CN2434066Y

CN2434066Y - 排气管带导流槽的切流返转型蜗壳式旋风分离器

Info

Publication number: CN2434066Y
Application number: CN 00215054
Authority: CN
Inventors: 陈建义; 毛羽; 罗晓兰; 魏跃东
Original assignee: PETROLEUM UNIV; China Petrochemical Corp
Current assignee: PETROLEUM UNIV; China Petrochemical Corp
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2000-06-05
Publication date: 2001-06-13
Anticipated expiration: 2010-06-05

Abstract

本实用新型提供了一种排气管带导流槽的切流反转型蜗壳式旋风分离器,它自上而下包括切向蜗壳式进口1、带导流槽的排气管2、筒体3、锥体4及排尘灰斗5等部件,插入筒体3内的排气管2为锥管7或圆管6和锥管7的组合,在排气管圆周上开有导流斜槽8、9。在构成旋分离器本体的锥体4下端对称开有4—8个预泄尘口11;对排气管的直径、开缝面积、插入深度以及分离器的进口面积、高径比等进行了优化匹配,具有效率高、压降低、操作弹性大的特点,尤其适合对细小颗粒分离要求高的场合。

Description

排气管带导流槽的切流返转型蜗壳式旋风分离器

本实用新型涉及气固两相分离所用的旋风分离器。

旋风分离器结构简单，操作维护方便，是气固分离过程中应用最广的一种设备。它又是石油化工流化反应装置，如流化催化裂化、丙烯腈反应器等节约昂贵催化剂，保证整个装置平稳运行的关键设备。但是，随着工业装置生产规模的提高以及操作条件变得更为苛刻，对旋风分离器的要求也不断提高。一方面要求旋风分离器有更强的捕集细粉的能力，一方面又要求其压降进一步降低。例如，在丙烯腈反应器内，虽然旋风分离器入口催化剂浓度高达10～20kg/m³，但其出口浓度要求在30～40mg/m³之间，以确保催化剂损耗不超过0.4kg/t·AN，并且其压降不得超过7kPa。再如炼油催化裂化沉降器和再生器对旋风分离器也均有类似的要求。

通常流化装置中所用旋风分离器为切流反转式，如我国炼油、化工行业广泛采用的PV型、GE型、Ducon型及Buell型旋风分离器均为切流反转式。从旋风分离器内流场及浓度场的测定结果发现，这类旋风分离器的共性问题是：(1)排气管进口附近存在严重的短路流；(2)排尘口处存在返混夹带现象；(3)旋风分离器顶部存在顶灰环。Ducon型的螺旋顶结构、Buell型的旁室结构就是为了解决“顶灰环”问题设计的，但同时增加了结构和制造上的复杂性，而且也难以解决更严重的“短路流”和“返混夹带”问题。PV型和GE型均为平顶结构，它们是通过尺寸的合理匹配获得高性能。尤其是PV型旋风分离器，不但优化了进气结构，而且对各部分尺寸进行了分类优化设计，所以在上述常规的旋风分离器中，PV型的分离性能是最佳的。但即便如此，其内部仍存在突出的“短路流”和“返混夹带”等问题。可见，要达到压降更低、效率更高这目的，就必须有效地减少“短路流”、“返混夹带”等因素对分离过程的不利影响。

本实用新型的目的在于：对目前通用的切流反转式旋风分离器进行改进，提供一种排气管带导流槽的切流反转型蜗壳式旋风分离器，解决现有分离器存在的短路流及返混夹带等问题，从而提高效率、降低压降。

本实用新型的目的是这样实现的，它自上而下包括蜗壳式进气口1、带导流槽的排气管2、圆柱形筒体3、锥体4、排尘灰斗5等部件。旋风分离器的本体由圆柱形筒体3和锥体4构成，排气管2插入筒体3内，排气管2为锥管7或圆管6和锥管7的组合；且在排气管上开有导流斜槽8、9。导流斜槽8、9与当地气流方向所成的夹角为90～180°；在构成旋风分离器本体的锥体4之下方对称地开有4-8个预泄尘孔11。本实用新型对旋风分离器的排气管的直径、开缝面积、插入深度以及分离器的进口面积、高径比等进行了优化匹配，其优化后的参数为：斜槽8、9的总面积与排气管下口10的面积之比值为3.0～6.0；斜槽8、9的总面积是进气口1面积的1.2～2.4倍；排气管2的下口10的直径与旋风分离器筒体3的直径之比值为0.2～0.5；排气管2的插入深度与筒体3的高度之比值为0.5～0.65。筒体3和锥体4的高度之比值为1.2～2.0；筒体3和锥体4高度之和与旋风分离器筒体直径之比值为4.3～5.9。排尘口1 2的直径与旋风分离器筒体直径之比值为0.34～0.52。预泄尘孔11中心距排尘口1 2的距离与旋风分离器直径之比值为0.45～0.58；孔11的总面积与排尘口12的面积之比值为0.15～0.32。

图1是依据本实用新型所提供的排气管带导流槽的切流反转型蜗壳式旋风分离器总体结构示意图。

图2是依据本实用新型所提供的排气管带导流槽的切流反转型蜗壳式旋风分离器A-A截面剖示图。

图3是依据本实用新型所提供的排气管带导流槽的切流反转型蜗壳式旋风分离器的排气管B-B截面剖示图。

下面结合附图和实施例来详细描述本实用新型的具体结构及其工作原理。

如图1所示，该旋风分离器由五部分组成：蜗壳式进气口1；带导流槽的排气管2；旋风分离器筒体3；旋风分离器锥体4；排尘灰斗5。本实用新型为排气管带导流槽的切流反转型蜗壳式旋风分离器。其突出特点在于带导流槽的排气管2、在分离器锥体4下部开预泄尘口11及优化的高径比。它的排气管2的下口10的直径较常规的小得多，这样可确保气流在旋风分离器内产生很强的离心力场，并显著提高分离效率，但排气管2的下口10的直径过小会导致压降急剧上升。为解决这一矛盾，在排气管2的圆管6及锥管7四周均匀开设导流斜槽8、9，使气流能通过这些斜槽进入排气管。这样实际上增大了流通面积，故压降不致升高，同时又有效地减少了排气管2的下口10附近的短路流量。另外，由于斜槽8、9和当地气流方向成90～180°角，气流必须在急剧变向后才能通过斜槽进入排气管2，气流中所夹带的颗粒则因惯性而难以跟随进入斜槽，因此保证了旋风分离器有很好的分离性能。

其次，在距排尘口12上方处沿周向对称开设的4-8个预泄尘孔11可以提前将捕集的颗粒导入下部的灰斗5，从而降低了排尘口12处的颗粒浓度，抑制了排尘口12处的“返混”，现象。同时，为了减少灰斗5内的返混夹带所造成的影响，本实用新型进一步优化了旋风分离器的高径比，这样一方面延长了气流在器内的停留时间，使颗粒得以充分的分离，另一方面因返混夹带从灰斗返回到器内的颗粒也有了更多的二次分离的机会。

此外，本实用新型的进气口1的面积、排气管2的下口10的直径、导流槽8、9的面积之和以及筒体3和锥体4的高度之和与旋风分离器直径之比之间进行了最优匹配，使得它不仅效率高、压降低，而且操作弹性大，尤其适合对细小颗粒捕集要求高的场合。

本实用新型具有效率高、压降低的特点。冷态下用325目滑石粉试验表明：在同样效率要求下，压降可降低20％～30％；在同样压降条件下，效率可提高2～3个百分点；本实用新型操作弹性大，尤其适合细微颗粒的捕集；对现有流化装置换用依据本实用新型所提出的排气管带导流槽的切流反转型蜗壳式旋风分离器，无需增设或改动其它设备。

Claims

一种排气管带导流槽的切流反转型蜗壳式旋风分离器，它自上而下包括切向蜗壳式进口1、带导流槽的排气管2、筒体3、锥体4及排尘灰斗5等部件，旋风分离器的本体由圆柱形筒体3和锥体4构成，排气管2插入筒体3内，排气管2为锥管7或圆管6和锥管7的组合，其特征在于在排气管上开有导流斜槽8、9，导流斜槽8、9与当地气流方向所成的夹角为90～180°；在构成旋风分离器本体的锥体4之下方对称地开有4-8个预泄尘孔11；对各部件的尺寸进行了优化匹配，其优化后的参数为：斜槽8、9的总面积与排气管下口10的面积之比值为3.0～6.0；斜槽8、9的总面积是进气口1面积的1.2～2.4倍；排气管的下口10的直径与旋风分离器筒体3的直径之比值为0.2～0.5；排气管2的插入深度与筒体3的高度之比值为0.5～0.65，筒体3和锥体4高度之比值为1.2～2.0，筒体3和锥体4高度之和与旋风分离器筒体直径之比值为4.3～5.9；排尘口12的直径与旋风分离器筒体直径之比值为0.34～0.52，预泄尘孔11中心距排尘口12的距离与旋风分离器直径之比值为0.45～0.58，孔11的总面积与排尘口12的面积之比值为0.15～0.32。