CN204320502U - 一种旋流离心分离设备 - Google Patents

Abstract

一种旋流离心分离设备，属于石油化工、选矿、两相分离、环境保护设备技术领域。其特征是：采用立式圆筒、锥筒壳体，圆筒壳体顶部是椭球封头结构或平板结构，锥筒上端与圆筒下端连接，下端与重介质排出管连接；圆筒上部设置进料管、单或多流道旋流器、轻介质排出管，进料管是1根中心进料管或1根套管式进料管，自上向下伸到圆筒内部与多流道旋流器连接；进料管或是2～10根直插进料管，其下端分别伸到圆筒内部与单流道旋流器连接；轻介质排出管是中心轻介质排出管或是套管式轻介质排出管，其下端沿轴线伸到圆筒内部或与圆筒上端连接。该设备效率高、分离效率高，用于两相或多相分离过程。

Description

一种旋流离心分离设备

技术领域

本实用新型属于石油化工、选矿、两相分离、环境保护设备技术领域，特别涉及一种旋流离心分离设备。

背景技术

很多工业过程或处于工艺需要或处于设备运行需要或处于环保需要涉及两相或多相分离。典型的两相分离过程有气体与催化剂细粉分离、气液分离、水与油分离、水或油与催化剂细粉分离等。

用催化剂细粉流态化操作的反应器、再生器都设有催化剂细粉回收设施，通常采用旋风分离器。目前催化裂化(FCC)、甲醇制烯烃(MTO)等装置的反应器、再生器通常采用PV型旋风分离器或其它改进型旋风分离器，由入口管、圆筒、锥筒、灰斗及料腿组成，其特征是含细粉气体从1个入口沿切线方向进入圆筒，在圆筒、锥筒内旋转进行离心分离，回收细粉落入灰斗经料腿排出，净化气体经设备内部中心流从上部中心排气管排出。常规旋风分离器只有1个气体入口，在设备直径较大时4个象限存在明显的流速梯度(依次降低)，这将使设备效率降低并导致气固分离效率降低。催化裂化、甲醇制烯烃等装置还设有三级旋风分离器，近几年开发了“大旋风”式三旋，使三级旋风分离器结构大幅度简化、便于制造和维护。众所周知三级旋风分离器进行超催化剂细粉颗粒气固分离，“大旋风”分离器相对直径较大且只有1个气体入口，其气固分离效率不高(一般只有80％左右)。

气液两相分离在工业过程中很普遍，工艺气体介质冷却至40℃进入油气分离器，在油气分离器中进行气、液自然沉降分离，众所周知自然沉降分离效率不高，要求严格的工艺过程若气体带液严重将会影响正常操作，需要设置高效分离设备作为补充和以保障工艺过程优化。

很多工艺过程还有工艺水或污水排出，含蒸汽工艺气体介质经冷凝冷却至40℃进入油气分离器，在油气分离器进行油气、液相油品及水自然沉降分离，水经分水包排出。由于分水包体积小、自然沉降分离故效率不高，排出水往往带油较多，一方面造成产品损失，另一方面对下游工序造成不利影响，如含轻油较多的污水进入污水汽提装置，除影响正常操作外，还会造成安全问题。因此需要高效水油分离设备。另1油水分离的例子是催化、焦化装置分馏塔顶循环回流油经常带水，导致分馏塔上部结盐、影响分馏塔正常操作。有的装置设置了脱水罐，采用自然沉降分离设备体积大、分离效率不高。需要在线高效油水分离设备将塔顶循环回流油携带的水份有效脱除保证装置正常运行。

催化裂化装置循环油浆含有催化剂细粉，当催化剂细粉含量高时除增加循环油浆泵、换热设备磨损外还会增加循环油浆系统结垢、结焦倾向，影响换热设备传热效果、设备寿命及分馏系统安全运行。外甩油浆催化剂细粉含量高时会影响下游用户使用，由于油浆粘度大、温度高常规设备分离催化剂细粉异常困难。因此需要专用在线高效分离设备脱除循环油浆中的催化剂细粉或降低循环油浆中催化剂细粉含量。甲醇制烯烃装置工艺过程生产大量水份，反应气、水蒸汽携带少量催化剂细粉一起流出，经换热降温后进行急冷水洗，大部分水蒸汽冷凝并洗涤携带的催化剂细粉，工艺水、少量油及催化剂细粉一起排出，需经高效三相分离设备处理。

发明内容

本实用新型目的是提供一种旋流离心分离设备，具有超强离心力实现高效气、液、固两相或三相离心分离。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：包括进料管、轻介质排出管、重介质排出管，其特征是：采用立式圆筒、锥筒壳体，圆筒壳体顶部是椭球封头结构或平板结构，锥筒上端与圆筒下端连接，下端与重介质排出管连接；圆筒上部设置进料管、单或多流道旋流器、轻介质排出管，进料管是1根中心进料管或1根套管式进料管，自上向下伸到圆筒内部与多流道旋流器连接；进料管或是2～10根直插进料管，其下端分别伸到圆筒内部与单流道旋流器连接；轻介质排出管是中心轻介质排出管或是套管式轻介质排出管，其下端沿轴线伸到圆筒内部或与圆筒上端连接。

进一步，还可以在套管式进料管和直插进料管入口设置喇叭口。

进一步，还可以在轻介质排出管下口设置锥形导向格栅。

进一步，还可以在圆筒上方设置进料室，直插进料管上端伸入其内；还可以在圆筒上方设置轻介质收集筒，其下端与轻介质排出管上端连接。

进一步，还可以在锥筒下方设置重介质收集筒，其上端与锥筒下端连接，其下端与重介质排出管连接。

进一步，还可以将多台旋流离心分离设备安装在一个外壳内部。

本实用新型创新点和积极效果：

本实用新型创新点是：采用立式圆筒、锥筒壳体，圆筒壳体顶部是椭球封头结构或平板结构，锥筒上端与圆筒下端连接，下端与重介质排出管连接；圆筒上部设置进料管、单或多流道旋流器、轻介质排出管，进料管是1根中心进料管或1根套管式进料管，自上向下伸到圆筒内部与多流道旋流器连接；进料管或是2～10根直插进料管，其下端分别伸到圆筒内部与单流道旋流器连接；轻介质排出管是中心轻介质排出管或是套管式轻介质排出管，其下端沿轴线伸到圆筒内部或与圆筒上端连接。

本实用新型积极效果是：1、采用多股旋流进料，在圆筒内形成强力旋流经锥筒加速产生千倍重力离心力，设备4个象限均处于高速旋转-设备效率高(常规离心设备4个象限存在明显流速梯度)，采用中心轻介质排出管从设备上部中心位置排出轻介质-分离效率高。2、该设备具有自清洗功能，旋转流体对圆筒、锥筒壁冲刷可将污泥等杂质冲刷至底部由重介质带出，故尤其适用于杂质含量高的液液两相分离。

附图说明

图1是一种旋流离心分离设备示意图。

1A-轻介质排出口，2-进料口，3-中心进料管，4-多流道旋流器，5-圆筒，6-锥筒，8-重介质排出管，10-轻介质收集筒，11-轻介质出口。

图2是另一种旋流离心分离设备示意图。

1A-轻介质排出口，3B-直插进料管，4A-单流道旋流器，5-圆筒，6-锥筒，8-重介质排出管，10-轻介质收集筒，11-轻介质出口

图3是另一种旋流离心分离设备示意图。

1-轻介质中心排出管，3A-套管式进料管，4-多流道旋流器，5-圆筒，6-锥筒，7-重介质收集筒，8-重介质排出管。

图4是另一种旋流离心分离设备示意图。

1-轻介质中心排出管，3B-直插进料管，4A-单流道旋流器，5-圆筒，6-锥筒，7-重介质收集筒，8-重介质排出管。，

图5是另一种旋流离心分离设备示意图。

1-轻介质中心排出管，2-进料口，3B-直插进料管，4A-单流道旋流器，5-圆筒，6-锥筒，7-重介质收集筒，8-重介质排出管，9-进料室，10-进料室隔板。

具体实施方式

见图1，轻介质收集筒10下端经轻介质排出口1A与圆筒5上端连接，轻介质收集筒10上端设有轻介质出口11；中心进料管3自上向下沿中心轴线伸到圆筒5内部与多流道(推荐2～4)旋流器4连接，中心进料管3上端与进料口2连接；锥筒6下端与重介质排出管8连接，上端与圆筒5下端连接。

见图2，轻介质收集筒10下端经轻介质排出口1A与圆筒5上端连接，轻介质收集筒10上端设有轻介质出口11；2～4根直插进料管3B沿圆筒5截园均匀分布，并自上向下伸到圆筒5内部与2～4只单流道旋流器4A连接；锥筒6下端与重介质排出管8连接，上端与圆筒5下端连接。

见图3，套管式进料管3A自上向下沿中心轴线伸到圆筒5内部与多流道(推荐2～4)旋流器4连接，轻介质中心排出管1沿中心轴线自下向上经套管式进料管3A向上穿出；锥筒6上端与圆筒5下端连接，锥筒6下端与重介质收集筒7连接，重介质收集筒7下端与重介质排出管8连接。

见图4，2～4根直插进料管3B沿圆筒5截园均匀分布，并自上向下伸到圆筒5内部与2～4只单流道旋流器4A连接；轻介质中心排出管1沿中心轴线自上向下伸到圆筒5内部；锥筒6上端与圆筒5下端连接，锥筒6下端与重介质收集筒7连接，重介质收集筒7下端与重介质排出管8连接。

见图5，在圆筒5内部设置进料室隔板10，其上方形成进料室9。2～4根直插进料管3B沿圆筒5截园均匀分布，并自上向下穿过进料室隔板10伸到圆筒5内部与2～4只单流道旋流器4A连接，直插进料管3B上端伸到进料室9；轻介质中心排出管1沿中心轴线自上向下穿过进料室9顶板及进料室隔板10伸到圆筒5内部；锥筒6上端与圆筒5下端连接，锥筒6下端与重介质收集筒7连接，重介质收集筒7下端与重介质排出管8连接。

参见图1、图2，两相介质如水油混合物从进料口2、中心进料管3进入多流道(推荐2～4)旋流器4(图2经2～4根直插进料管3B进入2～4只单流道旋流器4A)，然后多股旋流切线方向流出在圆筒5内形成强力旋流，经锥筒6加速产生千倍重力离心力，在离心力作用下水向筒壁集中、油向中心集中，压力及浮力作用油向上流动经轻介质排出口1A进入轻介质收集筒10并经轻介质出口11排出。水在重力及压力作用下向下流动经重介质排出管8排出。

参见图3，两相介质如气固混合物或气液混合物，从套管式进料管3A进入多流道(推荐2～4)旋流器4，然后多股旋流切线方向流出在圆筒5内形成强力旋流，经锥筒6加速产生千倍重力离心力，在离心力作用下固体颗粒或液体向筒壁集中、气体向中心集中，在压力及浮力作用下气体从轻介质中心排出管1下口进入从上口排出。固体颗粒(浓相)或液体在重力及压力作用下流向下部重介质收集筒7，经重介质排出管8排出。

参见图4、图5，两相介质如气固混合物或气液混合物，从2～4根直插进料管3B进入2～4只单流道旋流器4A(图5先经进料口2进入进料室9)，然后多股旋流切线方向流出在圆筒5内形成强力旋流，经锥筒6加速产生千倍重力离心力，在离心力作用下固体颗粒或液体向筒壁集中、气体向中心集中，在压力及浮力作用下气体从轻介质中心排出管1下口进入从上口排出。固体颗粒(浓相)或液体在重力及压力作用下流向下部重介质收集筒7，经重介质排出管8排出。

Claims (6)

1.一种旋流离心分离设备，包括进料管、轻介质排出管、重介质排出管，其特征是：采用立式圆筒、锥筒壳体，圆筒壳体顶部是椭球封头结构或平板结构，锥筒上端与圆筒下端连接，下端与重介质排出管连接；圆筒上部设置进料管、单或多流道旋流器、轻介质排出管，进料管是1根中心进料管或1根套管式进料管，自上向下伸到圆筒内部与多流道旋流器连接；进料管或是2～10根直插进料管，其下端分别伸到圆筒内部与单流道旋流器连接；轻介质排出管是中心轻介质排出管或是套管式轻介质排出管，其下端沿轴线伸到圆筒内部或与圆筒上端连接。

2.根据权利要求1所述的旋流离心分离设备，其特征是：还可以在套管式进料管和直插进料管入口设置喇叭口。

3.根据权利要求1所述的旋流离心分离设备，其特征是：还可以在轻介质排出管下口设置锥形导向格栅。

4.根据权利要求1所述的旋流离心分离设备，其特征是：还可以在圆筒上方设置进料室，直插进料管上端伸入其内；还可以在圆筒上方设置轻介质收集筒，其下端与轻介质排出管上端连接。

5.根据权利要求1所述的旋流离心分离设备，其特征是：还可以在锥筒下方设置重介质收集筒，其上端与锥筒下端连接，其下端与重介质排出管连接。

6.根据权利要求1所述的旋流离心分离设备，其特征是：还可以将多台旋流离心分离设备安装在一个外壳内部。