CN205109894U - 一种用于第三级旋风分离器的直流式分离单管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油化工和煤化工领域，具体而言，涉及一种用于第三级旋风分离器的直流式分离单管。其包括筒体；筒体的一端设置有进气管；进气管与筒体连通；进气管设置在筒体的侧壁上；筒体与进气管相切；筒体的另一端设置有排气管；排气管的一端伸入筒体内；排气管与筒体同轴设置；排气管设置在筒体内部的部分的侧壁上设置有侧缝；筒体设置有排气管的一端的端面上设置有排尘口。本实用新型将进气口和排气口分别位于筒体的上下两端，筒体无锥段，不产生内旋流压降小；进气管与筒体相切，消除了催化剂颗粒易被导向叶片打碎的现象；在排气管上开设侧缝，能够对气体和固体进行二次分离，提高分离单管的工作效率。

Description

一种用于第三级旋风分离器的直流式分离单管

技术领域

本实用新型涉及石油化工和煤化工领域，具体而言，涉及一种用于第三级旋风分离器的直流式分离单管。

背景技术

在催化裂化装置中，再生器产生的再生烟气能量占整个装置的27％左右，为提高能量的利用率，需通过烟气轮机对这部分能量进行回收。但是再生烟气中催化剂颗粒会磨损烟气轮机，对烟气轮机造成损伤，甚至造成非计划停工，给炼企带来巨大的经济损失。因此，需要在烟气轮机前设立第三级旋风分离器，使再生烟气中催化剂的浓度和粒径分布达到控制指标，从而保证烟气轮机长期稳定安全运行。第三级旋风分离器可以分为立管式、卧管式和旋流式三种。在立管式旋风分离器中，立式安装多根分离单管，从而达到气固分离的目的。

分离单管依据气体进出分离单管的方向可以分为逆流式和直流式两种。

目前工业上常采用逆流式分离单管。此类分离单管的进气口和排气口都位于其上部，当含尘烟气进入第三级旋风分离器时，首先进入其集气室，然后进入第三级旋风分离器的气体分配室径向分配给各个分离单管。此类第三级旋风分离器的占地较大，分离单管在其中的布置与安装较复杂，并且含尘烟气需要经过二次分配，易使含尘烟气分配不均匀，容易造成个别分离单管堵塞。当含尘烟气由第三级旋风分离器的气体分配室进入到分离单管中，由于离心力的作用，固体颗粒被甩向边壁，同时由边壁附近向下运动的气流将其带到分离单管排尘口，由排尘口排出。气流旋转到分离单管锥段后产生内旋流，携带小粒径催化剂颗粒从排气口排出。内旋流的存在导致此类分离单管压力损失大、能耗高。

而直流式分离单管克服了逆流式分离单管的不足。由于直流式分离单管的进气口和排气口分别位于其的上下两端，这样省略了使用逆流式分离单管的第三级旋风分离器集气室、膨胀节、储槽等结构，含尘烟气直接进入第三级旋风分离器的气体分配室分配给各个分离单管。此类第三级旋风分离器的含尘烟气分配均匀、占地较小，分离单管在其中的布置与安装更加简捷方便。而且直流式分离筒体常采用直筒型结构，不产生内旋流，气流旋转到分离筒体下部后，直接由排气口排出。这使得分离单管的压降降低，能耗减小。

但是采用轴向进气方式的直流式分离单管容易使再生烟气中的催化剂颗粒被导向叶片打碎，而直流式分离单管对小粒径催化剂颗粒的分离效率较低。因此，采用轴向进气方式的直流式分离单管的效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于第三级旋风分离器的直流式分离单管，以解决上述的问题。

在本实用新型的实施例中提供了一种用于第三级旋风分离器的直流式分离单管，包括筒体；

所述筒体的一端设置有进气管；

所述进气管与所述筒体连通；

所述进气管设置在所述筒体的侧壁上；

所述筒体的另一端设置有排气管；

所述排气管的一端伸入所述筒体内；

所述排气管与所述筒体同轴设置；

所述排气管设置在所述筒体内部的部分的侧壁上设置有侧缝；

所述筒体设置有所述排气管的一端的端面上设置有排尘口。

进一步的，所述进气管为矩形管。

进一步的，所述侧缝设置有3-6个；

所述侧缝以所述排气管的中心为轴线均匀分布。

进一步的，所述侧缝的长度方向与所述排气管的轴线之间的夹角为0°～60°。

进一步的，所述侧缝的深度方向与所述排气管的径向之间的夹角为0°～60°。

进一步的，所述排尘口为多个；

所述排尘口以所述筒体的轴线为中心轴均匀分布。

进一步的，所述排尘口的面积为所述筒体的横截面积的3％-15％。

进一步的，所述进气管为多个；

所述进气管以所述筒体为轴心均匀分布。

进一步的，所述筒体的轴线与所述进气管的轴线不相交。

进一步的，所述筒体与所述进气管相切。

本实用新型提供的用于第三级旋风分离器的直流式分离单管，将进气口和排气口分别位于筒体的上下两端，使含尘烟气分配较均匀，分离单管在其中的布置与安装更加简捷方便；进气管与筒体相切，采用切向进气方式，与轴向进气相比，消除了催化剂颗粒易被导向叶片打碎的现象；在排气管上开设侧缝，使进入排气管的旋转烟气中的固体颗粒甩向边壁，由侧缝排出，同时由筒体与排气管的环隙中向下运动的气流将其带到排尘口，并由排尘口排出，能够对气体和固体进行二次分离，提高分离单管的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的逆流式分离单管的气流方向示意图；

图2为现有技术中的直流式分离单管的气流方向示意图；

图3为本实用新型用于第三级旋风分离器的直流式分离单管的结构示意图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为双向进气的进气管的结构示意图；

图6为三向进气的进气管的结构示意图；

图7为本实用新型用于第三级旋风分离器的直流式分离单管中侧缝为斜开的结构示意图；

图8为本实用新型用于第三级旋风分离器的直流式分离单管中侧缝为斜开的另一种实施方式的横截面示意图；

图9为本实用新型立管式第三级旋风分离器结构示意图。

附图标记：

1：进气口2：排气口3：筒体

4：固定环5：上隔板6：排气管

7：侧缝8：排尘口9：下隔板

10：进气管11：主进气口12：气体分配室

13：分离单管14：集尘室15：集气室

16：主排气口17：主排尘口18：壳体

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如附图所示，本实用新型提供了一种用于第三级旋风分离器的直流式分离单管，包括筒体3；

筒体3的一端设置有进气管10；

进气管10与筒体3连通；

进气管10设置在筒体3的侧壁上；

筒体3的另一端设置有排气管6；

排气管6的一端伸入所述筒体3内；

排气管6与筒体3同轴设置；

排气管6设置在筒体3内部的部分的侧壁上设置有侧缝7；

筒体3设置有排气管6的一端的端面上设置有排尘口8。

本实用新型的分离单管包括进气管10、筒体3、排气管6和排尘口8，在排气管6开设侧缝7。筒体3上部设有进气管10，进气管10焊接于筒体3上。

含尘烟气由进气管10进入到筒体3内，在离心力的作用下，催化剂颗粒被甩向边壁，同时由在边壁附近向下运动的气流将其带到筒体3的底部，由排尘口8排出。净化烟气进入排气管6，由于离心力的作用，净化烟气中的小粒径催化剂颗粒被甩向边壁，从排气管6上设置的侧缝7中排出，同时由在筒体3与排气管6之间的环隙中向下运动的气流将其带到排尘口8处，由排尘口8排出，从而达到二次气固分离的目的。经过二次气固分离的净化烟气由排气管6排出。

本实用新型的分离单管结构如图3、图7和图8所示，其结构尺寸描述如下：

DL为第三级旋风分离器内径，L1为筒体3的高度，L2为排气管6伸出筒体3的高度，L3为排气管6插入筒体3的长度。a为进气口1的宽度(即进气管10的内部宽度)，b为进气口1的长度(即进气管10的内部长度)，c为侧缝7的长度，d为侧缝7的宽度，D1为筒体3的内径，D2为排气管6的内径。

各尺寸描述如下：D1＝200mm～500mm，L1/D1＝3～5，L2/D1＝0.5～3，L3/D1＝0.5～3，b/a＝1.5～2.5，D2/D1＝0.2～0.8，c/L3＝0.75～0.95，d＝5～10mm。

优选的实施方式为，进气管10为矩形管。

将进气管10设置为矩形管，通过矩形管与筒体3的连接，能够使分离单管的分离效果更好。

优选的实施方式为，侧缝7设置有多个；

侧缝7以排气管6的中心为轴线均匀分布。

将侧缝7多设置几个，可以有效的增加催化剂颗粒被甩出的几率，能够增加气固分离的效果，经过多次的实验研究，侧缝7的最佳数量为3-6个。

需要指出的是，侧缝是数量可以是3-6个，但去不仅仅局限于3-6个，其还可以是2个或者其他数量，其只要能够满足增加催化剂颗粒被甩出的几率，同时又不会由于数量太多而影响到排气管的强度即可。

将侧缝7均匀分布，可以使净化烟气的气固分离的更加均匀。

优选的实施方式为，侧缝7的长度方向与排气管6的轴线之间的夹角为0°～60°。

侧缝7的设置方式可以是如图3所示的与排气管6轴线平行的竖直设置，也可以是如图7所示的与排气管6的轴线倾斜一定角度设置，在本实施例中，侧缝7与排气管6的轴线设置的倾斜角度为0°～60°。

侧缝7的倾斜方式还可以是如图8所示，即侧缝7的深度方向与排气管的径向产生夹角，夹角为0°～60°，进而便于旋转的气体的通过。

优选的实施方式为，排尘口8为多个；

排尘口8以筒体3的轴线为中心轴均匀分布。

将排尘口8设置为多个，且以筒体3的轴线为中心轴均匀分布，能够及时的将固体颗粒排出。

优选的实施方式为，排尘口8的面积为筒体3的横截面积的3％-15％。

优选的实施方式为，矩形进气管10为多个；

矩形进气管10以筒体3为轴心均匀分布。

优选的实施方式为，所述筒体3的轴线与所述进气管10的轴线不相交。

筒体3的轴线与进气管10的轴线不相交，能够使进气管10内进入到筒体3内的气体在筒体3内进行旋转，便于气固分离。

优选的实施方式为，所述筒体3与所述进气管10相切。

将筒体3与进气管10相切设置，能够使筒体3内的气体进行最大程度的旋转，提高气固分离的效率。

含尘烟气沿矩形进气管10切向进入分离单管13的筒体3内，与轴向进气相比，不存在催化剂颗粒被导向叶片打碎的现象中，进气方式采用单向、双向或三向进气，如图5和图6所示，第三级旋风分离器的气体分配室12内催化剂浓度是否均匀对单向进气方式的影响较小。当采用双向或三向进气使得其流型对称、流场稳定，相对于单向进气结构更有利于提高分离单管13的效率，但第三级旋风分离器的气体分配室12内催化剂浓度是否均匀对其影响相对较大。而且由于采用切向进气，与轴向进气相比，催化剂颗粒不会被导向叶片打碎，减少了小粒径催化剂颗粒的生成，提高了分离单管13的分离效率。

分离单管立式排布安装在第三级旋风分离器的壳体18中，如图9所示，分离单管13的筒体3和排气管6分别固定于壳体18内的上隔板5和下隔板9上。上隔板5和下隔板9将壳体18内的空间分隔为气体分配室12、集尘室14和集气室15三部分。上隔板5以上的区域为气体分配室12，分离单管13的进气管10与其连通；上隔板5与下隔板9之间的区域为集尘室14，分离单管13的排尘口8与其连通；下隔板9以下的区域为集气室15，分离单管13的排气管6的出口与其连通。

在第三级旋风分离器中气流与颗粒的分离过程为：含尘烟气首先由壳体18上设置的主进气口11进入气体分配室12，由进气管10切向进入各个分离单管13，在离心力的作用下，催化剂颗粒被甩向边壁，同时由边壁附近向下运动的气流将其带到分离单管13的底部，净化烟气进入排气管6，由于离心力的作用，净化烟气中的催化剂颗粒被甩向边壁，从排气管6上的侧缝7中排出，同时由筒体3与排气管6的环隙中向下运动的气流将其带到分离单管13的排尘口8处，由排尘口8排出，从而达到二次分离的目的。被带到分离单管13底部的催化剂颗粒均由排尘口8排出进入第三级旋风分离器的集尘室14，最后从壳体18上的主排尘口17排出。经过二次气固分离的净化烟气由排气管6排出进入第三级旋风分离器的集气室15，最后从设置在壳体18上的主排气口16排出，最终达到气固分离的目的。

上隔板5和下隔板9焊接设置在固定环4上，固定环4焊接设置在筒体3上，进而增加上隔板5和下隔板9与筒体3之间的连接强度，来保证上隔板5和下隔板9的使用寿命。

本实用新型应用于某120万吨/年FCC装置第三级旋风分离器改造中，分离单管为本实用新型的直流式分离单管，其具体参数见表1。

表1FCC装置第三级旋风分离器分离单管参数

由上述可以看出，本实用新型的分离单管13，由于它的进气口1和排气口2分别位于其的上下两端，这样省略了第三级旋风分离器集气室15中的膨胀节、储槽等结构，含尘烟气直接进入第三级旋风分离器的气体分配室12分配给各个分离单管13。这样的设置，能够使第三级旋风分离器的含尘烟气分配较均匀，占地较小，分离单管13在其中的布置与安装更加简捷方便。由于本实用新型的分离单管13没有锥段部分，不产生内旋流，这使其压降减小、能耗降低。进气结构为矩形进气口1，进气方式采用单向、双向或三向进气，第三级旋风分离器气体分配室12内催化剂浓度是否均匀对单向进气方式的影响较小。当采用双向或三向进气使得其流型对称、流场稳定，相对于单向进气结构更有利于提高分离单管13的效率，但第三级旋风分离器气体分配室12内催化剂浓度是否均匀对其影响相对较大。同时切向进气与轴向进气相比，有效抑制了催化剂颗粒易被导向叶片打碎的现象，提高了分离效率。并且在分离单管13的排气管6上部开设侧缝7，使进入排气管6的旋转烟气中的固体颗粒甩向边壁，由侧缝7排出，同时由筒体3与排气管6的环隙中向下运动的气流将其带到分离单管13排尘口8，并由排尘口8排出，从而达到气固二次分离的目的。因为排气管6的内径小于筒体3内径，所以可有效分离小粒径催化剂颗粒，进而提高分离单管13的效率。

本实用新型提供的用于第三级旋风分离器的直流式分离单管，将进气口1和排气口2分别位于筒体3的上下两端，使含尘烟气分配较均匀，分离单管13在其中的布置与安装更加简捷方便；进气管10与筒体3相切，采用切向进气方式，与轴向进气相比，消除了催化剂颗粒易被导向叶片打碎的现象；在排气管6上开设侧缝7，使进入排气管6的旋转烟气中的固体颗粒甩向边壁，由侧缝7排出，同时由筒体3与排气管6的环隙中向下运动的气流将其带到排尘口8，并由排尘口8排出，能够对气体和固体进行二次分离，提高分离单管的工作效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于第三级旋风分离器的直流式分离单管，其特征在于，包括筒体；

所述筒体的一端设置有进气管；

所述进气管与所述筒体连通；

所述进气管设置在所述筒体的侧壁上；

所述筒体的另一端设置有排气管；

所述排气管的一端伸入所述筒体内；

所述排气管与所述筒体同轴设置；

所述排气管设置在所述筒体内部的部分的侧壁上设置有侧缝；

所述筒体设置有所述排气管的一端的端面上设置有排尘口。

2.根据权利要求1所述的用于第三级旋风分离器的直流式分离单管，其特征在于，所述进气管为矩形管。

3.根据权利要求1所述的用于第三级旋风分离器的直流式分离单管，其特征在于，所述侧缝设置有多个；

所述侧缝以所述排气管的中心为轴线均匀分布。

4.根据权利要求1所述的用于第三级旋风分离器的直流式分离单管，其特征在于，所述侧缝的长度方向与所述排气管的轴线之间的夹角为0°～60°。

5.根据权利要求1所述的用于第三级旋风分离器的直流式分离单管，其特征在于，所述侧缝的深度方向与所述排气管的径向之间的夹角为0°～60°。

6.根据权利要求1所述的用于第三级旋风分离器的直流式分离单管，其特征在于，所述排尘口为多个；

所述排尘口以所述筒体的轴线为中心轴均匀分布。

7.根据权利要求1所述的用于第三级旋风分离器的直流式分离单管，其特征在于，所述排尘口的面积为所述筒体的横截面积的3％-15％。

8.根据权利要求1所述的用于第三级旋风分离器的直流式分离单管，其特征在于，所述进气管为多个；

所述进气管以所述筒体为轴心均匀分布。

9.根据权利要求1所述的用于第三级旋风分离器的直流式分离单管，其特征在于，所述筒体的轴线与所述进气管的轴线不相交。

10.根据权利要求1-9任一项所述的用于第三级旋风分离器的直流式分离单管，其特征在于，所述筒体与所述进气管相切。