一种管式旋风分离器 |
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| 申请号 | CN201811241643.X | 申请日 | 2018-10-24 | 公开(公告)号 | CN109225689B | 公开(公告)日 | 2023-08-22 |
| 申请人 | 华辰天诚科技有限公司; | 发明人 | 刘珊; 刘世文; 黄泽朔; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种管式旋 风 分离器，它包括切向进气管、排气管、柱形壳体、圆台 型壳 体、锥型料斗、排料口和导流器，所述导流器由导流杆和导流台组成，所述导流杆设置在导流台上部，所述切向进气管位于柱形壳体的顶侧，排气管位于柱形壳体的圆柱中心 位置 ，所述排气管位于柱形壳体的内部有一定高度的延伸部分，所述延伸部分的高度小于柱形壳体的高度，所述柱形壳体下端与圆台形壳体上端固定连接，所述圆台形壳体下端与锥形料斗上端固定连接，所述锥形料斗的出料端和排料口连接，导流杆和导流台组成的导流器设置在圆台形壳体与锥形料斗连接处 水 平面的中心位置；本发明具有分离效率高、分离效果好、使用寿命长的优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种管式旋风分离器，它包括切向进气管（1）、排气管（2）、柱形壳体（3）、圆台型壳体（4）、锥型料斗（5）、排料口（6）和导流器，其特征在于：所述导流器由导流杆（7）和导流台（8）组成，所述导流杆（7）设置在导流台（8）上部，所述切向进气管（1）位于柱形壳体（3）的顶侧，排气管（2）位于柱形壳体（3）的圆柱中心位置，所述排气管（2）位于柱形壳体（3）的内部有一定高度的延伸部分，所述延伸部分的高度小于柱形壳体（3）的高度，所述柱形壳体(3)下端与圆台形壳体（4）上端固定连接，所述圆台形壳体（4）下端与锥形料斗（5）上端固定连接，所述锥形料斗（5）的出料端和排料口（6）连接，导流杆（7）和导流台（8）组成的导流器设置在圆台形壳体（4）与锥形料斗（5）连接处水平面的中心位置； |
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| 说明书全文 | 一种管式旋风分离器技术领域背景技术[0002] 我国的燃煤发电、钢铁、水泥、煤化工、石油化工、粉末冶金、碳素、食品、医药等行业大量使用旋风分离器，旋风分离器是专用于气固体系，液固体系，气液体系分离的一种设备。其工作原理为，依靠切向进入气流或者混合液的旋转运动，使固体颗粒，液滴或者固体颗粒产生较大的离心力而甩向外壁表面，实现分离。 [0003] 多年来，国内技术人员缺乏对分离器内部流体运动规律的正确认识，致我国上述诸多行业使用的分离器分离性能普遍偏低，进而导致工艺流程的低效、高耗的情况普遍存在。例如，我国燃煤电厂循环流化床锅炉大量使用的流化床分离器，在锅炉燃煤燃烧中起着及其关键的着用。由于锅炉出口烟气中物料浓度很高，大量的颗粒料和脱硫剂被炉膛出口的旋风分离器分离后重新送入炉膛，因此有大量物料在锅炉炉膛和分离器之间循环。因此，分离器效率的高低直接影响锅炉的燃烧效率。目前，我国燃煤发电流化床锅炉使用的分离器效率均较低，这就使得炉内的循环物料减少而降低锅炉负荷。另外，大量的物料被旋风子管带到下游，导致尾部受热面的磨损加剧。此外，烟气中大量灰尘不仅加重了过热器的磨损，同时还加重了烟气除尘的负荷，相当多的电厂飞灰中的碳含量大于10%，大大增加了电厂的单位煤耗和能耗。 [0004] 分离器性能好坏严重影响到下游工艺设备的运行，影响工艺流程的耗能高低，造成下游设备磨蚀，减少其寿命，导致系统物料损失，甚至形成对环境的污染等。因此，旋风分离器性能的提高已成为亟须解决的问题；因此，提供一种分离效率高、分离效果好、使用寿命长的管式旋风分离器是非常有必要的。 发明内容[0005] 本发明的目的在于，提供一种高效的旋风分离器，可以通过设置内部构件，起到增强分离过程的稳定性，提高分离器内气流的稳定转速，极大的降低了排气管的压降，较好的解决了排气管入口气流漩涡破碎的问题，和管口磨损的问题，进一步提升旋风分离器的性能；本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种分离效率高、分离效果好、使用寿命长的管式旋风分离器。 [0006] 本发明的目的是这样实现的：一种管式旋风分离器，它包括切向进气管、排气管、柱形壳体、圆台型壳体、锥型料斗、排料口和导流器，所述导流器由导流杆和导流台组成，所述导流杆设置在导流台上部，所述切向进气管位于柱形壳体的顶侧，排气管位于柱形壳体的圆柱中心位置，所述排气管位于柱形壳体的内部有一定高度的延伸部分，所述延伸部分的高度小于柱形壳体的高度，所述柱形壳体下端与圆台形壳体上端固定连接，所述圆台形壳体下端与锥形料斗上端固定连接，所述锥形料斗的出料端和排料口连接，导流杆和导流台组成的导流器设置在圆台形壳体与锥形料斗连接处水平面的中心位置。 [0007] 本管式旋风分离器的外壳由柱状壳体、圆台形壳体和锥形料斗组成，圆台形壳体上口与柱形壳体的下口相接，锥形料斗上口则与圆台形壳体的下口相接。旋风分离器的主要组成部分包括外壳、切向进口管、排气管、排料口和导流器，排气管位于外壳顶部中央位置，切向进口管位于外壳上部，排料口位于外壳的底部，导流器设置在排气管与接料斗之间。目前，在各行业使用的分离器中，大多存在如下问题：分离器在运行的过程中，壳体内部的气体高速旋转，旋转的动力是由切向进口管进入的气体提供的，在壳内气体的带动下涡流的旋转中心会发生改变，进而降低了旋转速度，旋转速度的降低必然会降低气固分离的效率。导流器位于排气管的下方，排气管的过流面积不会减少，不会增加分离器运行的压力，不会破坏排气管入口的涡旋状态。通过增设位于外壳轴心位置的导流器，很有效的将高速旋转的气体中心稳定在壳体的轴心位置，进而提高了壳体内气流的旋转速度，从而提高了分离器的分离效率。 [0008] 导流杆在靠近排气管的一端为椎体或者回转体，为了不影响排气管排气压降，在上述分离器上设置了导流器装置，导流器下端位于壳体与下部料斗的连接处，导流器设置在壳体的轴心位置，导流器的上端与排气管的距离大于等于排气管直径的二分之一减50mm，且上述距离最小不小于30mm。 [0009] 导流器的导流杆可为长条的圆台形导流杆、等径的管状体形成的圆柱形导流杆、大波纹管壮体、小波纹管状体或者较短的管状体，导流杆的形状为圆柱形或圆台形，导流台的形状为腰部呈弧形的圆锥导流台、圆锥形导流台或圆台形导流台。 [0010] 导流台的底部直径小于等于柱形壳体的直径。 [0011] 圆台形壳体的下口直径大于上口直径的1.5倍。 [0012] 排气管、导流杆和导流台为同轴设置，且导流台位于锥形料斗顶面中心位置。 [0014] 回流管一端与小漏斗相接，另一端则与锥形料斗侧壁相接。 [0015] 回流管的下部配置有控制阀。 [0016] 本发明的有益效果：本发明管式旋风分离器核心部件是新型的导流器、新型的圆台型壳体结构和新型的旋风子配置，是本分离器的关键结构，是构成该分离器稳定，高效的基本条件。本发明在使用过程中，首先将待分离气体从切向进口管进入柱形壳体内，由于壳体的切面为圆形，而且切向进口管朝向壳体的切线方向，从切向进口管进入的气流自然形成沿柱形壳体内壁旋转的气流，通常称为涡旋气流。导流杆将旋转气体的旋转中心控制在壳体的轴心处，防止回流气体的旋转中心偏移造成涡流紊乱，和降低气流旋转速度，因此导流杆的存在相对提高了气流的旋转速度，使气体中的颗粒物快速旋转的气流中获得较大的离心力，在此离心力的作用下更容易与壳体的内壁发生碰撞后被分离出来，而后受重力作用落进锥形料斗中。由现有的旋风分离器工作原理可知，在圆台形壳体与导流台之间会形成反向的旋风气流，并且能够很好的将沿圆台形壳体内壁向下旋转的气流引导流向壳体轴心，绕导流杆保持原来的流向向上旋流，减少了气流在导流台处改向时的扰流，并且由于导流杆的存在是向上的旋流更加稳定高速，在于通过排气管时更加稳定，相对减少扰流的产生，提高分离效率，并且能够较好的防止了锥形料斗内的固体颗粒物在改向气流的扰动下被吹出锥形料斗。被分离出固体颗粒的气流从排气管排出，气流中仍然存在的固体颗粒经旋风子捕集进入小漏斗，经回流管返回下部锥型料斗内。圆台形壳体的圆台结构使气流在导流台处旋转半径增大，在改向回流时受到气流的扰动较小，大大减少了固体颗粒被回流气流卷走的量；本发明具有一种分离效率高、分离效果好、使用寿命长的优点。附图说明 [0017] 图1是本发明一种管式旋风分离器结构示意图。 [0018] 图2是本发明一种管式旋风分离器壳体部分结构示意图。 [0019] 图3是本发明一种管式旋风分离器柱形壳体结构示意图。 [0020] 图4是本发明一种管式旋风分离器导流杆结构示意图。 [0021] 图5是本发明一种管式旋风分离器导流台结构示意图。 [0022] 图中 1、切向进气管 2、排气管 3、柱形壳体 4、圆台形壳体 5、锥形料斗 6、排料口 7、导流杆 8、导流台 9、导流叶片 10、膨胀管 11、小漏斗 12、回流管 13、控制阀 14、导流管 15、排气口 71、圆柱形导流杆 72、圆台形导流杆 73、大波纹管状导流杆 74、小波纹管状导流杆 81、弧形圆锥导流台 82、圆锥形导流台 83、圆台形导流台。实施方式 [0023] 下面结合附图对本发明做进一步的说明。实施例 [0024] 如图1‑5所示，一种管式旋风分离器，它包括切向进气管1、排气管2、柱形壳体3、圆台型壳体4、锥型料斗5、排料口6和导流器，所述导流器由导流杆7和导流台8组成，所述导流杆7设置在导流台8上部，所述切向进气管1位于柱形壳体3的顶侧，排气管2位于柱形壳体3的圆柱中心位置，所述排气管2位于柱形壳体3的内部有一定高度的延伸部分，所述延伸部分的高度小于柱形壳体3的高度，所述柱形壳体3下端与圆台形壳体4上端固定连接，所述圆台形壳体4下端与锥形料斗5上端固定连接，所述锥形料斗5的出料端和排料口6连接，导流杆7和导流台8组成的导流器设置在圆台形壳体4与锥形料斗5连接处水平面的中心位置。 [0025] 本发明在使用过程中，首先将待分离气体从切向进口管1进入柱形壳体3内，由于柱形壳体3的切面为圆形，而且切向进口管1朝向壳体的切线方向，从切向进口管1进入的气流自然形成沿柱形壳体3内壁旋转的气流，通常称为涡旋气流。导流杆7将旋转气体的旋转中心控制在壳体的轴心处，防止回流气体的旋转中心偏移造成涡流紊乱，和降低气流旋转速度，因此导流杆7的存在相对提高了气流的旋转速度，使气体中的颗粒物快速旋转的气流中获得较大的离心力，在此离心力的作用下更容易与壳体的内壁发生碰撞后被分离出来，而后受重力作用落进入锥形料斗5，锥形料斗5开口处的导流台8装置，很好的将沿圆台形壳体4内壁向下旋转的气流引导流向壳体轴心，绕导流杆7保持原来的流向向上旋流，减少了气流在导流台8处改向时的扰流，较好的防止了锥形料斗5内的固体颗粒物在改向气流的扰动下被吹出锥形料斗5。被分离出固体颗粒的气流从排气管2排出，气流中仍然存在的固体颗粒经旋风子捕集进入小漏斗11，经回流管返回下部锥型料斗5内。圆台形壳体4的圆台结构使气流在导流台8处旋转半径增大，在改向回流时受到气流的扰动较小，大大减少了固体颗粒被回流气流卷走的量。本旋风分离器核心部件是新型的导流器、新型的圆台型壳体4结构和新型的旋风子配置，是本分离器的关键结构，是构成该分离器稳定，高效的基本条件；本发明具有一种分离效率高、分离效果好、使用寿命长的优点。 实施例 [0026] 如图1‑5所示，一种管式旋风分离器，它包括切向进气管1、排气管2、柱形壳体3、圆台型壳体4、锥型料斗5、排料口6和导流器，所述导流器由导流杆7和导流台8组成，所述导流杆7设置在导流台8上部，所述切向进气管1位于柱形壳体3的顶侧，排气管2位于柱形壳体3的圆柱中心位置，所述排气管2位于柱形壳体3的内部有一定高度的延伸部分，所述延伸部分的高度小于柱形壳体3的高度，所述柱形壳体3下端与圆台形壳体4上端固定连接，所述圆台形壳体4下端与锥形料斗5上端固定连接，所述锥形料斗5的出料端和排料口6连接，导流杆7和导流台8组成的导流器设置在圆台形壳体4与锥形料斗5连接处水平面的中心位置。 [0027] 导流杆7顶端与排气管2底端的距离大于等于排气管2直径的二分之一减50mm，且上述距离最小不小于30mm，导流杆7在靠近排气管2的一端为椎体或者回转体。 [0028] 导流台8的底部直径小于等于柱形壳体3的直径。 [0029] 圆台形壳体4的下口直径大于上口直径的1.5倍。 [0030] 排气管2、导流杆7和导流台8为同轴设置，且导流台8位于锥形料斗5顶面中心位置。 [0031] 导流杆7的形状为圆柱形或圆台形。 [0032] 导流台8的形状为圆锥形或圆台形。 [0033] 该管式旋风分离器还包括导流管14、导流叶片9、膨胀管10、小漏斗11、回流管12、控制阀13和排气口15，导流叶片9设置在膨胀管10内的前端，膨胀管10则与排气管2通过导流管14同轴连接，小漏斗11配置于膨胀管10的下方。 [0034] 回流管12一端与小漏斗11相接，另一端则与锥形料斗5侧壁相接。 [0035] 回流管12的下部配置有控制阀13。 [0036] 本发明在使用过程中，首先将待分离气体从切向进口管1进入柱形壳体3内，由于柱形壳体3的切面为圆形，而且切向进口管1朝向壳体的切线方向，从切向进口管1进入的气流自然形成沿柱形壳体3内壁旋转的气流，通常称为涡旋气流。导流杆7将旋转气体的旋转中心控制在壳体的轴心处，防止回流气体的旋转中心偏移造成涡流紊乱，和降低气流旋转速度，因此导流杆7的存在相对提高了气流的旋转速度，使气体中的颗粒物快速旋转的气流中获得较大的离心力，在此离心力的作用下更容易与壳体的内壁发生碰撞后被分离出来，而后受重力作用落进入锥形料斗5，锥形料斗5开口处的导流台8装置，很好的将沿圆台形壳体4内壁向下旋转的气流引导流向壳体轴心，绕导流杆7保持原来的流向向上旋流，减少了气流在导流台8处改向时的扰流，较好的防止了锥形料斗5内的固体颗粒物在改向气流的扰动下被吹出锥形料斗5。被分离出固体颗粒的气流从排气管2排出，气流中仍然存在的固体颗粒经旋风子捕集进入小漏斗11，经回流管返回下部锥型料斗5内。圆台形壳体4的圆台结构使气流在导流台8处旋转半径增大，在改向回流时受到气流的扰动较小，大大减少了固体颗粒被回流气流卷走的量。本旋风分离器核心部件是新型的导流器、新型的圆台型壳体4结构和新型的旋风子配置，是本分离器的关键结构，是构成该分离器稳定，高效的基本条件；本发明具有一种分离效率高、分离效果好、使用寿命长的优点。 |
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