专利名称：从蒸汽-气体混合物分离固体颗粒的分离器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于从蒸汽-气体混合物分离固体颗粒的分离器(外壳)，更具体地，涉及属于处理包含化石燃料或有机物质的材料的车间设备中的集尘室的结构。
背景技术：
在现有技术方面，下面参照图1描述专利申请人已知并使用的用于从蒸汽-气体 混合物分离固体颗粒的分离器(外壳)。为了更清楚和更好地观察从现有技术已知的装置， 也为了引出与本发明的不同，本发明分离器的细节具有与从现有技术已知的细节相应的细 节，其由相同的位置数字标记，对位置数字增加撇号(‘)以便在这二者之间进行区分。从现有技术已知的用于从蒸汽-气体混合物分离固体颗粒的分离器(外壳)1'包 括具有内衬且由转化缸体20连接的不同直径的圆柱形外壳2'、2"；第一和第二级旋风 器3'、4'；除尘管道5'；来自第一旋风器3'上的进口 13'的蒸汽-气体混合物；以及 从进口 9'至主体2'、2"的包含半焦炭(semi-coke)颗粒的蒸汽-气体混合物。此结构具有若干缺点降低清洁效率和导致机器故障。在此装置中，半焦炭从蒸汽_气体混合物的物理沉积通过来自于装置结构的重力 实现，导致-在主体的圆柱形部分中(例如，直径从大约6.5m减小至大约3. 96m)，半焦炭从 蒸汽_气体混合物的重力沉积导致较重的半焦炭沉积在转化缸体20的表面上，这缓慢地减 小了转化缸体20的直径。进而，这阻碍了集尘室的有目的的工作，即，半焦炭的重力沉积减 少，这是因为穿过主体的蒸汽_气体混合物的速度加速，从而半焦炭颗粒被蒸汽混合物携 带，即，半焦炭颗粒的散发(emission)速度高于重力所影响的颗粒的沉积速度。重力沉积 的减少导致对于通过第二旋风器4'的蒸汽-气体混合物的半焦炭浓度的不希望的增加。-集尘室的两层内衬7'由具有高孔隙率和裂纹的耐火砖制成，因此，具有若干缺 点。耐火砖中的孔和裂纹导致蒸汽-气体混合物的渗透性，还导致热绝缘层的渗透性，例 如，位于耐火砖后面的砖，这导致蒸汽-气体混合物中的碳氢化合物蒸汽冷凝在集尘室主 体的金属内壁上。这与内衬和绝缘层的目的相抵触，因为用于内衬的材料使其热绝缘特性 受损失。热绝缘的减少导致半焦炭粘在内衬的内壁上。_用于从半焦炭颗粒清除蒸汽_气体混合物的集尘室的结构包括惯性沉淀物_旋 风器3'、4'，它们位于集尘室内。由于此种布置和第二旋风器4'的类型，从现有技术已 知的集尘室具有若干缺陷 在处理过程中，旋风器3'、4'被填充以半焦炭沉积物，这进而导致旋风器及其 料箱的金属主体被加热。·由于大参数和刚性固定以及由温度导致的线性参数的增加，位于集尘室内的旋 风器需要位于料箱和旋风器之间的接头中的大直径的薄片补偿器17。由于此位置经常遇到 半焦炭出现，所以将导致薄片补偿器故障和后续的渗透性。这进而导致维修过程中旋风器 操作的中断。在第一和第二旋风器之间的气体管道中也存在此缺陷。
第一旋风器3'的进口管道13'水平地设置，并且，在操作过程中，启动和中断 连接，其易于收集半焦炭残渣，这导致连接生产率的降低。·由于旋风器中的蒸汽_气体混合物的高速度，那些旋风器受到高研磨损耗，这导 致旋风器主体的壁厚减小。而且，由于旋风器位于集尘室内的事实，不可能在任何给定位置 进行旋风器壁厚的测量，并且，旋风器壁的过度损耗将使整个机器无效。·第二旋风器具有非常高的水力阻力。-来自于上面列出缺陷的大量沉积的半焦炭(150m3)导致花在维护和维修上的时 间更长。
发明内容
为了增加效率和可靠性，以及为了缩短维修的准备时间，本发明提供_通过去除不同直径的集尘室主体之间的倾斜缸体来改变集尘室构造，S卩，将集尘 室完全建成相同的直径；这防止半焦炭沉积在集尘室主体的圆柱形表面上。这是在集尘室 操作过程中来自第二级旋风器的蒸汽-气体混合物中的半焦炭颗粒集中的原因，并且，这 确保其它产品质量保持稳定。_将在集尘室的内衬中使用的多孔材料变成无孔的，例如混凝土。这防止蒸汽-气 体混合物渗透穿过并在集尘室的金属内壁上形成不希望的冷凝。-将具有内置旋风器的构造变成外部式的，还对旋风器增加外部热绝缘层。此外部 设计避免了在旋风器主体和集尘室之间使用薄片补偿器。而且，这种旋风器结构确保较短 的维修时间和稳定测量旋风器主体壁厚的机会。_为了减少旋风器的研磨损耗，在旋风器的内表面上粘贴耐磨内衬，例如，混凝土。-为了不降低蒸汽-气体混合物的清洁效率而提高蒸汽-气体混合物的生产率，用 具有更低的水力阻力的旋风器替代第二级旋风器，这能够减小整个灰尘处理设备的水力阻 力。
参照附图在以下实施实例中详尽地但非限制地描述与本发明相应的用于从蒸 汽_气体混合物分离固体颗粒的外壳，或集尘室，附图中图1示出了用于描述现有技术的集尘室的实施方式；图2示出了根据本发明的集尘室的实施方式；图3示出了根据本发明的集尘室的替代实施方式。
具体实施例方式用于从蒸汽-气体混合物分离固体颗粒的分离器(外壳)属于一装置的组成部 分，在该装置中由固体热载体执行粉状化石燃料(例如，油页岩)或包含有机物质的材料的 高温分解。进入处理交接处的蒸汽-气体混合物的温度是大约480°C，并且，其配方包含达 到230g/m3的半焦炭颗粒，其余的是碳氢化合物蒸汽、水蒸气和高温分解气体、以及其它混 合物和气体。在此装置中通过用重力沉积颗粒来净化蒸汽_气体混合物。
图2所示的根据本发明的用于从蒸汽-气体混合物或集尘室1分离固体颗粒的分 离器包括主体2，其内侧表面覆有内衬7。内衬7由耐磨无孔材料(例如，混凝土)制成，从 而蒸汽_气体混合物不能泄漏，并且碳氢化合物蒸汽不能在内衬7和集尘室1的主体2的 金属内表面之间冷凝。集尘室1的主体2是圆柱形的，并且其直径在其整个高度上都相同， 例如，通常使用直径大约是3-9m的主体。用于包含半焦炭颗粒的蒸汽-气体混合物的进口 9设于集尘室1的主体2的下部的一侧。用于半焦炭颗粒的出口 8位于集尘室1的主体2 的下端11上。旋风器离心沉淀物-第一和第二级旋风器3、4设置在集尘室的主体2的外部。第一级旋风器3的进口管道13连接于集尘室的主体2的上端10，而进口管道13是竖直的并 与集尘室1的竖直轴线平行。第一级旋风器3的出口 12连接于第二级旋风器4的进口管 道14。为了补偿应力，相应地对上面列出的连接，即对第一级旋风器3的进口管道13以及 连接第一和第二级旋风器3、4的管道上增加薄片补偿器18。半焦炭出口 15设于第一和第 二级旋风器3、4的下部上，并由灰尘通道5连接于集尘室的主体2的下部，从而灰尘通道5 到达设于集尘室1的主体中的半焦炭颗粒的出口 8。另外，对灰尘通道5增加小型薄片补偿 器19，以便补偿应力。第一和第二级旋风器3、4的内表面衬有耐磨材料16，例如，混凝土，并且，由于旋 风器不在集尘室1的主体2的内部，所以可以测量旋风器3、4的壁厚，并在必要时进行维 修。在图3所描述的根据本发明的集尘室的替代实施方式中，用于旋风器离心沉淀 物-用于第一和第二级旋风器3、4的相应的进口管道13、14都连接于集尘室的主体的上端 10。第二级旋风器4的出口管道连接于第一级旋风器3的进口管道，从而平行于两个旋风 器3、4引导包含半焦炭颗粒的蒸汽-气体混合物，并且从第二级旋风器4离开的蒸汽-气 体混合物被引导至第一级旋风器3。在第二级旋风器4的出口管和第一级旋风器3的进口 管道之间还安装有薄片补偿器18，以补偿应力。净化半焦炭颗粒后的蒸汽_气体混合物被 从第一级旋风器3引导穿过出口 12，以便进行进一步处理。这种离心旋风器的布置允许旋 风器3、4的平行操作，并且在一个旋风器操作出现故障的情况中，蒸汽-气体混合物的净化 在另一旋风器中继续。用于对化石燃料和包含有机材料的材料进行热处理的设备的操作，主要发生在这 样的装置中其中，用固体热载体进行的粉状材料的高温分解产生必须净化掉半焦炭颗粒 的蒸汽_气体混合物。为此，外壳包括有为了从蒸汽_气体混合物分离固体颗粒的目的的 装置，或集尘室1，其中，主体2和离心旋风器3、4用来净化从半焦炭颗粒的材料产生的蒸 汽_气体混合物。为了实现此目的，将包含半焦炭颗粒的蒸汽_气体混合物引导至集尘室1 的主体2，在此处，重力迫使较重的半焦炭颗粒沉淀在集尘室1的主体2的下部11中，带有 较轻的半焦炭颗粒的蒸汽_气体混合物通过位于集尘室的主体2上端中的进口管道13被 引导至第一级旋风器3，在此处，离心力帮助沉积剩余的半焦炭颗粒。为了完成蒸汽-气体 混合物的净化，将其从第一级旋风器3弓丨导至第二级旋风器4，在此处，进行从蒸汽-气体混 合物中去除半焦炭颗粒的最终净化。在此之后，从第二级旋风器4引导清洁的蒸汽-气体 混合物以便进一步处理。根据本发明的用于从蒸汽-气体混合物分离固体颗粒的分离器(外壳)的集尘室设计允许进行快速维修，并且更长周期地不中断整个生产循环。对于本领域的专家来说应 该更清楚的是，与本发明相应的集尘室并不限于上面提供的实施实例，而是，本发明的保护 范围应考虑在所附权利要求中描述的特征及 其具有相同本质的组合。
权利要求
一种用于从蒸汽-气体混合物分离固体颗粒的分离器(外壳)或集尘室(1)，所述分离器包括具有位于其内侧表面(7)上的内衬的主体(2)、第一级旋风器(3)、第二级旋风器(4)、薄片补偿器(18，19)、除尘管道(5，15)、用于蒸汽-气体混合物进入第一级旋风器(3)的进口管道(13)、用于包含半焦炭颗粒的蒸汽-气体混合物进入集尘室(1)的所述主体(2)的进口(9)，其特征在于，在整个高度上均匀直径的缸体设于集尘室的所述主体(2)内，其下端(11)具有用于去除半焦炭颗粒的出口(8)，而所述进口(9)在集尘室(1)的所述主体(2)的侧部上设于所述出口(8)的上方。
2.根据权利要求1所述的用于从蒸汽_气体混合物分离固体颗粒的分离器，其特征在 于，所述第一和第二级旋风器(3，4)设于集尘室(1)的所述主体(2)的外部。
3.根据权利要求1和2所述的用于从蒸汽_气体混合物分离固体颗粒的分离器，其特 征在于，进入第一级旋风器(3)的蒸汽-气体混合物的进口管道(13)竖直地设于集尘室 (1)的所述主体(2)的上端(10)上，从而其轴线在与集尘室的所述主体(2)的竖直轴线相 同的方向上并与之平行。
4.根据权利要求1所述的用于从蒸汽-气体混合物分离固体颗粒的分离器，其特征在 于，集尘室(1)的主体(2)的内衬(7)的材料是耐磨无孔的热绝缘材料。
5.根据权利要求4所述的用于从蒸汽_气体混合物分离固体颗粒的分离器，其特征在 于，集尘室(1)的主体(2)的内衬(7)的材料是耐磨无孔的热绝缘材料，是混凝土。
6.根据权利要求1所述的用于从蒸汽_气体混合物分离固体颗粒的分离器，其特征在 于，所述第一和第二级旋风器(3，4)通过灰尘通道(5)连接于集尘室(1)的所述主体(2) 的下端(11)，而灰尘通道(5)流至集尘室(1)的主体(2)中的半焦炭出口(8)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于从蒸汽-气体混合物分离固体颗粒的分离 器，其特征在于，第一和第二级旋风器(3，4)的内表面衬有耐磨材料(16)。
8.根据权利要求7所述的用于从蒸汽_气体混合物分离固体颗粒的分离器，其特征在 于，用于第一和第二级旋风器(3，4)的内表面的耐磨材料(16)是混凝土。
9.根据前述权利要求中任一项所述的用于从蒸汽_气体混合物分离固体颗粒的分离 器，其特征在于，所述第二级旋风器(4)具有更低的水力阻力。
全文摘要
本发明涉及于从蒸汽-气体混合物分离固体颗粒的分离器，更具体地，涉及属于处理包含化石燃料或有机物质的材料的车间设备中的集尘室的结构。用于从蒸汽-气体混合物分离固体颗粒的外壳(1)包括主体(2)、布置在主体内表面的内衬(7)、第一和第二级旋风器(3，4)、薄片补偿器(18，19)、除尘管道(5，15)、以及蒸汽-气体混合物进入第一旋风器(3)的进口管道(13)。集尘室(1)的主体(2)在整个高度范围内由相等直径的缸体制成，并且第一和第二级旋风器(3，4)设置在集尘室(1)的主体(2)的外部。集尘室(1)的主体(2)以及第一和第二级旋风器(3，4)的内衬使用无孔耐磨材料，例如混凝土。
文档编号B01D45/00GK101808722SQ200880105752
公开日2010年8月18日 申请日期2008年9月4日 优先权日2007年9月5日
发明者亚历山大·凯达洛夫, 鲍里斯·金德奥尔金 申请人:爱沙尼亚能源石油工业股份有限公司