CN204074294U - 旋风分离器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋风分离器，包括壳体、切向进口、排气管和下部料斗，排气管位于壳体的顶部，切向进口位于壳体的上端，下部料斗位于壳体的底部，还包括稳涡棒，稳涡棒设置在排气管与下部料斗之间。本实用新型通过在分离器的壳体内的壳体轴心位置设置稳涡棒，在壳体内的气体高速旋转时，稳涡棒可以将气体旋转中心锁定在壳体的轴心位置，可以加快旋风分离器内气体转动的速度，气体内部的固体颗粒更容易在离心力的作用下被分离出来，从而提升旋风分离器的性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种旋风分离器，适用于燃煤发电、水泥、钢铁、粉末冶金、石油天然气、煤化工、化工、食品和医药等，属于气体中固体颗粒分离、液体中固体颗粒分离以及气体中液体分离的领域。
背景技术
我国的燃煤发电、水泥、钢铁、粉末冶金、石油天然气、煤化工、化工、食品和医药等行业都使用了大量的旋风分离器。旋风分离器是用于气固体系或者液固体或者气液系的分离的一种设备。工作原理为靠气流切向引入造成的旋转运动，使具有较大离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面分开。
然而，由于对分离器的内部流动规律没有正确的认识，使得我国上述这些行业的分离器性能普遍低下，造成了低效、高耗的局面。例如燃煤电厂中的循环流化床锅炉，在我国燃煤电厂中应用得非常普遍，而循环流化床分离器在燃煤发电循环流化床锅炉中起着关键性的作用。由于炉膛出口烟气中物料浓度很高，大量的物料和脱硫剂被炉膛出口的旋风分离器分离后重新送回炉膛，因此有大量物料在炉膛和物料在分离器之间循环。因此，分离性能的高低直接影响着循环流化床锅炉的效率。目前我国大部分燃煤发电循环流化床锅炉分离器的效率普遍偏低，这样使得主回路的循环物料减少而降低锅炉负载。另外，大量的物料由旋风子排气筒带到下游，使得尾部受热面的磨损加剧，甚至造成安全隐患。此外，烟气中大量的灰尘也加重下游过热器磨损和烟气除尘。有的电厂飞灰含碳量甚至可以达到10％以上，这将极大地增加电站煤耗和能耗。
专利文件“带有涡流增强销的旋风分离器(ZL03817276.3)”公开了一种固定在排气管内部的涡流增强销。然而由于这种增强销放置在排气管内部，使得排气管的过流面积减低，将极大地增加整个分离器运行的操作压，此外还破坏了排气管入口的涡流状态，使得排气管入口处的漩涡破碎加剧了排气管的磨损，尤其是在高温高压下运行的分离器，这给分离器的稳定和可能运行带来极大的不利因素。此外，这种自排气管中心向分离器下部延伸的增强销根本不能解决粉体的二次挟带等问题，使得分离效率低下。
分离器的性能好坏影响到燃烧效率和煤耗的高低，影响到下游设备的磨损、除尘和节能环保等。因此，提升旋风分离器的性能成为了亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种旋风分离器，通过改变其内部构造，可以增强其分离过程的稳定性，可以加快分离器内气流的转速，并且使转速趋于稳定，极大地降低排气管压降和排气管入口的漩涡破碎及其磨损问题，可以提升旋风分离器的性能。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：
一种旋风分离器，包括壳体、切向进口、排气管和下部料斗，排气管位于壳体的顶部，切向进口位于壳体的上端，下部料斗位于壳体的底部，还包括稳涡棒，稳涡棒设置在排气管与下部料斗之间。目前市场中的旋风分离器在进行分离的过程中，壳体内部的气体旋转形成涡流在壳体内部高速旋转，但是由于旋转的动力是由切向进口吹入的气体提供的，在切向进口吹入气体的带动下涡流的旋转中心发生改变。这种旋转中心位置的改变会降低旋转的速度，旋转的速度降低必然降低了气体中固体颗粒分离的性能。稳涡棒位于排气管的下方，排气管的过流面积不会减低，不会增加分离器运行的操作压，不会破坏排气管入口的涡流状态。本实用新型的旋风分离器通过增设稳涡棒，并且稳涡棒位于壳体的中心轴位置，可以有效的将高速旋转的气体的旋转中心稳定在壳体的轴心位置，进而提高了壳体内气体旋转的速度，从而提高了旋风分离器的分离性能。
为了不影响排气管的排气压降，前述旋风分离器中，还包括防混锥装置，防混锥装置位于壳体与下部料斗的连接处，稳涡棒设置在壳体的轴心位置，稳涡棒一端抵触防混锥装置，另一端与排气管的距离大于或者等于排气管内径的二分之一。
具体的，前述旋风分离器中，稳涡棒靠近排气管的一端为锥体或回转体。可以是圆锥体、三角锥、多面锥等。
前述旋风分离器中，稳涡棒为直径平缓变化的柱状体、管状体、实心回转体、空心回转体或多面体。由于稳涡棒的作用就是将气流的旋转中心引导在壳体的轴心处，因此，稳涡棒的直径变化不会影响其性能，稳涡棒也可以是直径阶梯变化的结构，只要其设置在壳体的轴心处即可实现该功能。
为了使被分离出来的固体颗粒能够进入下部料斗，而不至于在气流的吹动下从排气管飞出，前述旋风分离器中，防混锥装置的底部直径大于排气管的内径。
前述旋风分离器中，壳体包括柱状外壳和锥状外壳，锥状外壳连接在柱状外壳的下端，下部料斗连接在锥状外壳的下端，锥状外壳的底部出口直径大于排气管内径，小于四倍的排气管内径。锥状外壳的底部出口过大会影响壳体内气流转动的转动中心，因此，锥状外壳的底部出口不能过大。
前述旋风分离器中，稳涡棒的顶端与排气管的距离大于或者等于排气管内径的二分之一，另一端位于下部料斗内。此种设计方式，可以使稳涡棒代替防混锥装置，稳涡棒可以通过支架固定在壳体上或者下部料斗。
在壳体内部气流高速旋转的过程中，会有一小部分被分离出来的固体颗粒从排气管飞出，为了使这一小部分固体颗粒不会流入下游装置，前述旋风分离器中，还包括回流管，回流管的一端与排气管相连通，另一端与下部料斗相连通，排气管上设置有调节阀。从排气管排出的气体中带有的固体颗粒经回流管进入下部料斗，调节阀可以调节回流管的开度，使回流管内的气体流量为旋风分离器整体气体流量的1％至5％。
前述旋风分离器中，回流管上设有粉体袋，粉体袋用于收集气体中含有的物料、固体颗粒等。
前述旋风分离器中，回流管的一端与排气管相连通，另一端位于下部料斗的侧壁。
与现有技术相比，本实用新型通过在分离器的壳体内的壳体中心位置设置稳涡棒，在壳体内的气体高速旋转时，稳涡棒可以将气体旋转中心锁定在壳体的轴心位置，可以加快旋风分离器内气体转动的速度，气体内部的固体颗粒更容易在离心力的作用下被分离出来，从而提升旋风分离器的性能。并且在排气管的下游设置回流管，没有被分离出来的固体颗粒会经过回流管进入下部料斗。
附图说明
图1是本实用新型的旋风分离器的一种实施例的结构示意图；
图2是本实用新型的旋风分离器的另一种实施例的结构示意图；
图3是防混锥装置的一种实施例的结构示意图；
图4是防混锥装置的另一种实施例的结构示意图。
附图标记：1-切向进口，2-壳体，3-下部料斗，4-排气管，5-防混锥装置，6-稳涡棒，7-回流管，8-调节阀，9-粉体袋，10-柱状外壳，11-锥状外壳。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
本实用新型的实施例1：如图1所示，一种旋风分离器，包括壳体2、切向进口1、排气管4和下部料斗3，排气管4位于壳体2的顶部，切向进口1位于壳体2的上端，下部料斗3位于壳体2的底部，还包括稳涡棒6，稳涡棒6设置在排气管4与下部料斗3之间。
还包括防混锥装置5，防混锥装置5位于壳体2与下部料斗3的连接处，稳涡棒6设置在壳体2的轴心位置，稳涡棒6一端抵触防混锥装置5，另一端与排气管4的距离大于或者等于排气管4内径的二分之一。即：a≥0.5b。如图3和图4所示，防混锥装置5可以是三角锥体、圆锥体、四角锥体或顶部为平面的锥状体。
稳涡棒6靠近排气管4的一端为锥体或回转体。
如图2所示，还包括回流管7，回流管7的一端与排气管4相连通，另一端与下部料斗3相连通，排气管4上设置有调节阀8。
回流管7上设有粉体袋9。
回流管7的一端与排气管相连通，另一端位于下部料斗3的侧壁。
实施例2：如图1所示，一种旋风分离器，包括壳体2、切向进口1、排气管4和下部料斗3，排气管4位于壳体2的顶部，切向进口1位于壳体2的上端，下部料斗3位于壳体2的底部，还包括稳涡棒6，稳涡棒6设置在排气管4与下部料斗3之间。
还包括防混锥装置5，防混锥装置5位于壳体2与下部料斗3的连接处，稳涡棒6设置在壳体2的轴心位置，稳涡棒6一端抵触防混锥装置5，另一端与排气管4的距离大于或者等于排气管4内径的二分之一。即：a≥0.5b。如图3和图4所示，防混锥装置5可以是三角锥体、圆锥体、四角锥体或顶部为平面的锥状体。
稳涡棒6为直径平缓变化的柱状体、管状体、实心回转体、空心回转体或多面体。
如图2所示，还包括回流管7，回流管7的一端与排气管4相连通，另一端与下部料斗3相连通，排气管4上设置有调节阀8。
回流管7上设有粉体袋9。
回流管7的一端与排气管相连通，另一端位于下部料斗3的侧壁。
实施例3：如图1所示，一种旋风分离器，包括壳体2、切向进口1、排气管4和下部料斗3，排气管4位于壳体2的顶部，切向进口1位于壳体2的上端，下部料斗3位于壳体2的底部，还包括稳涡棒6，稳涡棒6设置在排气管4与下部料斗3之间。
还包括防混锥装置5，防混锥装置5位于壳体2与下部料斗3的连接处，稳涡棒6设置在壳体2的轴心位置，稳涡棒6一端抵触防混锥装置5，另一端与排气管4的距离大于或者等于排气管4内径的二分之一。即：a≥0.5b。如图3和图4所示，防混锥装置5可以是三角锥体、圆锥体、四角锥体或顶部为平面的锥状体。
防混锥装置5的底部直径大于排气管4的内径。即：Do＞d。
壳体2包括柱状外壳10和锥状外壳11，锥状外壳11连接在柱状外壳10的下端，下部料斗3连接在锥状外壳11的下端，锥状外壳11的底部出口直径大于排气管4内径，小于四倍的排气管4内径。即：Dx≤4d。
如图2所示，还包括回流管7，回流管7的一端与排气管4相连通，另一端与下部料斗3相连通，排气管4上设置有调节阀8。
回流管7上设有粉体袋9。
回流管7的一端与排气管相连通，另一端位于下部料斗3的侧壁。
实施例4：如图1所示，一种旋风分离器，包括壳体2、切向进口1、排气管4和下部料斗3，排气管4位于壳体2的顶部，切向进口1位于壳体2的上端，下部料斗3位于壳体2的底部，还包括稳涡棒6，稳涡棒6设置在排气管4与下部料斗3之间。
稳涡棒6的顶端与排气管4的距离大于或者等于排气管4内径的二分之一，另一端位于下部料斗3内。
如图2所示，还包括回流管7，回流管7的一端与排气管4相连通，另一端与下部料斗3相连通，排气管4上设置有调节阀8。
回流管7上设有粉体袋9。
回流管7的一端与排气管相连通，另一端位于下部料斗3的侧壁。
本实用新型的工作原理：气体从切向进口1进入壳体2内，由于壳体2的切面为圆形，且切向进口1朝向壳体2的周向，从切向进口1进入的气流形成涡流在壳体2内旋转，稳涡棒6将气体的旋转中心控制在壳体2的轴心处，防止气体的旋转中心偏移造成涡流紊乱，致使气流旋转速度降低。因此，稳涡棒6的存在相对的提高了气流旋转的速度，使气流中的固体颗粒在较快的转速中有较大的离心力，在较大的离心力的作用下更容易与壳体2的内壁碰撞后分离出来。被分离出来的固体颗粒在自身重力的作用下下落至下部料斗3，下部料斗3开口处的防混锥装置5防止下部料斗3内的固体颗粒在气流的带动下被吹出下部料斗3。被分离出固体颗粒的气流从排气管4流出，气流中仍然存在的固体颗粒经回流管7返回至下部料斗3或粉体袋9内。
Claims (10)
1.一种旋风分离器，包括壳体（2）、切向进口（1）、排气管（4）和下部料斗（3），排气管（4）位于壳体（2）的顶部，切向进口（1）位于壳体（2）的上端，下部料斗（3）位于壳体（2）的底部，其特征在于，还包括稳涡棒（6），稳涡棒（6）设置在排气管（4）与下部料斗（3）之间。
2.根据权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于，还包括防混锥装置（5），防混锥装置（5）位于壳体（2）与下部料斗（3）的连接处，稳涡棒（6）设置在壳体（2）的轴心位置，稳涡棒（6）一端抵触防混锥装置（5），另一端与排气管（4）的距离大于或者等于排气管（4）内径的二分之一。
3.根据权利要求2所述的旋风分离器，其特征在于，稳涡棒（6）靠近排气管（4）的一端为锥体或回转体。
4.根据权利要求2所述的旋风分离器，其特征在于，稳涡棒（6）为直径平缓变化的柱状体、管状体、实心回转体、空心回转体或多面体。
5.根据权利要求2所述的旋风分离器，其特征在于，防混锥装置（5）的底部直径大于排气管（4）的内径。
6.根据权利要求5所述的旋风分离器，其特征在于，壳体（2）包括柱状外壳（10）和锥状外壳（11），锥状外壳（11）连接在柱状外壳（10）的下端，下部料斗（3）连接在锥状外壳（11）的下端，锥状外壳（11）的底部出口直径大于排气管（4）内径，小于四倍的排气管（4）内径。
7.根据权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于，稳涡棒（6）的顶端与排气管（4）的距离大于或者等于排气管（4）内径的二分之一，另一端位于下部料斗（3）内。
8.根据权利要求1至7任一项所述的旋风分离器，其特征在于，还包括回流管（7），回流管（7）的一端与排气管（4）相连通，另一端与下部料斗（3）相连通，排气管（4）上设置有调节阀（8）。
9.根据权利要求8所述的旋风分离器，其特征在于，回流管（7）上设有粉体袋（9）。
10.根据权利要求9所述的旋风分离器，其特征在于，回流管（7）的一端与排气管相连通，另一端位于下部料斗（3）的侧壁。
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