CN207308133U - 一种适合于气固两相分离的轴向旋流器及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适合于气固两相分离的轴向旋流器及系统，旋流器包括若干个单元旋风管、排气管、旋流器管板和排气管管板，其中，所述若干个单元旋风管沿圆周方向纵向固定于旋流器管板上，每个单元旋风管下端配置有一排气管，所述排气管固定于排气管管板上；单元旋风管包括筒体，筒体内均设置有叶轴、导流锥和若干导叶，所述叶轴的两端设置有导流锥，导流锥的尖端均向外布设，所述叶轴圆周方向布设有若干表面具有曲率的导叶，利用离心力不同将气体和固体进行两相分离。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种适合于气固两相分离的轴向旋流器及系统。
背景技术
根据工艺路线的不同，应用气固分离装置的目的主要有两个，获得纯净的气体或者回收气体中的固体颗粒，广泛的应用于电力、化工、军事和能源等领域。一般气固分离装置的性能用可处理的气体量、含尘气体通过气固分离器的阻力损失和对气体中的颗粒的脱除效率来表达。目前工程上气固分离装置很多，最常用的是旋风分离器，旋风分离器是利用切向进口在分离器内产生强旋流，尘粒在离心力作用下被抛向旋风分离器内壁面上，进入集尘器从而被分离下来。但是对于传统的旋风分离器，其存在问题较多，主要有以下几方面：
(1)传统旋风分离器除尘气固分离效率不高，造成旋风分离器出口带尘；
(2)传统旋风分离器内部气流是强旋流，故阻力较大，会增大系统中风机的出力，增大运行成本；
(3)传统的旋风分离器体积较大，占地面积大，严重影响了系统中工艺布置、管路链接和增大建设初始投资。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述问题，提出了一种适合于气固两相分离的轴向旋流器及系统，本实用新型能够解决传统旋风分离器分离效率不高、运行阻力大和占地面积大等问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种适合于气固两相分离的轴向旋流器，包括若干个单元旋风管、排气管、旋流器管板和排气管管板，其中，所述若干个单元旋风管沿圆周方向纵向固定于旋流器管板上，每个单元旋风管下端配置有一排气管，所述排气管固定于排气管管板上；
所述单元旋风管包括筒体，筒体内均设置有叶轴、导流锥和若干导叶，所述叶轴的两端设置有导流锥，导流锥的尖端均向外布设，所述叶轴圆周方向布设有若干表面具有曲率的导叶，利用离心力不同将气体和固体进行两相分离。
进一步的，所述排气管的管径小于单元旋风管的管径，单元旋风管和排气管重合部分的圆环区域为排尘区。
进一步的，所述叶轴直径为旋风管直径的0.3～0.6倍，叶轴长度为旋风管直径的1.5～2倍，导流锥长度为叶轴直径的2～2.5倍。
进一步的，所述排气管前端延伸进入单元旋风管筒体内，单元旋风筒内排气管直径为旋流筒直径的0.6～0.7倍，排气管与旋流筒重合部分长度为旋流筒直径的0.7～0.85倍。
进一步的，所述旋流器与含尘管道采用法兰连接或直接焊接，集尘仓与旋流器外筒用法兰连接或直接焊接。
进一步的，所述旋流器管板包括旋流筒后置管板与旋流筒前置管板，且所述旋流筒后置管板与旋流筒前置管板之间利用拉杆定距和固定。
进一步的，所述排气管外端套设有排气管斜管板，与纵向布设的排气管具有一倾斜角度。
进一步的，所述单元旋风管的数量根据处理气量大小灵活布置，含尘气体分流到各个单元旋风管中。
基于上述轴向旋流器的工作方法，含尘气体经过导叶时，在前导流锥的作用下均匀流进导叶区域内，在离心力的作用下，含尘气体发生旋转，气相和固相在旋流筒内螺旋式向下运动，并且在运动的过程中紧贴旋流筒管壁；当气流运动到排气管进口时，由于气相和固相颗粒密度相差大，密度较小的气体进入排气管中，固体颗粒由于所受离心力较大继续保持螺旋式下降至排气管和筒体之间的环形区域，在排气管斜管板的作用下进入集尘仓中，从而实现气固两相分离的作用。
一种适合于气固两相分离系统，包括多组上述轴向旋流器，旋流器与含尘气体管道连接方式为法兰连接或者焊接，其中至少有一组旋流器作为备用旋流器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
1)本装置在设计入口流速为10m/s的工况下可以分离颗粒粒径为10μm及以上粒径的固体颗粒。
2)本装置运行静压压降约为500Pa，远远小于传统的旋风分离器压降，可以降低风机出力，减小运行成本。
3)本装置可直接安装在热解气或者含尘管道中，占地面积较小，布置灵活，建设初始投资小。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为单元旋风管结构示意图；
图2为轴向旋流器四联装模块化结构示意图；
图3为旋风管导流锥、叶轴与导叶的细节示意图；
其中，1.旋流筒，2.导流锥，3.叶轴，4.导叶，5.排气管，6.拉杆，7.旋流筒后置管板，8.排气管斜管板，9.排气管后置管板，10.旋流筒前置管板，11.旋流器外筒。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。
本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在传统旋风分离器分离效率不高、运行阻力大和占地面积大等不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种适用于气固两相分离的轴流式旋流器。
本实用新型轴向旋流器的结构如图1所示，包括1.旋流筒2.导流锥3.叶轴4.导叶5.排气管。轴流式旋流器垂直布置，单元旋流器布置在旋流器管板上，旋流器管板依据可依据管道形状随机变化；单元旋风管用旋流器管板固定，用拉杆确定管板之间的距离，单元旋风管的旋流筒和排气管同心布置；旋流筒前置管板与旋流器外筒、旋风管采用焊接方式连接，排气管后置管板、排气管斜管板与排气管和旋流器外筒采用焊接方式连接。旋流器管板与该分离器利用离心力不同的原理将气体和固体进行两相分离，结构简单、分离效率高、运行阻力小和占地面积小。
旋流器单元旋风管是直筒型，包括直径较大的旋流筒和直径较小的排气管，旋流筒和排气管重合部分的圆环区域为排尘区。
旋流器单元旋风管内设有叶轴、导流锥和若干导叶。
旋流器单元旋风管内叶轴直径d1为旋流筒直径D的0.3～0.6倍，叶轴长度L2为旋流筒直径D的1.5～2倍，导流锥长度L6为叶轴直径d1的2～2.5倍。
旋流器单元旋风管旋流筒直径，式中Q为含尘管道的气体流量，m3/s；n为单元旋流器中所含有的单元旋风管的数量，v为含尘管道流速，m/s。
旋流器单元旋风筒内排气管直径d2＝0.6～0.7D，排气管与旋流筒重合部分长度L4约为0.7～0.85D。
旋流器与含尘管道采用法兰链接，集尘仓可与旋流器外筒用法兰链接，也可直接焊接。所述的旋流筒直径式中Q为含尘管道的气体流量，m3/s；n为单元旋流器中所含有的单元旋风管的数量，v为含尘管道流速，m/s。
工作流程为：含尘气体经管道流进轴向旋流器中，旋流器由若干个单元管组成，单元管的数量根据处理气量大小灵活布置，含尘气体分流到单元旋风管中。如图1所示，含尘气体经过导叶(4)时，在前导流锥(2)的作用下均匀流进导叶区域内，实验证明前导流锥(2)具有降低装置压降的作用，在离心力的作用下，含尘气体发生旋转，气相和固相在旋流筒(1)内螺旋式向下运动，并且在运动的过程中紧贴旋流筒(1)管壁。当气流运动到排气管进口时，由于气相和固相颗粒密度相差较大，密度较小的气体进入排气管中，固体颗粒由于所受离心力较大继续保持螺旋式下降至排气管(5)和旋流筒(1)之间的环形区域，在排气管斜管板(8)的作用下进入集尘仓中，从而实现气固两相分离的作用。若考虑到轴向旋流器处于高温环境，旋流筒(1)和排气管(5)可用耐高温的310s合金钢制造，轴向旋流器叶轴(3)、导流锥(2)和导叶(4)考虑到高温环境和固体颗粒的磨损可选用陶瓷材料。如图2，单元旋流器是由四个单元管组成，在工业应用中可以根据实际负荷和场地设计其他个数组合方式，管板的形状也可根据烟道形状设计。
上述旋流器单元是若干个单元旋风管组成的，旋流筒前置管板(10)与旋流器外筒(11)、旋风管(1)采用焊接方式连接，排气管后置管板(9)排气管斜管板(8)与排气管(5)和旋流器外筒(11)采用焊接方式连接；旋流筒后置管板(7)与旋流筒前置管板(10)之间利用拉杆(6)定距和固定；在工程应用中一般是多组旋流器组合布置，可以考虑两用一备和三用一备的组合方式，旋流器与含尘气体管道连接方式可以是法兰连接或者焊接。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种适合于气固两相分离的轴向旋流器，其特征是：包括若干个单元旋风管、排气管、旋流器管板和排气管管板，其中，所述若干个单元旋风管沿圆周方向纵向固定于旋流器管板上，每个单元旋风管下端配置有一排气管，所述排气管固定于排气管管板上；
所述单元旋风管包括筒体，筒体内均设置有叶轴、导流锥和若干导叶，所述叶轴的两端设置有导流锥，导流锥的尖端均向外布设，所述叶轴圆周方向布设有若干表面具有曲率的导叶，利用离心力不同将气体和固体进行两相分离。
2.如权利要求1所述的一种适合于气固两相分离的轴向旋流器，其特征是：所述排气管的管径小于单元旋风管的管径，单元旋风管和排气管重合部分的圆环区域为排尘区。
3.如权利要求1所述的一种适合于气固两相分离的轴向旋流器，其特征是：所述叶轴直径为旋风管直径的0.3～0.6倍，叶轴长度为旋风管直径的1.5～2倍，导流锥长度为叶轴直径的2～2.5倍。
4.如权利要求1所述的一种适合于气固两相分离的轴向旋流器，其特征是：所述排气管前端延伸进入单元旋风管筒体内，单元旋风筒内排气管直径为旋流筒直径的0.6～0.7倍，排气管与旋流筒重合部分长度为旋流筒直径的0.7～0.85倍。
5.如权利要求1所述的一种适合于气固两相分离的轴向旋流器，其特征是：所述旋流器与含尘管道采用法兰连接或直接焊接，集尘仓与旋流器外筒用法兰连接或直接焊接。
6.如权利要求1所述的一种适合于气固两相分离的轴向旋流器，其特征是：所述旋流器管板包括旋流筒后置管板与旋流筒前置管板，且所述旋流筒后置管板与旋流筒前置管板之间利用拉杆定距和固定。
7.如权利要求1所述的一种适合于气固两相分离的轴向旋流器，其特征是：所述排气管外端套设有排气管斜管板，与纵向布设的排气管具有一倾斜角度。
8.如权利要求1所述的一种适合于气固两相分离的轴向旋流器，其特征是：所述单元旋风管的数量根据处理气量大小灵活布置，含尘气体分流到各个单元旋风管中。
9.一种适合于气固两相分离系统，其特征是：包括多组如权利要求1-8中任一项所述的轴向旋流器，旋流器与含尘气体管道连接方式为法兰连接或者焊接，其中至少有一组旋流器作为备用旋流器。
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| CN117504405A (zh) * | 2024-01-05 | 2024-02-06 | 宁波开诚生态技术股份有限公司 | 一种餐厨垃圾调浆除砂装置 |
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