-气体出口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明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，本领域普通人员在没有做出创造性劳动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。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

本发明针对现有技术中气固分离器分离效果差的问题，而提出一种新型气固分离设备，其利用离心力、惯性和重力的相互结合，可净化大于5um的粉尘，其分离效果可靠，对设备内壁的磨损小。且该设备结构简单、便于建设和布置，特别适用于规模较大的化工项目，如石化行业的流化床催化裂化反应器中固体催化剂的分离，煤转化技术中的输送床煤气化中大比率的固体分离。

具体地，如图1所示，本发明所提供的气固分离设备，包括：筒体20；出口30，设置于所述筒体20上；至少一个离心管10，所述离心管10的第一端为气固混合流体的入口11，第二端为与所述筒体20上端面连通的连接部12；所述离心管10为弧形管道，优选地，所述离心管10的曲率半径小于10m。更优选地，所述离心管10的形状包括圆弧、半圆弧、圆滑曲线或用直管段拼接的虾米弯头，其横截面是包括圆形、矩形在内的任意形状。

进一步地，所述连接部12位于所述筒体20的上端面的任意位置。具体地，所述连接部12与所述筒体20的夹角大于0°，小于等于180°；所述出口3与所述筒体20的夹角大于0°，小于等于180°。

在本发明的一些实施方案中，所述出口30位于所述筒体20的上端面或侧壁面上的任意位置，其与所述连接部的夹角大于0°，小于等于180°。

在本发明的一些实施方案中，所述筒体20的下端还设置有固体颗粒收集筒21，用于收集固体粉尘。具体地，所述筒体20和所述固体颗粒收集筒21的形状是包括圆形、方形、正多边形在内的任意形状。优选地，所述筒体20和/或所述固体颗粒收集筒21内设置有内构件作为区分。

下面结合具体实例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例一

如图1、2所示，本发明所提供的气固分离设备中，离心管10为一段椭圆弧，筒体20为圆柱，连接部12在筒体20的上部偏左，连接处12与筒体20的轴线相平行，出口30位于筒体20的侧壁面靠上位置，有一定向上倾角，即出口斜向上。

离心管10的一端为气固混合流体的入口11，另一端与筒体20相连，连接部为12。含粉尘的气体从入口11带有一定流速进入离心管10后，由于固体和气体离心力不同，在离心力作用下，固体粉尘集中在离心管10的靠近上侧壁处，并按此气固分布经连接部12进入筒体20及筒体20的下端。经连接部12进入筒体20及筒体20下端的含粉尘的气体，受重力和惯性作用，固体颗粒倾向于继续向下进入固体颗粒收集筒21，而气体则倾向于从出口30流出设备。

实施例二

如图3、4所示，实施例二与实施例一的差别在于：1、离心管10为一段圆弧；2、离心管10与出口30布置在筒体20的相对侧(即离心管10的连接部位于筒体20轴心的左侧，出口30位于筒体20轴心的右侧，二者对称分布)，相差180度；3、离心管10与筒体20连接处的轴线有一定角度；出口30为水平出口，无倾斜角度。

实施例三

如图5、6所示，实施例三与实施例一的差别在于：1、离心管10为一段半圆弧，且截面为矩形；2、筒体20为矩形柱；3、离心管10与出口30布置相差90度；4、入口离心段10与筒体20连接处的轴线有一定角度；出口30有向下倾斜角度。

实施例四

如图7、8所示，实施例四与实施例一的差别在于：1、出口30布置在筒体20的上端面上，其与连接部12的夹角为锐角。

基于上述分析，本发明在工程条件允许的情况下，气固分离设备采用以下设置方式，能够获得更稳定且优秀得分离效果，其具体结构如下：离心管10为半椭圆形，横截面为圆形，连接部12与筒体20的筒壁的夹角为0～25°；出口30设置在筒体20的上端面或侧上方，当出口30设置于上端面时与筒体20的上端面之间的夹角为0°，再用平滑弯头或弯管转换成水平90°(见实施例4)，出口30设置于侧上方上时与筒体20的筒壁之间的夹角为10～80°，连接部12与出口30的夹角为锐角。采用上述气固分离设备，能够获得如下技术效果：1、离心管10为半椭圆形，在接近连接部12时，离心管10的曲率半径持续缩小，产生的离心力持续增大，获得的预分离效果更好；2、含尘气体中的固体颗粒在经过离心管10预分离后，靠近离心管10管壁的颗粒在进入筒体20后继续靠近筒体20的筒壁，其受到气体扰动的，被气体带到出口30的几率较低；3、连接部12向筒体20的筒壁侧倾斜0～25°，有一个向筒壁方向的初速度有助于将固体颗粒压向筒壁，增强分离效果，但此角度如果过大会减小固体向下的初速度，还可能会引起颗粒在筒壁的反弹，需根据颗粒性质选取合适角度。4、出口30设置在筒体20的顶部或侧上方，具有斜向上的倾角，这样使气流在筒体20中的流动大致可描述为：从连接部12先向下，然后转向，向上至出口30，出口30朝上或斜向上可以使流动更加顺畅，不易产生扰动影响其股份里效果。

本发明所提供的利用离心力、惯性和重力的新型气固分离设备，其可净化大于10um的粉尘，其分离效果可靠。该设备对离心力分离仅发生在入口离心管段，对设备磨损小，且便于采取内衬等防磨损措施。本发明装置结构简单、便于建设和布置，特别适用于规模较大的化工项目，如石化行业的流化床催化裂化反应器中固体催化剂的分离，煤转化技术中的输送床煤气化中大比率的固体分离。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种气固分离设备，其特征在于，包括：

筒体(20)；

出口(30)，设置于所述筒体(20)上；

至少一个离心管(10)，所述离心管(10)的第一端为气固混合流体的入口(11)，第二端为与所述筒体(20)上端面连通的连接部(12)；

所述离心管(10)为弧形管道。

2.根据权利要求1所述的气固分离设备，其特征在于，所述离心管(10)的曲率半径小于10m。

3.根据权利要求1所述的气固分离设备，其特征在于，所述连接部(12)位于所述筒体(20)的上端面的任意位置。

4.根据权利要求3所述的气固分离设备，其特征在于，所述连接部(12)与所述筒体(20)的夹角大于0°，小于等于180°；所述出口(3)与所述筒体(20)的夹角大于0°，小于等于180°。

5.根据权利要求1所述的气固分离设备，其特征在于，所述出口(30)位于所述筒体(20)的上端面或侧壁面上的任意位置，其与所述连接部(12)的夹角大于0°，小于等于180°。

6.根据权利要求1所述的气固分离设备，其特征在于，所述离心管(10)的形状包括圆弧、半圆弧、圆滑曲线或用直管段拼接的虾米弯头。

7.根据权利要求1所述的气固分离设备，其特征在于，所述筒体(20)的下端还设置有固体颗粒收集筒(21)。

8.根据权利要求7所述的气固分离设备，其特征在于，所述筒体(20)和所述固体颗粒收集筒(21)的形状包括圆形、方形或正多边形。

9.根据权利要求7所述的气固分离设备，其特征在于，所述筒体(20)和/或所述固体颗粒收集筒(21)内设置有内构件作为区分。