CN201283319Y - 一种带预分离装置的立管式第三级旋风分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带预分离装置的立管式第三级旋风分离器，以解决现有技术所存在的预分离装置不能很好地进行气固预分离等问题。本实用新型的预分离装置包括一个圆筒形的吊筒，设于含尘气体进气管位于隔板以下管段的外部。在含尘气体进气管和吊筒之间的环形空间内设有气体导向管。吊筒的底部设有预分离装置集尘室，预分离装置集尘室的底部设有预分离装置排尘管。旋分单管的旋分单管出口管固定于外吊筒的下部和隔板的边缘上，其出口通入第三级旋风分离器出气室；旋分单管入口管的入口通入含尘气体进气管和吊筒之间的环形空间。本实用新型主要用于石油化工和煤化工行业流态化反应再生装置的再生烟气能量回收系统或油气中的催化剂分离回收系统中。

Description

一种带预分离装置的立管式第三级旋风分离器

技术领域

本实用新型涉及一种带预分离装置的立管式第三级旋风分离器，用于石油化工和煤化工行业流态化反应再生装置的再生烟气能量回收系统或油气中的催化剂分离回收系统中，将催化剂与烟气或油气进行分离。

背景技术

在石油化工和煤化工行业的流态化反应再生装置中，再生烟气的能量回收系统或油气中的催化剂分离回收系统是必不可少的一部分，这些系统中的第三级旋风分离器又是关键设备之一。目前工业上应用的立管式第三级旋风分离器有一般的立管式第三级旋风分离器、带预分离装置的立管式第三级旋风分离器等类型。中国专利CN201006498Y公开了一种用于石油炼制催化裂化装置能量回收系统的立管式第三级旋风分离器；它不带有预分离装置，不进行气固预分离，因而不能解决工艺装置处于非正常工况下催化剂大量跑损的问题。非正常工况指的是工艺装置开停工或是第一、二级旋风分离器失效时的工况。CN2568308Y公开了一种用于石油化工厂流化催化裂化和催化裂解装置再生烟气气固分离的带预分离装置的立管式第三级旋风分离器，由壳体、分离单管(即旋分单管)和立式放置分离单管的上下两层隔板(分别为上凸、下凹的球冠形结构)、联结壳体与两层隔板的内吊筒以及进气管、排气口和排尘口等组成。在进气管的下端设有粉尘预分离结构；它包括一个由导向板、集尘环板等部件组成的预分离器，一个由集尘斗和栅网组成的预分离灰仓，在集尘斗的底部设有由排尘管和一次限流喷嘴组成的一次限流排尘管，通入排尘口内。CN2568308Y公开的第三级旋风分离器主要存在以下两个问题：(1)预分离器内的气体由集尘环板的底端流入上、下两层隔板之间的进气室时，在离心力作用下浓缩于集尘环板边壁的催化剂粉尘会被该股向外的气流带走，使预分离装置(即粉尘预分离结构)不能很好地进行气固预分离；(2)旋分单管立式安装在上、下两层隔板上(两层隔板都固定在内吊筒上)；当第三级旋风分离器的直径较大或遇到操作超温的情况时，上、下两层隔板就有可能变形，使各旋分单管易于发生倾斜、变形、同心度受影响，从而影响到旋分单管的分离性能，甚至使其失效。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种带预分离装置的立管式第三级旋风分离器，以解决现有的带预分离装置的立管式第三级旋风分离器所存在的预分离装置不能很好地进行气固预分离、旋分单管的安装方式导致其易于发生倾斜、变形等问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种带预分离装置的立管式第三级旋风分离器，包括由圆筒形筒体、顶部封头和底部封头组成的壳体，以及含尘气体进气管、净化气体出气管、隔板、外吊筒、立式安装的旋分单管、第三级旋风分离器排尘管和预分离装置，隔板为上凸的球冠形结构，连接于外吊筒的下部，外吊筒的顶部连接于顶部封头上，隔板、外吊筒和顶部封头之间的空间构成第三级旋风分离器出气室，含尘气体进气管在位于隔板以上的管段上设有膨胀节，其特征在于：所述的预分离装置包括一个圆筒形的吊筒，吊筒设于含尘气体进气管位于隔板以下管段的外部，在含尘气体进气管和吊筒之间的环形空间内设有气体导向管，气体导向管为横截面呈矩形的弯管，连接于含尘气体进气管上，在吊筒的底部设有预分离装置集尘室，预分离装置集尘室的底部设有预分离装置排尘管，通入第三级旋风分离器排尘管内，所述旋分单管的旋分单管出口管固定于外吊筒的下部和隔板的边缘上，其出口通入第三级旋风分离器出气室，旋分单管入口管的入口通入含尘气体进气管和吊筒之间的环形空间，位于气体导向管的上方。

采用本实用新型，具有如下的有益效果：(1)工艺装置处于非正常工况时，携带大量催化剂粉尘的含尘气体进入含尘气体进气管，在含尘气体进气管内沿轴向自上而下流动。然后由气体导向管导入含尘气体进气管和吊筒之间的环形空间，并沿圆周方向流动，产生气固分离所需的离心力。催化剂粉尘在离心力及惯性力分离的双重效果作用下得到初步分离。分离出来的催化剂粉尘浓缩于预分离装置吊筒的边壁并向下流动，落入设于吊筒底部的预分离装置集尘室内，再经预分离装置排尘管和第三级旋风分离器排尘管排出第三级旋风分离器。气固初步分离后，环形空间内含有部分催化剂粉尘的气体由旋分单管入口管进入旋分单管内，进行进一步的分离。由于上述气体和分离出来的催化剂粉尘在流动过程中互不干扰，气体不会将分离出来的催化剂粉尘带走，使预分离装置能够很好地进行气固预分离，预分离效率较高。这也使得本实用新型带预分离装置的立管式第三级旋风分离器的整体分离效率较高。在工艺装置处于非正常工况下，催化剂大量跑损时，采用本实用新型，可以大量减少催化剂的跑损，减少工艺装置的运行成本；(2)旋分单管的旋分单管出口管固定于外吊筒的下部和隔板的边缘上，这使旋分单管的重量由外吊筒和隔板共同承受。本实用新型带预分离装置的立管式第三级旋风分离器在直径较大或遇到操作超温的情况时，由于外吊筒本身和隔板边缘不易出现变形，各旋分单管因而不会发生倾斜、变形以致失效等情况。旋分单管的分离性能不会受到影响，本实用新型带预分离装置的立管式第三级旋风分离器也能够正常操作。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本实用新型要求保护的范围。

附图说明

图1是本实用新型带预分离装置的立管式第三级旋风分离器沿轴向的剖视图。

图2是图1中的A—A剖视图。

图3是图1中的B—B剖视图(放大)。

图4是图3中的C向视图(放大)。

图1至图4中，相同附图标记表示相同的技术特征。

具体实施方式

参见图1所示本实用新型带预分离装置的立管式第三级旋风分离器(简称为第三级旋风分离器)。它包括由圆筒形筒体6、顶部封头3和底部封头8组成的壳体，以及含尘气体进气管1、净化气体出气管2、隔板4、外吊筒5、立式安装的旋分单管7、第三级旋风分离器排尘管9和预分离装置。含尘气体进气管1、净化气体出气管2均固定在顶部封头3上，顶部封头3为半球形。第三级旋风分离器排尘管9设于底部封头8的底部，底部封头8为倒置的圆锥面形，其内部的空间作为第三级旋风分离器集尘室17。隔板4为上凸的球冠形结构，连接于外吊筒5的下部；外吊筒5的顶部连接于顶部封头3上。参见图1，外吊筒5的下部为圆筒形，上部为倒置圆锥面形。隔板4、外吊筒5和顶部封头3之间的空间构成第三级旋风分离器出气室12。含尘气体进气管1穿过隔板4，两者之间的连接处采用密封连接。含尘气体进气管1在位于隔板4以上的管段上设有膨胀节11，用于吸收含尘气体进气管1沿轴向的伸缩(图1中的膨胀节11未剖视)。圆筒形筒体6上设有装卸孔151，用于装卸第三级旋风分离器的各内构件。底部封头8上设有人孔152，供人员进入第三级旋风分离器内进行检查、维修。底部封头8上还设有第三级旋风分离器的支座20，支座20用于将第三级旋风分离器固定于土建框架上。

所述的预分离装置包括一个圆筒形的吊筒13，吊筒13设于含尘气体进气管1位于隔板4以下管段的外部。参见图1，吊筒13的顶部通过一段圆锥管连接于含尘气体进气管1上；该段圆锥管只起连接、密封的作用。参见图1、图2、图3和图4，在含尘气体进气管1和吊筒13之间的环形空间内设有气体导向管14。气体导向管14为横截面呈矩形的弯管，连接于含尘气体进气管1上，用于将含尘气体进气管1内沿轴向自上而下流动的含尘气体导入含尘气体进气管1和吊筒13之间的环形空间，并使之沿圆周方向流动，产生气固分离所需的离心力。气体导向管14一般是设置2个或2个以上。

在吊筒13的底部设有预分离装置集尘室16，预分离装置集尘室16为一段倒置的圆锥管。预分离装置集尘室16的底部设有预分离装置排尘管10，通入第三级旋风分离器排尘管9内。预分离装置排尘管10的底部设有限流喷嘴101；限流喷嘴101可以采用图1所示的倒置圆锥管的型式，也可以采用CN2568308Y所示喉管型式的一次限流喷嘴。环绕预分离装置排尘管10的底部设有数块导向板18，导向板18固定在底部封头8上。导向板18与预分离装置排尘管10之间留有适当的间隙，可以允许预分离装置排尘管10沿轴向伸缩，同时又可防止其底部在径向上发生过大的晃动。

旋分单管7一般采用流化催化裂化装置上常用的第二级旋风分离器，与CN201006498Y公开的第三级旋风分离器中单个旋分的结构基本相同。参见图1，旋分单管7主要包括壳体、旋分单管入口管71、旋分单管出口管72和旋分单管排尘管73等部件。旋分单管7的旋分单管出口管72固定于外吊筒5的下部和隔板4的边缘上，其出口通入第三级旋风分离器出气室12。固定旋分单管出口管72时，首先是在外吊筒5的下部和隔板4的边缘开槽，然后将旋分单管出口管72置于槽内，再将其与外吊筒5和隔板4焊接在一起。旋分单管入口管71的入口通入含尘气体进气管1和吊筒13之间的环形空间，位于气体导向管14的上方。旋分单管排尘管73的出口通入第三级旋风分离器集尘室17。旋分单管7壳体的直径D一般为1200～1400毫米。

参见图2，本实用新型的第三级旋风分离器，最好是每两个旋分单管7组成一组；每组中的两个旋分单管7的旋向相反(一个左旋、一个右旋)，两根旋分单管入口管71紧靠在一起。这样设置的优点是比较节省空间，可以设置较多的旋分单管7，从而提高第三级旋风分离器总的气固分离能力。旋分单管7两个一组成组设置时，通常是设置3组(共6个旋分单管7)或3组以上。旋分单管7也可以按常规方式单个地设置。

本实用新型第三级旋风分离器各部件之间的连接，一般均采用焊接。图1和图2中，附图标记19表示隔热耐磨衬里；隔热耐磨衬里19的设置方式和设置部位均属常规。

本实用新型的操作情况是这样的：工艺装置处于非正常工况时，携带大量催化剂粉尘的含尘气体进入含尘气体进气管1，在含尘气体进气管1内沿轴向自上而下流动。然后由气体导向管14导入含尘气体进气管1和吊筒13之间的环形空间，并沿圆周方向流动，产生气固分离所需的离心力。催化剂粉尘在离心力及惯性力分离的双重效果作用下得到初步分离。分离出来的催化剂粉尘浓缩于预分离装置吊筒13的边壁并向下流动，落入预分离装置集尘室16内，再经预分离装置排尘管10(包括设于其底部的限流喷嘴101)和第三级旋风分离器排尘管9排出第三级旋风分离器。气固初步分离后，环形空间内含有部分催化剂粉尘的气体由旋分单管入口管71进入旋分单管7内，进行进一步的分离。旋分单管7分离出的净化气体由旋分单管出口管72进入第三级旋风分离器出气室12，再经净化气体出气管2排出第三级旋风分离器。旋分单管7分离出的催化剂粉尘由旋分单管排尘管73进入第三级旋风分离器集尘室17，最后经第三级旋风分离器排尘管9排出第三级旋风分离器。

以上结合附图和具体实施方式对本实用新型的结构和操作过程进行了说明。本实用新型带预分离装置的立管式第三级旋风分离器主要适用于炼油行业的流化催化裂化装置、流化催化裂解装置以及煤化工行业的甲醇制烯烃装置，用作烟气或油气与催化剂分离的第三级旋风分离器。在催化剂较为昂贵并且需要解决工艺装置在非正常工况下催化剂大量跑损的场合，特别适宜于采用本实用新型。

Claims (2)

1、一种带预分离装置的立管式第三级旋风分离器，包括由圆筒形筒体(6)、顶部封头(3)和底部封头(8)组成的壳体，以及含尘气体进气管(1)、净化气体出气管(2)、隔板(4)、外吊筒(5)、立式安装的旋分单管(7)、第三级旋风分离器排尘管(9)和预分离装置，隔板(4)为上凸的球冠形结构，连接于外吊筒(5)的下部，外吊筒(5)的顶部连接于顶部封头(3)上，隔板(4)、外吊筒(5)和顶部封头(3)之间的空间构成第三级旋风分离器出气室(12)，含尘气体进气管(1)在位于隔板(4)以上的管段上设有膨胀节(11)，其特征在于：所述的预分离装置包括一个圆筒形的吊筒(13)，吊筒(13)设于含尘气体进气管(1)位于隔板(4)以下管段的外部，在含尘气体进气管(1)和吊筒(13)之间的环形空间内设有气体导向管(14)，气体导向管(14)为横截面呈矩形的弯管，连接于含尘气体进气管(1)上，在吊筒(13)的底部设有预分离装置集尘室(16)，预分离装置集尘室(16)的底部设有预分离装置排尘管(10)，通入第三级旋风分离器排尘管(9)内，所述旋分单管(7)的旋分单管出口管(72)固定于外吊筒(5)的下部和隔板(4)的边缘上，其出口通入第三级旋风分离器出气室(12)，旋分单管入口管(71)的入口通入含尘气体进气管(1)和吊筒(13)之间的环形空间，位于气体导向管(14)的上方。

2、根据权利要求1所述的带预分离装置的立管式第三级旋风分离器，其特征在于：每两个旋分单管(7)组成一组，每组中的两个旋分单管(7)的旋向相反，两根旋分单管入口管(71)紧靠在一起。

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