CN202860347U - 一种凝聚式旋风分离器 - Google Patents

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姚宇婷
张斐
黄恒佐
陈继仁
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Abstract

本实用新型涉及一种凝聚式旋风分离器,其特征在于包括:一立式外筒体,外筒体沿轴向自上而下划分凝聚过滤区、惯性分离区、旋风分离区;一百叶窗分离器,该百叶窗分离器内置于惯性分离区,所述百叶窗分离器的顶端设置伸出外筒体侧壁的天然气进口,底部设置百叶窗分离器排气口;若干垂直设置的旋风管,所述旋风管内置于旋风分离区,旋风管的进气口与百叶窗分离器排气口连通,旋风管的底流口伸入灰斗内,旋风管的溢流口伸入凝聚过滤区;凝聚过滤区内置若干凝聚滤芯,所述凝聚滤芯设置在旋风管的溢流口。利用多种分离器巧妙结合,使得本结构能够适用于较大颗粒和液滴会突然出现的场合,且分离效率高,设备结构紧凑、占地面积小。

Description

一种凝聚式旋风分离器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种天然气除尘设备,特别涉及一种凝聚式旋风分离器。
背景技术
[0002] 随着石油化工业的快速发展,天燃气中所含的颗粒与液滴,会严重影响管道和设备的正常运行,因此近几年高效除去天燃气中固、液颗粒的分离设备已经成为研究热点。工业实用的分离设备一般可归为四大类:机械力分离、电除尘、过滤分离、洗涤分离等。机械力分离常有重力沉降、惯性分离、旋风分离。
[0003] 在惯性分离中,主要是使气流急速转向,或冲击在叶片上再忽然转向,其中颗粒由于惯性效应,其运动轨迹便会偏离气流轨迹,从而使两者获得分离。气流速度高,这种惯性效应就大,所以这种分离器的体积不会太大。
[0004] 旋风管分离原理,含杂质气体沿轴向进入旋风分离管后,气流经过入口导向叶片的导流作用而产生强烈旋转,气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体,密度大的液滴和尘粒在离心力作用下被甩向器壁,并在重力作用下,沿筒壁下落流出旋风管底流口灰斗中,并从设备底部的排污口流出,清洁气体从溢流口导管流走。旋风分离设备主要是依靠离心力,利用固、液颗粒和燃气的密度差,从而达到分离目的一种机械分离过程。然而旋风管的通用性较差,对分离粒度限制较多,颗粒过大对旋风管内部摩擦也越大。
[0005] 凝聚式过滤分离原理,是将含有液相的燃气通过设有孔眼的装置或通过由某种颗粒介质组成的滤层,利用其截留、筛分、惯性碰撞等作用使废水中的悬浮物和油分等有害物质得以去除,凝聚式过滤效率高,试用于去除气体中的液滴。但是由于孔眼尺寸限制,对于颗粒较大的情况容易发生堵塞。
[0006] 由于天然气的特定限制,其杂质含量不稳定,工况不同时易产生波动,以上过滤分离效率不稳定,存在一定的缺陷,因此开发一种适用于天然气除尘的新型分离器势在必行。
发明内容
[0007] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够对杂质含量不稳定的天然气进行高效固、液杂质分离且结构紧凑的凝聚式旋风分离器。
[0008] 为解决上述技术问题,本实用新型的技术方案为:一种凝聚式旋风分离器,其创新点在于包括:一立式外筒体,该外筒体的上端设上封头,下端设灰斗,上封头设置天然气出口,所述外筒体沿轴向自上而下划分凝聚过滤区、惯性分离区、旋风分离区;一百叶窗分离器,该百叶窗分离器内置于惯性分离区,所述百叶窗分离器的顶端设置伸出外筒体侧壁的天然气进口,底部设置百叶窗分离器排气口 ;若干垂直设置的旋风管,所述旋风管内置于旋风分离区,旋风管的进气口与百叶窗分离器排气口连通,旋风管的底流口伸入灰斗内,旋风管的溢流口伸入凝聚过滤区;凝聚过滤区内置若干凝聚滤芯,所述凝聚滤芯设置在旋风管的溢流口。
[0009] 进一步的,所述外筒体的筒体高度和直径的比率在1: f 2:1之间。[0010] 进一步的,所述灰斗底部设置排污口。
[0011] 进一步的,所述百叶窗分离器为带下泄气流的百叶窗分离器。
[0012] 进一步的,所述凝聚过滤区还设置有折流板。
[0013] 本实用新型的优点在于:将含杂质燃气的先通过百叶窗分离器进行一次预分离,分离较大颗粒,然后通过旋风管分离大部分颗粒和液滴,最后再将分离后的气体经过凝聚分离区进行过滤,分离气体中所含微小液滴。利用多种分离器巧妙结合,使得本结构能够适用于较大颗粒和液滴会突然出现的场合,物料气体中颗粒粒度适用于以下范围:
[0014]颗粒粒度:100% Dp ^ 3 μ m ;99. 5% O. 5 μ m 彡 Dp〈8 μ m ;10% Dp <20 μ m ;液滴粒度:100% Dp彡8 μ m ;99. 5% O. 5 μ m彡Dp <8 μ m ;分离效率高,设备结构紧凑、占地面积小。
附图说明
[0015] 图1为本实用新型凝聚式旋风分离器结构示意图。
[0016] 图2为图1中沿A-A线剖视图。
[0017] 图3为本实用新型中旋风管结构示意图。
具体实施方式
[0018] 如图1所示,包括天燃气出口1、折流板2、天燃气入口 3、百叶窗分离器4、旋风管5、排污口 6、灰斗7、凝聚滤芯8、外筒体9、上封头10。
[0019] 上述外筒体9为立式,其筒体高度和直径的比率在1: f 2:1之间,外筒体9沿轴向自上而下划分为凝聚过滤区、惯性分离区、旋风分离区,外筒体9的上端设置上封头10,上封头10中心开有天然气出口 I,外筒体9的下端设置灰斗7,灰斗7底端中心设置排污口 6。
[0020] 惯性分离区设置百叶窗分离器4,百叶窗分离器4的挡板长度为20mm左右,挡板之间距离的5飞mm,附板与铅准线间的夹角在30°左右,使气流回转角有15°左右,该百叶窗分离器4的顶端设置伸出外筒体9侧壁的天然气进口 3,百叶窗分离器4的底部与旋风分离区的旋风管5进气口连通。本实施例中,如图2所示,百叶窗分离器4为带下泄气流的百叶窗分离器,其底部排尘口 11通过方形排尘管道12直接排出分离器外。
[0021] 旋风分离区内置若干垂直设置的旋风管5,旋风管5呈环形均匀分布,旋风管5通过上、下管板安装在外筒体9的旋风分离区内,其数量可根据处理量来调节。旋风管5的结构如图3所示,包括溢流口 51、螺旋导向叶片52、旋风管体53、锥段54和底流口 55,旋风管体53的进气口处中心设置向上伸出的溢流管,该溢流管的溢流口 51位于凝聚过滤区,旋风筒体53的下端连接锥段54,锥段54的下端为底流口 55。
[0022] 凝聚过滤区内置若干凝聚滤芯8,凝聚滤芯8设置在旋风管5的溢流口 51。凝聚过滤区还设置有折流板2,折流板2能够改变气体流向,从而延长气体的停留时间,利用有限的空间,使过滤过程进行的更加彻底。可以通过改变折流板2间距来改变气体的流速,折流板2间距越小则流速会越大。并且可以根据处理量的不同,设置不同数量的折流板2。
[0023] 工作原理:天然气或其他含尘气体经过天然气入口 3进入百叶窗分离器4内,百叶窗挡板改变了气体流向,并不断从百叶窗档板的间隙中流出,粒度较大的颗粒由于惯性效应被不断分离出来,并通过百叶窗分离器底部沿边缘设置的排尘孔流入灰斗7中。气流在百叶窗分离器中移动时,越往下的气量越小,气速也渐变小,惯性效应也随之减小。利用排尘孔形成的下泄式结构在百叶窗分离器底部抽走约10%的气体,从而有助于提高分离效率。
[0024] 气体通过百叶窗分离器4进行一次预分离后,由旋风管5顶端的进气口进入旋风管5,并在旋风管5入口处螺旋导向叶片52的作用下,使气流转变为旋转气流,会产生高速旋转流场,由于介质密度不同,颗粒和液滴会在旋转流场的作用下在旋风管体53内沿着轴向向下运动,在运动至锥段54时会沿器壁向下运动,形成外旋流流场,然后由底流口 55排至灰斗7。而气体则沿中心轴向上运动,并且在轴线方向上形成向上运动的内旋流,最后由溢流口 51排出。
[0025] 最终气体从旋风管5的溢流口 51排出,到达凝聚过滤区,由于折流板2的作用,使气体与凝聚滤芯8得到更充分的接触,当气体通过凝聚滤芯8时,气体中的细小油滴将被截留而附着到滤芯材料表面或孔隙内,被截留的油滴在材料表面润湿、展开,进一步与周围的油粒碰撞聚结,油滴逐渐粗粒化,从而从气体中分离出来,洁净气体从上封头的顶部天燃气出口 I中排出。

Claims (5)

1. 一种凝聚式旋风分离器,其特征在于包括: 一立式外筒体,该外筒体的上端设上封头,下端设灰斗,上封头设置天然气出口,所述外筒体沿轴向自上而下划分凝聚过滤区、惯性分离区、旋风分离区; 一百叶窗分离器,该百叶窗分离器内置于惯性分离区,所述百叶窗分离器的顶端设置伸出外筒体侧壁的天然气进口,底部设置百叶窗分离器排气口 ; 若干垂直设置的旋风管,所述旋风管内置于旋风分离区,旋风管的进气口与百叶窗分离器排气口连通,旋风管的底流口伸入灰斗内,旋风管的溢流口伸入凝聚过滤区; 凝聚过滤区内置若干凝聚滤芯,所述凝聚滤芯设置在旋风管的溢流口。
2.根据权利要求1所述的凝聚式旋风分离器,其特征在于:所述外筒体的筒体高度和直径的比率在1:广2:1之间。
3.根据权利要求1所述的凝聚式旋风分离器,其特征在于:所述灰斗底部设置排污口。
4.根据权利要求1所述的凝聚式旋风分离器,其特征在于:所述百叶窗分离器为带下泄气流的百叶窗分离器。
5.根据权利要求1所述的凝聚式旋风分离器,其特征在于:所述凝聚过滤区还设置有折流板。
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CN112619911A (zh) * 2020-11-13 2021-04-09 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司 分离装置

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