EA002096B1 - Способ и устройство для отделения твердых веществ от газообразной фазы - Google Patents

Abstract

Способ отделения материалов, находящихся в двух различных фазах, друг от друга и устройство для осуществления способа. В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения вторую фазу, в которой имеется материал в суспендированном или дисперсном виде, подают в средство (2-5, 6-9) для сепарации, в котором суспендированная/дисперсная фаза отделяется от первой фазы под действием центробежной силы. При этом, по меньшей мере, одно из средств для сепарации (2-5, 6-9) содержит циклон с множеством входных каналов, в который поток материалов, подлежащий обработке, подается через питающее сопло (2, 6), имеющее кольцевое поперечное сечение. Использование циклона с множеством входных каналов, например, в процессе крекинга с флюидизированным катализатором дает существенные преимущества с точки зрения динамики текучих сред и управления процессом по сравнению с обычными и стандартными циклонами с одним входным каналом.

Description

Изобретение относится к способу отделения двух фаз друг от друга, а также к устройству для осуществления способа. В частности, изобретение относится к способу согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения, предназначенному для отделения твердых веществ, и/или жидкостей от потоков газов или соответственно для отделения твердых веществ от потоков жидкостей. Согласно способу по настоящему изобретению поток, находящийся в газообразной фазе и несущий, например, катализатор, или другие твердые вещества, или жидкую фазу, подают в средство для сепарации, в котором другую фазу затем отделяют от газообразной фазы под действием центробежной силы. Для отделения твердых веществ от потока, находящегося в жидкой фазе, поток жидкости подают аналогичным образом в устройство для сепарации, в котором твердые вещества отделяются от жидкости под действием центробежной силы.

Изобретение также относится к устройству согласно ограничительной части п.15 формулы изобретения, которое используется для отделения твердых веществ и/или жидкостей от потоков газов/жидкостей в установке с псевдоожиженным слоем.

Реакторы с псевдоожиженным слоем представляют собой примеры устройств, имеющих наибольшую промышленную ценность, которые используются для отделения двух фаз друг от друга. Обычно реакторы с псевдоожиженным слоем применяются в процессах конверсии углеводородов и выработки энергии. В этих устройствах катализатор или аналогичный материал, содержащий твердые частицы, который обеспечивает улучшение теплопередачи или псевдоожижения твердого материала, удерживается в псевдоожиженном состоянии с помощью потока углеводородов, находящихся в газообразной фазе, или потока дымовых газов. Затем твердые частицы отделяются от потока газов с помощью циклона.

Наиболее часто используемым реактором с псевдоожиженным слоем является реактор с кипящим слоем, в котором линейная скорость потока текучей среды, как правило, в 5-10 раз превышает минимальную скорость псевдоожижения, которая может обеспечить удерживание основной части твердых веществ в псевдоожиженном слое реактора, в результате чего никакое существенное количество твердых веществ не может выйти из реактора вместе с потоком углеводородов и дымовых газов. Под термином «минимальная скорость, при которой выделяются пузырьки» понимается линейная скорость потока газа, при которой часть потока газа начинает проходить через слой в виде пузырьков. Эта минимальная скорость, при которой выделяются пузырьки, зависит от свойств псевдоожижающего газа и используемых твердых веществ.

Когда скорость потока газа возрастает до значений, превышающих минимальную скорость, при которой выделяются пузырьки, верхняя часть псевдоожиженного слоя становится менее определенной и фактически превращается в зону с градиентом, в которой содержание твердых веществ уменьшается в направлении вверх по потоку. При достаточно высоких скоростях потока образуется псевдоожиженный поток, в котором практически все твердые частицы оказываются захваченными потоком газа, который обеспечивает поддержание псевдоожиженного состояния. В этом случае твердые частицы, отделенные с помощью циклонов от потока газа, должны быть возвращены в нижнюю часть реакционного пространства для сохранения постоянного массового баланса.

Как было указано, способ и устройство согласно изобретению могут быть использованы, например, в процессах, применяемых для обработки углеводородов. Примеры таких процессов включают каталитический и термический крекинг, дегидрирование, синтез Фишера-Тропша, производство ангидрида малеиновой кислоты и дегидродимеризацию метана.

В качестве примера применения реактора с псевдоожиженным слоем, широко используемого при выработке энергии, можно привести котел, в котором псевдоожиженный материал, такой как песок и/или частицы твердого топлива, подвергается псевдоожижению с помощью потока воздуха для горения и дымового газа, выделяющегося в процессе реакции. Также можно использовать жидкое или газообразное топливо. Реакторы с циркулирующим псевдоожиженным слоем, в которых применяются как кипящий псевдоожиженный слой, так и псевдоожижение путем захвата, традиционно используются в данной области. В этих реакторах твердые вещества и несгоревшие частицы удаляются из потока дымового газа с помощью циклонов. В данном контексте термин «псевдоожижение путем захвата» относится к псевдоожижению, которое происходит как в турбулентной области быстрой флюидизации, так и в области пневматического переноса.

Процессы конверсии углеводородов осуществляют путем использования реакторов с неподвижным слоем и реакторов с псевдоожиженным слоем (реакторов с псевдоожиженным слоем катализатора). В данном контексте термин «оборудование для процессов с псевдоожиженным катализатором» используется для обозначения оборудования, применяемого в процессах, в которых имеется мелкодисперсный пылевидный катализатор, суспендированный, например, в потоке медленно поднимающегося вверх газа, при этом катализатор способствует осуществлению требуемых реакций.

Одной из наиболее широко используемых в данной области систем реакторов с флюидизированным катализатором является оборудова ние для крекинга с флюидизированным катализатором, содержащее стояк, используемый в качестве реактора, работающего в режиме, соответствующем потоку с быстрой флюидизацией, и регенератор, работающий в режиме, соответствующем кипящему слою с плотной фазой.

В реакторах с псевдоожиженным слоем твердые частицы суспендированных твердых веществ и газообразный продукт отделяются друг от друга в циклонах, в которых используется действие центробежной силы. Как правило, некоторое количество циклонов должно быть соединено последовательно вдоль траектории потока газа, чтобы повысить общую эффективность улавливания, поскольку единичные циклоны обычной конструкции обладают худшей способностью к сепарации частиц размером менее 15 мкм. Циклон считается эффективным, если он обладает способностью отделять эти частицы с малым диаметром от потока газа.

Помимо случаев применения, связанных с реакторами с псевдоожиженным слоем, циклоны также используются, например, для отделения капель жидкости в паровых установках, твердых частиц от дымовых газов в процессах сушки, для разделения фаз при двухфазных потоках (в оборудовании для туманоулавливания), для отделения твердых частиц от газов (в пылеуловителях) и в качестве гидроциклонов, используемых для предварительного отделения твердых веществ от сточных вод.

Циклонные сепараторы имеют спиральную конструкцию, в которой суспензию твердого вещества направляют в виде проходящего по касательной потока в цилиндрическую секцию циклона, тем самым частицы катализатора отделяются от газа на небольшом расстоянии от внутренней стенки циклона, когда поток циркулирует обычным образом, совершая 7-9 оборотов внутри цилиндрической секции циклона и конической секции, образующей продолжение цилиндрической секции. Также известны аксиальные циклоны, в которых газ, проходящий по трубе, циркулирует с помощью лопастей, в результате чего твердые частицы под действием центробежной силы отгоняются к стенке трубы и благодаря этому отделяются от потока газа.

Наиболее широко используемым типом циклона является спиральный циклон с одним входным каналом, называемый циклоном Ζθπζ, в котором соотношения различных частей циклона стандартизированы, в результате чего обеспечивается возможность установления размеров циклона на основе графиков и расчетных формул. Степень улавливания, обеспечиваемая таким циклоном, может быть повышена за счет большого числа оборотов потока в камере циклона, высокой скорости потока у впускного сопла, более высокой плотности твердых частиц, более узкого канала впускного сопла и более низкой вязкости газа.

Испытания показали, что в используемом для предварительной сепарации циклоне установки для крекинга с флюидизированным катализатором продолжительность пребывания газа в зоне от верхней части стояка до выходного отверстия циклона составляет порядка 1,0 - 2,0с, после чего катализатор будет оставаться в резервуаре для сепарации при повышенной температуре в течение дополнительного промежутка времени, составляющего 5 - 40с. В течение этого времени ценные соединения будут потеряны вследствие термически индуцируемых реакций. В результате бензиновые продукты посредством термического крекинга будут преобразованы в горючие газы, в частности углеводороды С₂типа. Другими побочными продуктами термических реакций являются диены, такие как бутадиены, которые в установке для алкилирования вызывают существенное увеличение потребления кислоты. В свою очередь, пентадиены обладают значительной реакционной способностью, в результате чего их отрицательное воздействие проявляется в виде пониженной стойкости бензина, полученного крекингом с флюидизированным катализатором, к окислению. Дополнительные проблемы, затрудняющие использование обычных установок для крекинга с флюидизированным катализатором, связаны с тем, что в этих установках недостаточно регулируется продолжительность реакции и имеет место эрозия частиц катализатора/циркулирующих твердых частиц и конструкций реактора.

Проблемы, главным образом, связаны с такими существенными частями оборудования, как устройства для отделения газов от твердых веществ/катализаторов, т.е. с циклонами, которые в большинстве случаев выполнены в виде устройств с одним входным каналом. В данном случае термин «циклон с одним входным каналом» относится к конструкции циклона, имеющего только одно впускное сопло для подачи потока газа в циклон. Для достижения заданной способности пропускания потока множество этих устройств, как правило, соединяют параллельно и затем по два или три последовательно.

Помимо того, что обычные конструкции циклонов являются сложными и дорогими, они требуют большой площади, занимаемой оборудованием. Кроме того, внутреннее пространство циклонов должно быть покрыто керамическим соединением для предотвращения эрозии.

Задачей изобретения является преодоление вышеописанных недостатков и разработка способа и устройства совершенно нового типа, предназначенных для отделения твердых веществ от потока газа.

Решение задачи настоящего изобретения достигается посредством замены, по меньшей мере, одного из обычных циклонов, используемых в процессе с флюидизированным катализатором, на циклон, имеющий многочисленные впускные отверстия (также известный как циклон с множеством впускных отверстий или циклон с множеством входных каналов), или, альтернативно, на множество таких циклонов с множеством входных каналов, соединенных последовательно в количестве одного или более. В данном случае термин «циклон с множеством входных каналов» используется для обозначения конструкций циклонов, имеющих, по меньшей мере, два, предпочтительно, по меньшей мере, от 4 до 8 входных каналов, предназначенных для направления потока газа, так чтобы он сталкивался с внутренней стенкой циклона как, по существу, направленный по касательной поток. Степень улавливания, обеспечиваемая циклоном с множеством входных каналов, можно повысить при низких скоростях потока, и его конструкция является более простой и более дешевой по сравнению с конструкциями обычных циклонов. Кроме того, площадь, занимаемая циклоном с множеством входных каналов, меньше.

Впервые циклон с множеством впускных отверстий упоминается в патентной публикации, поданной Ε.Ι. Όιι Ροηΐ бе Ыешоигк апб Сотрапу в 1974 г. (патент США № 3969096). В приведенной патентной публикации описан циклонный сепаратор, имеющий впускные отверстия для газа с множеством лопастей, причем указанный циклон служит для отделения суспендированных твердых частиц от выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания (в автомобиле).

Однако в патентной публикации Ε.Ι. Όιι Ροηΐ бе №тоига апб Сотрапу не представлена теория, способная объяснить, почему циклон с множеством входных каналов имеет хорошую эффективность улавливания при малой разности давлений. В соответствии с гипотезой, изложенной в данной публикации, входной направляющий аппарат направляет поток поступающего газа в циклонный сепаратор в виде листообразных потоков, проходящих близко от внутренней стенки корпуса циклона, в результате чего захваченные частицы будут проходить более короткое расстояние перед сепарацией. Кроме того, входные потоки, имеющие форму листов, образуют более ровную границу раздела масс между проходящими вниз и вверх по спирали входными потоками, в результате чего поток обладает пониженной склонностью к образованию завихрений. Как утверждается в заявке, уменьшение вихреобразования способствует уменьшению силы торможения, вызывающей снижение скорости и действующей на прибывающий поток, в результате чего повышается эффективность сепарации.

Оборудование для сепарации или циклоны, используемые в настоящем изобретении, содержат камеру циклона, имеющую, по меньшей мере, по существу, вертикальную центральную ось и предпочтительно, по существу, круглое поперечное сечение ее внутреннего пространства, в результате чего разделительная камера является ротационно симметричной относительно ее центральной оси. С разделительной камерой соединено сопло для подачи технологических газов, причем сопло имеет, по существу, круглое поперечное сечение, сцентрированное относительно центральной оси камеры. Кроме того, разделительная камера имеет центральную трубу, установленную в ней для отвода газов, и отводящую вниз (спускную) возвратную вертикальную трубу, предназначенную для улавливания твердых частиц, отделенных от газовой фазы. Разделительная камера снабжена комплектом направляющих лопаток, образующих жалюзи, которые заставляют газ, подлежащий обработке, принимать форму потока, циркулирующего близко от внутренней стенки камеры циклона, в результате чего отделение твердых частиц от газовой фазы осуществляется под действием центробежной силы.

Предпочтительно устройство включает цилиндрические корпуса, установленные соосно внутри друг друга, при этом каналы между корпусами, имеющие кольцеобразное поперечное сечение, служат в качестве пространства для псевдоожижения, и отводящую вниз, возвратную вертикальную трубу реактора. Катализатор или твердые вещества отделяются от выходящей из реактора суспензии в газовой фазе с помощью циклона с множеством входных каналов, расположенного непосредственно над проходящим в аксиальном направлении кольцевым каналом для потока, образованным между корпусами.

В данном случае термин «твердые частицы» относится к материалу, образующему суспензию в реакционном пространстве. Как правило, твердые частицы состоят из частиц катализатора, если реактор используется в каталитических реакциях. В том случае, когда реактор используется в физических или тепловых процессах, твердые частицы могут представлять собой или инертные твердые частицы, используемые для переноса тепла, или материала в реакционное пространство или из него, или, в альтернативном варианте, частицы твердого топлива. Катализатор выбирают в соответствии с протекающим процессом.

Циклон с множеством входных каналов предпочтительно соединен с верхней частью реакционного пространства. Материал, подлежащий обработке в циклоне, пропускают через множество впускных отверстий в камеру циклона. Отверстия для подачи материала могут быть расположены симметрично или асимметрично вокруг центральной оси циклона. Предпочтительно отверстия расположены симметрично, и пространство стояка имеет кольцевое поперечное сечение, в результате чего поток является однородным по всему поперечному сечению канала для потока. В этом случае ци клон снабжен направляющим аппаратом для потока, предназначенным для того, чтобы обеспечить прохождение потока по спирали, что необходимо для центрифугирования. Как правило, лопатки направляющего аппарата установлены по кругу в виде жалюзи по периметру внутренней стенки камеры циклона с тем, чтобы образовать жалюзи, содержащие множество параллельных входных каналов для потока поступающего газа. Таким образом, питающее сопло циклона с множеством входных каналов содержит средства для отклонения входящего потока, который поступает в циклон радиально. Такие средства могут быть образованы, например, направляющим аппаратом, расположенным в верхней части циклона, так что, по меньшей мере, некоторая часть площади лопаток, отклоняющих сталкивающийся с ними поток, придает потоку составляющую по существу высокой скорости, направленную в сторону центральной оси циклона, тем самым эта часть служит для направления потока газа от зоны периметра циклона в сторону центра циклона.

В котлоагрегате СУМ1С с циркулирующим слоем, разработанном фирмой Куаегпег Ри1рт§ Оу (ранее Татре11а Ро^ег Оу), такой циклон с множеством входных каналов используется для удаления захваченных частиц материала псевдоожиженного слоя из дымовых газов и для возврата твердых частиц обратно в котлоагрегат. Циклон расположен во внутреннем пространстве котлоагрегата и охлаждается водой.

Можно разместить второй циклон с множеством входных каналов во внутреннем пространстве первого циклона с множеством входных каналов или альтернативно во внутреннем пространстве обычного циклона ввиду того, что поток газа в циклоне является симметричным, таким образом обеспечивается возможность распределения потока симметричным образом по направляющему аппарату вторичного циклона. Такой тип устройства обеспечивает получение предпочтительных свойств потока и конструкции, поскольку более низкая концентрация катализатора во вторичном циклоне обеспечивает возможность эксплуатации такого циклона при более высокой скорости потока по сравнению с предшествующим, расположенным выше по потоку циклоном. В зависимости от имеющейся производственной площади и степени улавливания заданное число циклонов может быть соединено последовательно.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения питающее сопло, по существу, с кольцевым поперечным сечением, используемое согласно изобретению для распределения газов, подлежащих обработке, конструктивно выполнено таким образом, что средства для отклонения входящего радиально потока газа проходят в радиальном направлении снаружи по отношению к наружному периметру циклона. Кроме того, в особенно предпочтительном ва рианте осуществления изобретения средства, такие как питающее сопло, содержащее направляющий аппарат, проходят в наружном пространстве циклона от верхнего уровня циклона вниз вдоль наружного периметра корпуса циклона. В этом случае часть направляющего аппарата, расположенного на наружной поверхности циклона и направленного вниз на наружной поверхности циклона, может быть приспособлена для направления потока, поступающего в циклон, вверх от предыдущего циклона, который окружает этот циклон. Направление потока в данном случае используется для указания, например, на управление потоком, стабилизацию и/или отклонение. Направляющий аппарат также может быть размещен только частично внутри входного канала или, альтернативно, полностью, или только частично внутри циклона.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения отводящие вниз возвратные вертикальные трубы концентрично расположенных циклонов размещены соосно аналогичным образом. В дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения, имеющем, по меньшей мере, два концентрично расположенных циклона с множеством входных каналов, циклоны предпочтительно имеют такую конструкцию, что направляющий аппарат любого внутреннего циклона всегда расположен над направляющим аппаратом, соответственно находящимся выше по потоку предыдущего наружного циклона.

Соответственно решение задачи изобретения достигается путем размещения, по меньшей мере, одного вторичного циклона с множеством входных каналов внутри первичного циклона или другого предыдущего вторичного циклона.

Более точно, способ согласно изобретению отличается признаками, приведенными в отличительной части п. 1 формулы изобретения. Устройство согласно изобретению отличается признаками, приведенными в отличительной части п.15 формулы изобретения.

Настоящее изобретение обеспечивает существенные преимущества. Соответственно конструкция оборудования согласно изобретению, которая основана на использовании циклона с множеством входных каналов, обеспечивает значительные преимущества с точки зрения динамики жидкостей и газов и технологии производства по сравнению с традиционными конструкциями и обычно используемыми циклонами с одним входным каналом. Это обусловлено тем обстоятельством, что в обычных циклонах с одним входным каналом поток твердых частиц сталкивается с внутренней стенкой циклона в виде однородной суспендированной в газе струи, имеющей большую скорость течения, которая в первичных циклонах, как правило, находится в диапазоне 20-25 м/с, во вторичных циклонах составляет приблизительно 35 м/с и в третичных циклонах приблизительно 40 м/с. Скорость потока ударяющей струи должна быть высокой, поскольку ширина впускного сопла циклона (ширина струи) обычно, например, в стандартизированных циклонах Ζοηζ составляет приблизительно одну четвертую диаметра циклона, и твердые частицы должны быть перемещены через всю ширину ударяющей струи ближе к внутренней стенке циклона с тем, чтобы обеспечить отделение твердых частиц от потока газа. В этом типе циклона местом, наиболее подверженным эрозии, является зона внутренней стенки циклона, воспринимающая удар струи из суспендированных частиц катализатора.

В конструкции согласно изобретению проблемы эрозии устранены за счет улучшенной газодинамики: обычный единичный входящий поток твердых частиц, имеющий большой объем, разделяется на множество потоков масс меньшего объема, сталкивающихся с внутренней стенкой циклона с множеством входных каналов, в результате чего воздействие, вызывающее эрозию, распределяется по большей площади. Благодаря конструкции с множеством входных каналов входные каналы циклона можно выполнить узкими, в результате чего слой катализатора становится неглубоким, и скорость потока у любого входного канала может быть значительно меньше, чем в обычных циклонах с одним входным каналом, в которых уменьшение ширины входного канала потребовало бы увеличенной высоты канала, что привело бы к более высокому циклону и вызвало бы необходимость в выполнении питающего канала с удлиненной и неудобной формой. Возможность использования уменьшенной скорости поступающего в циклон потока способствует дополнительному снижению интенсивности эрозии, которая согласно опубликованным ссылкам зависит от скорости потока в четвертой - пятой степени.

При испытаниях, проведенных при комнатной температуре, циклон согласно изобретению диаметром 465 мм с входными каналами с полной площадью и прямолинейными лопатками показал степень улавливания, составляющую 99,99% при скорости входящего потока 5,6 м/с, когда массовая скорость потока катализатора в поперечном сечении согласно измерениям разности давлений составляла свыше 200 кг/м²/с. В обычном циклоне Ζеηζ с сопоставимыми размерами и скоростями потока степень улавливания составляла 99,10% при вычислении ее с помощью долей размеров частиц. При сравнении этих степеней улавливания становится очевидным, что новый циклон с множеством узких входных каналов согласно изобретению обеспечивает более высокую степень улавливания, когда задача изобретения состоит в том, чтобы избежать высоких скоростей потоков, приводящих к эрозии.

В предпочтительной конструкции согласно изобретению, в которой имеется вертикальная труба реактора (ниже «стояк»), соединенная непосредственно с впускной трубой циклона, достигается точно регулируемая продолжительность пребывания, поскольку катализатор одновременно поступает в циклон из каждой точки его питающей трубы. Следовательно, циклон согласно изобретению может быть спроектирован с объемом, составляющим приблизительно половину объема стандартного циклона. Посредством установки циклонов концентрично внутри друг друга полезный внутренний объем резервуара высокого давления циклона можно уменьшить по сравнению с конструкциями, в которых имеются циклоны, установленные параллельно или с наложением друг на друга во внутреннем пространстве резервуара высокого давления. Поскольку такой циклон согласно изобретению может иметь конструкцию с меньшей длиной благодаря достигаемой в нем улучшенной газодинамике, его высота и соответственно время пребывания в нем могут быть, например, уменьшены в два раза по сравнению с соответствующими параметрами стандартного циклона. В результате вероятность нежелательных термических реакций уменьшается. Более того, в случае необходимости продукт может быть охлажден непосредственно в выпускной трубе циклона.

Согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения циклон с множеством входных каналов используется для отделения катализатора от газообразных продуктов процесса крекинга с флюидизированным катализатором. Циклон с множеством входных каналов также может быть использован в оборудовании для регенерации, применяемом в установке для крекинга с флюидизированным катализатором и предназначенном для отделения регенерированного катализатора от газообразных продуктов сгорания кокса.

Другими процессами с флюидизированным катализатором, среди прочих, являются: каталитический реформинг, дегидродимеризация ангидрида фталевой кислоты, ангидрида малеиновой кислоты или метана, синтез Фишера-Тропша, хлорирование и бромирование метана, этана и других углеводородов и конверсия метанола в олефины или бензин.

Отделение твердых частиц выполняют посредством использования множества (например, 2 - 10, наиболее предпочтительно 2 - 5) циклонов, соединенных последовательно. Благодаря их конструкции циклоны, используемые в изобретении, из которых, по меньшей мере, один представляет собой циклон с множеством входных каналов, могут быть размещены концентрично внутри друг друга, например, так, что отводящая вниз возвратная вертикальная труба любого циклона в расположенной ниже по потоку группе циклонов расположена во внутрен ней полости отводящей вниз возвратной вертикальной трубы предыдущего циклона. Благодаря соосному размещению циклонов в продольном направлении в виде стопы внутри находящегося под давлением корпуса достигается существенное уменьшение объема по сравнению с конструкциями обычных циклонов, требующими размещения циклонов бок о бок. Циклон с множеством входных каналов может быть выполнен с большим диаметром по сравнению с обычным циклоном; диаметр циклонов с множеством входных каналов может составлять свыше одного метра, даже до нескольких метров, в то время как диаметр обычного циклона, как правило, ограничен максимум одним метром. Тем не менее нет необходимости увеличивать диаметр реактора в варианте осуществления согласно изобретению, напротив, вместо этого его можно даже уменьшить.

Питающее сопло циклона может быть образовано из пространства между корпусами, остающегося между двумя расположенными концентрично, цилиндрическими или частично коническими огибающими поверхностями, в результате чего кольцевое пространство может быть разделено на параллельные сегменты для потока с помощью проходящих в осевом направлении перегородок. Параллельные сегменты для потока могут быть получены путем установки размещенных в продольном направлении перегородок радиально между двумя соосными цилиндрическими огибающими поверхностями. Почти эквивалентный результат достигается при образовании питающего сопла с кольцевым поперечным сечением из комплекта параллельных труб, образующих каналы для подачи и установленных на одинаковом расстоянии друг от друга по окружности.

Лопатки направляющего аппарата циклона расположены в виде жалюзи по кругу по периметру стенки камеры циклона, частично или полностью внутри канала стояка с тем, чтобы образовать жалюзи, содержащие множество параллельных впускных каналов для поступающего потока газа.

Циклон(ы) согласно изобретению или соединены) непосредственно с каналом стояка (кратко, стояком) реактора для процесса с флюидизированным катализатором, что представляет собой предпочтительный вариант осуществления изобретения, или, альтернативно, питающее(ие) сопло(а) циклона(ов) расположено(ы) с возможностью сообщения с пространством для газа реактора для процесса с флюидизированным катализатором, как имеет место в случае обычных конструкций.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, в котором имеются средства, которые предусмотрены для отклонения потока, поступающего в циклон в радиальном направлении, и расположены так, что они проходят радиально наружу в направлении наружного пространства циклона, можно осуществить эффективное управление потоком уже перед его поступлением в циклон. Более того, в особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения, в котором эти средства простираются вниз от верхнего уровня циклона, эффект, достигаемый за счет управления потоком, может быть дополнительно усилен, и управление потоком можно начинать раньше, чем в обычных конструкциях. В результате обеспечивается возможность выполнить эффективно и на ранней стадии управление потоком, который выходит из вихревой зоны предыдущего наружного циклона и направляется вниз. Благодаря эффективному управлению потоком поток может быть подан в заданном состоянии потока во внутренний циклон, при этом никакие возможные отклонения от упорядоченного состояния, имеющие место в структуре потока из наружного циклона, не оказывают влияния на поток, подаваемый во внутренний циклон. Кроме того, мощное воздействие со стороны лопаток направляющего аппарата, обеспечивающее управление потоком, в особенности в вертикальной части направляющего аппарата, находящейся снаружи внутреннего циклона, способствует достижению исключительно хорошей степени предварительной сепарации между наружным и внутренним циклонами сепарационного узла.

Поскольку поток, поступающий во внутренний циклон, может уже исходно иметь тангенциальную составляющую скорости, может оказаться предпочтительной конструкция, в которой лопатки направляющего аппарата не доходят до наружного края входного канала внутреннего циклона.

Дополнительное преимущество достигается за счет того, что вертикальные отклоняющие или направляющие средства, расположенные по наружному периметру циклона, которые содержат трубчатую наружную оболочку для образования канала для потока газа в межкорпусном пространстве между наружной оболочкой и поверхностью, определяющей указанный наружный периметр внутреннего циклона, обеспечивают предпочтительное концентричное размещение циклонов с множеством входных каналов внутри друг друга так, что направляющий аппарат каждого последующего внутреннего циклона расположен над направляющим аппаратом соответствующего предыдущего наружного циклона. Таким образом, в данном случае легко реализовать конструкцию, в которой отводящая вниз возвратная вертикальная труба внутреннего циклона содержит столб твердых частиц, проходящий выше по сравнению со столбом твердых частиц, образованным аналогично из сепарированных твердых частиц вещества в отводящей вниз возвратной вертикальной трубе наружного циклона. Столб из твердых частиц должен поддерживаться, если давление во внутреннем пространстве циклона меньше давления окружающей среды вокруг нижнего конца отводящей вниз возвратной вертикальной трубы циклона. Соответственно разница по высоте между верхними поверхностями столбов твердых частиц необходима для компенсации разницы между уровнями давления во внутренних пространствах циклонов, когда нижние концы отводящих вниз возвратных вертикальных труб циклонов выходят в одно и то же пространство. Разность давлений между внутренними пространствами циклонов, главным образом, создается за счет перепадов давления, имеющих место в направляющих аппаратах или аналогичных отклоняющих средствах, а также вследствие потери давления, имеющей место в каналах для потока, и из-за изменений скорости потока. Разность давлений компенсируется за счет разных гидростатических давлений над столбами твердых частиц, имеющими разную высоту и образованными в отводящих вниз возвратных вертикальных трубах циклонов. Таким образом, возврат твердых частиц в слой циклона может быть осуществлен посредством использования вышеописанного варианта осуществления.

Далее изобретение будет рассмотрено с помощью приведенных в качестве примера вариантов осуществления со ссылкой на приложенные чертежи, на которых фиг. 1 показывает первый вариант осуществления циклона согласно изобретению, а также эквивалентный циклон по предшествующему техническому уровню, используемый в аналогичных случаях применения;

фиг. 2 - второй вариант осуществления циклона согласно изобретению, а также эквивалентный циклон по предшествующему техническому уровню, используемый в аналогичных случаях применения;

фиг. 3 - третий вариант осуществления циклона согласно изобретению, а также эквивалентный циклон по предшествующему техническому уровню, используемый в аналогичных случаях применения, и фиг. 4 - вариант осуществления циклона согласно изобретению, смонтированного таким образом, что между внутренним и наружным циклоном может быть создана большая разность гидростатических давлений по сравнению с той, которая имеет место в варианте осуществления на фиг. 3.

Кроме того, в данном случае лопатки направляющего аппарата только частично проходят во внутреннюю полость входного канала, в результате чего можно использовать тангенциальную составляющую скорости, приданную потоку первичным циклоном.

Пример 1. На фиг. 1В и 2В показаны первый и второй предпочтительные варианты осуществления изобретения, пригодные для использования совместно с установкой для каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем катализатора. Установка для каталитическо го крекинга с псевдоожиженным слоем катализатора включает два реактора, один реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем и регенератор с кипящим псевдоожиженным слоем. Традиционные конструкции, используемые для тех же целей, показаны на фиг. 1А и 2 А.

Реактор для крекинга с флюидизированным катализатором

На фиг. 1В показана конструкция циклона согласно изобретению, в то время как на фиг. 1А показана конструкция из обычных циклонов, включающая два циклона (первичный и вторичный циклоны), соединенные последовательно непосредственно со стояком реактора для крекинга с флюидизированным катализатором. Очевидно, что количество циклонов в последовательном соединении может быть больше или меньше двух.

Работа конструкции из циклонов по предшествующему техническому уровню

Смесь газа для предварительного псевдоожижения с парообразной фазой прореагировавшего и все еще участвующего в реакции углеводорода пропускают в виде газовой фазы вверх вдоль стояка 12, в результате чего захваченный катализатор переносится в первичный циклон 13, расположенный во внутреннем пространстве реактора 15. Твердые частицы отделяются от газовой фазы на стенках камеры реактора и падают с них в отводящую вниз возвратную вертикальную трубу первичного циклона 13. Из возвратной вертикальной трубы катализатор перемещается дальше в секцию отделения углеводорода и в регенератор. Поток газа, поступающий в первичный циклон 13, выходит из циклона 13 по его центральной трубе и поступает во вторичный циклон 14. Твердые частицы отделяются от газа за счет соударения со стенками камеры и затем падают с них в возвратную вертикальную трубу вторичного циклона 14. Из вторичного циклона 14 газ проходит в возможную камеру для улавливания и выпускается из реактора 15 через выходное сопло

16.

Циклонное устройство согласно изобретению и его функционирование

В устройстве, показанном на фиг. 1В, реактор 11 содержит первичный циклон, вторичный циклон и стояк 1, предназначенный для пропускания потока реакционной смеси в первичный циклон, и выпускную трубу 10, предназначенную для выпускания потока газа из вторичного циклона и выпускания потока газа из всего реакторного устройства 11. Первичный циклон включает кольцевое пространство 2, образованное до верхнего конца стояка 1 во внутреннем пространстве реактора 11, направляющий аппарат 3 с лопатками, расположенный, по меньшей мере, в верхней части кольцевого пространства 2 с камерой 4, расположенной под указанным направляющим аппаратом, предназначенным для того, чтобы обеспечить прохождение потока реакционной смеси через направляющий аппарат 3 в виде вихревого циркулирующего потока, который проходит вдоль внутренней стенки камеры 4, и отводящую вниз возвратную вертикальную трубу 5, соединенную с нижней частью камеры 4.

Вторичный циклон расположен во внутреннем пространстве первичного циклона и содержит центральную трубу 6, которая образует проходящий в аксиальном направлении кольцевой канал для потока и обеспечивает пропускание потока газа, введенного в первичный циклон, из первичного циклона во вторичный циклон, направляющий аппарат 7, соединенный с проходящим в аксиальном направлении кольцевым каналом для потока, образованным центральной трубой 5, и камеру 8, соединенную с направляющим аппаратом 7, при этом все эти элементы служат для того, чтобы заставить поток газа, поступающий во вторичный циклон, совершать вихревое вращательное движение и проходить вдоль внутренней стенки камеры 8. Вторичный циклон также включает возвратную вертикальную трубу 9, которая проходит вниз из камеры 8 и предпочтительно расположена коаксиально во внутреннем пространстве возвратной вертикальной трубы 5 первичного циклона.

При работе вышеописанного устройства смесь газа, предназначенного для предварительного псевдоожижения, с парообразной фазой прореагировавшего и все еще участвующего в реакции углеводорода пропускают в виде газовой фазы вверх вдоль стояка 1, в результате чего захваченный катализатор перемещается вместе с газом в кольцевое пространство 2, находящееся во внутреннем пространстве реактора 11, из которого захваченный катализатор дополнительно поднимается вверх к направляющему аппарату 3 первичного циклона. Направляющий аппарат 3 служит для создания вихревого потока, в котором захваченные частицы отделяются от газовой фазы за счет столкновения под действием центробежной силы с внутренней стенкой камеры 4 и падения с нее в отводящую вниз возвратную вертикальную трубу 5 первичного циклона. Из возвратной вертикальной трубы 5 катализатор перемещается дальше в секцию отделения углеводорода и в регенератор. Поток газа, поступающий в первичный циклон, выходит из циклона по центральной трубе 6, из которой поток поднимается дальше вдоль канала с кольцевым поперечным сечением в направляющий аппарат 7 вторичного циклона. Частицы отделяются от газовой фазы за счет столкновения с внутренней стенкой камеры 8 циклона и падения с нее в отводящую вниз возвратную вертикальную трубу 9 вторичного циклона. Возвратная вертикальная труба 9 вторичного циклона предпочтительно размещена во внутреннем пространстве возвратной вертикальной трубы 5 первичного циклона. Поток газа, поступивший во вторичный циклон, выходит из циклона и реактора 11 через выпускное сопло 10.

Регенератор для крекинга с флюидизированным катализатором

На фиг. 2А показана традиционная конструкция циклона, а на фиг. 2В показано циклонное устройство согласно изобретению, соответственно оба устройства имеют по два циклона (первичный циклон и вторичный циклон), соединенные последовательно во внутреннем пространстве резервуара регенератора для крекинга с флюидизированным катализатором. Количество последовательно соединенных циклонов можно изменять так, что оно может быть или больше двух, или, альтернативно, в конструкции может быть только один циклон или множество параллельно соединенных циклонов. Поскольку обычный циклон может иметь диаметр максимум приблизительно 1 м, как правило, более одного из таких обычных циклонов необходимо соединить параллельно.

Конструкция обычного циклона

В данном случае поступающий воздух, который пропускается через нижнюю решетку 27, обеспечивает флюидизацию катализатора, содержащегося в регенераторе 28 в состоянии кипящего слоя, и одновременно обеспечивает приток кислорода в реакцию сгорания кокса. Затем газ с суспендированными частицами катализатора проходит в первичный циклон 29, расположенный во внутреннем пространстве регенератора 28. Твердые частицы из потока отделяются от газовой фазы за счет столкновения с внутренней стенкой разделительной камеры и падения с нее в отводящую вниз возвратную вертикальную трубу 29 первичного циклона. Из возвратной вертикальной трубы катализатор перемещается дальше обратно в псевдоожиженный слой. Поток газа, поступающий в первичный циклон 29, выходит из циклона 29 по центральной трубе и поступает во вторичный циклон 30. Частицы отделяются от газовой фазы за счет столкновения с внутренней стенкой камеры циклона и падения с нее в отводящую вниз возвратную вертикальную трубу вторичного циклона 30. Из вторичного циклона 30 поток газа проходит дальше в камеру улавливания и затем выходит из реактора через выпускное сопло 31.

Циклонное устройство согласно изобретению и его функционирование

В устройстве, показанном на фиг. 2В, регенератор 18 содержит первичный циклон и вторичный циклон, а также решетку 17, предназначенную для пропускания воздуха в регенератор 18, и выхлопное сопло 26, предназначенное для выпуска потока газа из вторичного циклона и одновременно из всего регенератора 18. Первичный циклон включает направляющий аппарат 19, расположенный, по меньшей мере, в верхней части камеры циклона во внутреннем пространстве регенератора 18, и камеру 20, рас положенную под направляющим аппаратом 19, причем направляющий аппарат 19 служит для того, чтобы заставить поток газа, поступающий в камеру, совершать вихревое вращательное движение и проходить вдоль внутренней стенки указанной камеры. Первичный циклон также включает отводящую вниз возвратную вертикальную трубу 21, соединенную с нижней частью камеры 20.

Вторичный циклон расположен во внутреннем пространстве первичного циклона и содержит центральную трубу 22, которая образует проходящий в аксиальном направлении кольцевой канал для потока и обеспечивает пропускание потока газа, введенного в первичный циклон, из первичного циклона во вторичный циклон, направляющий аппарат 23, соединенный с проходящим в аксиальном направлении кольцевым каналом для потока, образованным центральной трубой 22, и камеру 24, соединенную с направляющим аппаратом 23, при этом все эти элементы служат для того, чтобы заставить поток газа, поступающий во вторичный циклон, совершать вихревое вращательное движение и проходить вдоль внутренней стенки камеры 24. Вторичный циклон также включает возвратную вертикальную трубу 25, которая проходит вниз из камеры 24 и предпочтительно расположена коаксиально во внутреннем пространстве возвратной вертикальной трубы 21 первичного циклона.

При работе описанного выше устройства поступающий воздух, который пропускается через нижнюю решетку 17, обеспечивает флюидизацию катализатора, содержащегося в регенераторе 18 в состоянии кипящего слоя, и одновременно обеспечивает приток кислорода в реакцию сгорания кокса. Поток газа с суспендированными частицами катализатора поднимается в направляющий аппарат 19, расположенный во внутреннем пространстве первичного циклона. Задача направляющего аппарата 19 состоит в том, чтобы создать вихревой поток, в котором захваченные частицы отделяются от газовой фазы за счет столкновения под действием центробежной силы с внутренней стенкой камеры 20 и падения с нее в отводящую вниз возвратную вертикальную трубу 21 первичного циклона. Из возвратной вертикальной трубы 21 катализатор поступает обратно в псевдоожиженный слой. Поток газа, поступающий в первичный циклон, выходит из циклона по центральной трубе 22, из которой поток поднимается дальше вдоль канала с кольцевым поперечным сечением в направляющий аппарат 23 вторичного циклона. Частицы отделяются от газовой фазы за счет столкновения с внутренней стенкой камеры 24 циклона и падения с нее в отводящую вниз возвратную вертикальную трубу 25 вторичного циклона. Возвратная вертикальная труба 25 вторичного циклона предпочтительно размещена во внутреннем пространстве возвратной верти кальной трубы 21 первичного циклона. Поступивший во вторичный циклон поток газа выходит из циклона и регенератора через выпускное сопло 26.

Пример 2. Этот пример поясняет использование циклона с множеством входных каналов в сочетании с обычным циклоном с одним входным каналом. На фиг. ЗА показано обычное соединение между первичным и вторичным циклоном. Соответственно на фиг. ЗВ показано соединение согласно изобретению, при котором циклон с множеством входных каналов полностью находится во внутреннем пространстве циклона с одним входным каналом. Возможность размещения циклона с множеством входных каналов внутри циклона с одним входным каналом обеспечивается за счет симметричного распределения потока газа во внутреннем пространстве циклона, тем самым создается возможность симметричного разделения потока при поступлении его в направляющий аппарат вторичного циклона.

Устройство, показанное на фиг. ЗВ, содержит камеру 46 первичного циклона с одним входным каналом, сопло 40, обеспечивающее пропускание потока реакционной смеси в камеру 46 циклона, возвратную вертикальную трубу 44, проходящую вниз от камеры 46 циклона, и вторичный циклон с множеством входных каналов, расположенный во внутреннем пространстве камеры 46 циклона. Вторичный циклон содержит центральную трубу 41, направляющий аппарат 42, соединенный с центральной трубой 41, камеру 43 циклона, расположенную за направляющим аппаратом 42 в направлении по ходу потока газа, возвратную вертикальную трубу 47, проходящую вниз от камеры 43 циклона, и выхлопное сопло 45, проходящее вверх от камеры 43 циклона.

В то время как устройство, показанное на фиг.4, в других отношениях аналогично устройству на фиг. ЗВ, в данном случае вторичный циклон частично расположен над первичным циклоном, так что можно обеспечить большую разность гидростатических давлений между столбами твердых частиц, содержащимися в возвратной вертикальной трубе 44 и возвратной вертикальной трубе 47. Кроме того, направляющий аппарат 42 вторичного циклона только частично проходит во внутреннюю полость центральной трубы 41.

Claims (31)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ отделения двух фаз друг от друга, включающий операцию пропускания потока материалов, подлежащего обработке, при этом поток материалов содержит материал в первой фазе и материал во второй суспендированной или дисперсной фазе, перемещаемый, по меньшей мере, в одно первое средство для сепарации и затем, по меньшей мере, в одно второе средст во для сепарации, причем материал, находящийся в суспендированной или дисперсной фазе, отделяют от материала, находящегося в первой фазе, под действием центробежной силы, и, по меньшей мере, один элемент второго средства для сепарации представляет собой циклон с множеством входных каналов, расположенный внутри первого средства для сепарации, в который поток материалов, подлежащий обработке, подают через питающее сопло, имеющее кольцевое поперечное сечение, отличающийся тем, что циклон с множеством входных каналов используют в качестве первого средства для сепарации.
2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поток материалов, подлежащий обработке, содержит газ, жидкость и/или твердые вещества.
3. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что поток материалов, подлежащий обработке, представляет собой поток газа, содержащий твердые вещества в суспендированном виде.
4. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что поток материалов, подлежащий обработке, представляет собой поток жидкости, содержащий твердые вещества, подлежащие удалению.
5. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что поток газа, подлежащий обработке, содержит дымовые газы, выделившиеся в процессе сгорания кокса при обработке катализатора, подлежащего регенерации, причем дымовые газы содержат катализатор в виде суспендированных частиц.
6. 6. Способ по п.3, отличающийся тем, что поток газа, подлежащий обработке, представляет собой газообразный продукт процесса с флюидизированным катализатором, содержащий газ, подлежащий обработке, жидкую составляющую и/или твердые вещества.
7. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что процесс с флюидизированным катализатором представляет собой процесс каталитического крекинга углеводородов, который осуществляют в установке для крекинга с псевдоожиженным слоем катализатора.
8. 8. Способ по п.3, отличающийся тем, что поток газа, подлежащий обработке, выпускают из котла, используемого при выработке энергии, в виде дымового газа, из которого должны быть удалены твердые частицы.
9. 9. Способ по п.3, отличающийся тем, что поток газа, подлежащий обработке, представляет собой отработавший газ из процесса сушки, при этом из этого газа удаляют твердые частицы.
10. 10. Способ по п.3, отличающийся тем, что поток газа, подлежащий обработке, представляет собой отработавший пар из паровой установки, из которого удаляют капли жидкости.
11. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что множество последовательно соединенных циклонов ис пользуют для отделения материала второй фазы от материала первой фазы.
12. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что в нем используют от 2 до 5 последовательно соединенных циклонов, причем отводящая вниз возвратная вертикальная труба любого циклона в расположенной ниже по потоку последовательности циклонов расположена во внутренней полости отводящей вниз возвратной вертикальной трубы предыдущего циклона.
13. 13. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что отводящие вниз возвратные вертикальные трубы, по меньшей мере, двух следующих один за другим последовательно соединенных циклонов размещают с возможностью выпуска отделяемых твердых частиц в общее пространство.
14. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что компенсацию разности давлений между внутренними пространствами циклонов, соединенных подряд последовательно и приспособленных для возврата содержащейся в них фракции твердых частиц в одно и то же пространство, осуществляют за счет поддержания столбов твердых частиц, имеющих разную высоту, в отводящих вниз возвратных вертикальных трубах циклонов.
15. 15. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что поток материалов пропускают в циклон с множеством входных каналов через питающее сопло так, что поток, поступающий во внутреннее пространство циклона с множеством входных каналов из внешнего по отношению к циклону пространства, направляют и отклоняют с помощью отклоняющего средства, размещенного в питающем сопле так, что отклоняющее средство полностью или, по меньшей мере, частично размещают с наружной стороны циклона.
16. 16. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что поток материалов пропускают во вторичный циклон с множеством входных каналов так, что поток направляют для прохода вверх из первичного циклона в сторону верхнего края вторичного циклона с помощью отклоняющего и/или направляющего средства, расположенного со стороны наружной поверхности вторичного циклона, такого как трубчатый направляющий элемент, содержащий направляющие лопатки, с помощью которых направляют и отклоняют вертикально проходящий поток.
17. 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что поток материалов пропускают из первичного циклона с множеством входных каналов во вторичный циклон с множеством входных каналов так, что с помощью отклоняющего и/или направляющего средства, расположенного со стороны наружной поверхности вторичного циклона, поток направляют для прохода из-под направляющего аппарата первичного циклона в направляющий аппарат вторичного циклона, который располагают над направляющим аппаратом первичного циклона.
18. 18. Устройство для отделения газа, жидкости и/или твердых веществ от потока материалов в оборудовании для процессов с флюидизированным катализатором, содержащее

    - по меньшей мере, одно первое и одно второе средство для сепарации, каждое из которых имеет, по существу, расположенную вертикально разделительную камеру (4, 8; 20, 24; 43, 46), и, по меньшей мере, одно из вторых средств для сепарации расположено внутри первого средства для сепарации;

    - питающее сопло (1; 17; 40) для подачи потока материалов, подлежащего обработке, причем сопло соединено со средствами для сепарации;

    - выпускное сопло (10; 26; 45), соединенное, по меньшей мере, с одним вторым средством для сепарации, предназначенное для выпуска потока обработанного материала из средства для сепарации, и

    - по меньшей мере, средство для сепарации, расположенное внутри первого средства для сепарации, выполнено с направляющим аппаратом (3, 7; 19, 23; 42), служащим для того, чтобы заставить поток материалов, подлежащий обработке, совершать вихревое вращательное движение, при котором поток проходит вдоль внутренней стенки разделительной камеры (4, 8; 20, 24; 43), чтобы отделить газ, жидкость и/или твердые вещества от потока материалов под действием центробежной силы, отличающееся тем, что первое средство для сепарации представляет собой циклон с множеством входных каналов.
19. 19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что поперечное сечение каждой разделительной камеры (4, 8; 20, 24; 43) является, по существу, круглым при выполнении его перпендикулярно к вертикальной центральной оси внутренней стенки камеры.
20. 20. Устройство по п.18 или 19, отличающееся тем, что направляющий аппарат (3, 7; 19, 23; 42) содержит направленные радиально наружу перегородки, которые расположены вокруг вертикальной центральной оси разделительной камеры (4, 8; 20, 24; 43) так, чтобы разделить проходное отверстие для обрабатываемого потока материала в разделительной камере (4, 8; 20, 24; 43) на параллельные сегментные каналы для потока.
21. 21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что параллельные сегментные каналы для потока образованы посредством размещения радиальных перегородок между двумя установленными концентрично цилиндрическими корпусами, причем перегородки перекрывают промежуток между корпусами и расположены параллельно продольной оси пространства реактора.
22. 22. Устройство по любому из пп. 18-21, отличающееся тем, что, по меньшей мере, средст во для сепарации, расположенное во внутреннем пространстве первого средства для сепарации, содержит питающее сопло (2, 6; 22; 41), по существу, с кольцевым поперечным сечением, предназначенное для подачи потока материалов в направляющий аппарат (3, 7; 23; 42) и затем в разделительную камеру (4, 8; 20, 24; 43).
23. 23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что питающее сопло (2, 6; 22; 41), по существу, с кольцевым поперечным сечением образовано параллельными трубами, образующими каналы для подачи и расположенными по кругу на одинаковых расстояниях друг от друга.
24. 24. Устройство по любому из пп. 18-23, отличающееся тем, что первое средство для сепарации включает направляющий аппарат (3,7; 19, 23, 42), служащий для того, чтобы заставить поток материалов, подлежащий обработке, совершать вихревое вращательное движение, при котором поток проходит вдоль внутренней стенки разделительной камеры (4, 8; 20, 24; 43), чтобы отделить газ, жидкость и/или твердые вещества от потока материалов под действием центробежной силы.
25. 25. Устройство по любому из пп. 18-24, отличающееся тем, что устройство включает установленное во внутреннем пространстве его второго средства для сепарации, по меньшей мере, еще одно аналогичное второе средство для сепарации.
26. 26. Устройство по любому из пп.18-25, отличающееся тем, что отводящая вниз возвратная вертикальная труба первого средства для сепарации и отводящие вниз возвратные вертикальные трубы каждого из вторых средств для сепарации, установленных во внутреннем пространстве первого средства для сепарации, расположены коаксиально внутри друг друга для обеспечения возврата отделенных твердых частиц из каждого средства для сепарации в общее пространство улавливания.
27. 27. Устройство по п. 26, отличающееся тем, что возвратная вертикальная труба любого внутреннего средства для сепарации в вертикальном направлении установлена таким образом, что она проходит до места выше верхнего края соответствующего концентрического ближайшего предыдущего наружного средства для сепарации.
28. 28. Устройство по любому из пп. 18-27, отличающееся тем, что направляющий аппарат средства для сепарации расположен, по меньшей мере, частично с наружной стороны и выше средства для сепарации, так что он проходит в радиальном направлении от наружной стороны средства для сепарации настолько далеко внутрь, насколько необходимо, чтобы достичь внутреннего пространства средства для сепарации.
29. 29. Устройство по любому из пп. 18-28, отличающееся тем, что устройство включает отклоняющее и/или направляющее средство в ви де трубчатого направляющего элемента, которое соединено, по меньшей мере, с направляющим аппаратом (3, 7; 19, 23; 42) средства для сепарации, установленного во внутреннем пространстве первого средства для сепарации, и приспособлено для того, чтобы ограждать и окружать наружное пространство средства для сепарации при направлении вниз, причем отклоняющее и/или направляющее средство служит для направления обрабатываемого потока материала в вертикальном направлении из нижней секции наружного средства для сепарации в направляющий аппарат соответственно следующего за ним внутреннего средства для сепарации.
30. 30. Устройство по п.29, отличающееся тем, что отклоняющее и/или направляющее средство содержит направляющие лопатки, предусмотренные в направляющем средстве для направления и отклонения проходящего вертикально потока.
31. 31. Устройство по любому из пп. 18-30, отличающееся тем, что устройство имеет, по меньшей мере, два концентрично установленных циклона с множеством входных каналов в качестве средств для сепарации, причем направляющий аппарат каждого последующего внутреннего циклона с множеством входных каналов расположен над направляющим аппаратом соответственно предыдущего наружного циклона с множеством входных каналов.