一种空气冷却换热的旋风分离器中心筒的制作方法

本发明涉及一种煤制气循环流化床气化系统中的旋风分离器中心筒，特别是一种既能实现冷却又能获得空气换热的旋风分离器中心筒，属于循环流化床技术领域。

背景技术：

煤制气循环流化床气化系统中的高温旋风分离器是关键部件之一，其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分离出来送回炉膛，以保证燃料和脱硫剂多次循环燃烧反应。其中中心筒又是旋风分离器的关键部件，它运行于900°C以上高温烟气的强烈冲刷环境之中，其受高温影响相当严重，长期工作会导致中心筒发生永久性变形，变形后的中心筒不仅影响旋风分离器的分离效率，同时增大尾部烟道的磨损量以及后道除尘器的负担，因此，传统的旋风分离器中心筒2～3年就需要更换一次，且更换程序复杂、使用成本倍增。由此，生产实践需要研究应对旋风分离器中心筒变形、烧损、磨损，提高其使用寿命的手段。

技术实现要素：

针对传统旋风分离器中心筒现有技术的不足，本发明提供一种既能实现冷却又能获得空气换热的旋风分离器中心筒，旨在采集利用余热、防止中心筒热变形，实现提高其使用寿命的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种空气冷却换热的旋风分离器中心筒，包括旋风分离器外壳和中心筒，所述的旋风分离器外壳为圆筒状结构；所述的中心筒置入在旋风分离器外壳内，其特征在于:

所述的中心筒由上、下两端的集气室与中间若干根冷却换热管组成；

所述上、下两端的集气室为具有圆环状的封闭腔；

所述上端的集气室固定连接在旋风分离器的圆筒状外壳顶端；

所述若干根冷却换热管的两端分别密封穿入上、下两端集气室的封闭腔内；

所述若干根冷却换热管在圆环状封闭腔的两个设定圆周上均匀分布，构成中心筒的筒壁；

所述内圆周上每相邻的两根冷却换热管的外管壁相依密贴；

所述外圆周上的若干根冷却换热管中每一根冷却换热管的外管壁依次与内圆周上的两根冷却换热管的外管壁，呈“品”字形相依密贴；

所述上端集气室的封闭腔内分为进气腔和出气腔，其中进气腔体积占整体封闭腔体积的2/5，出气腔体积占整体封闭腔体积的3/5；

所述若干根冷却换热管其中2/5的冷却换热管上端穿入在进气腔内，3/5的冷却换热管上端穿入在出气腔内；

所述进气腔和出气腔通过冷却换热管与下端的集气室相连通；

所述进气腔设有与外部进气管道相连通的进气口，出气腔设有与外部输气管道相连通的出气口。

作为本发明的另一种设置形式，其特征在于：

所述的中心筒由上、下两端的集气室与中间若干根冷却换热管和一金属筒体组成；

所述上、下两端的集气室为具有圆环状的封闭腔；

所述上端的集气室固定连接在旋风分离器的圆筒状外壳顶端；

所述若干根冷却换热管的两端分别密封穿入上、下两端集气室的封闭腔内；

所述若干根冷却换热管在圆环状封闭腔的两个设定圆周上均匀分布；

所述金属筒体的上、下端分别与上、下两端集气室固定连接且位于外设定圆周上的若干根冷却换热管和内设定圆周上的若干根冷却换热管之间；

所述上端集气室的封闭腔内分为进气腔和出气腔，其中进气腔体积占整体封闭腔体积的2/5，出气腔体积占整体封闭腔体积的3/5；

所述若干根冷却换热管其中2/5的冷却换热管上端穿入在进气腔内，3/5的冷却换热管上端穿入在出气腔内；

所述进气腔和出气腔通过冷却换热管与下端的集气室相连通；

所述进气腔设有与外部进气管道相连通的进气口，出气腔设有与外部输气管道相连通的出气口。

进一步地，所述若干根冷却换热管在圆环状封闭腔的一个设定圆周上均匀分布，所述的金属筒体设置在若干根冷却换热管围成的设定圆周内部；

进一步地，所述若干根冷却换热管在圆环状封闭腔的一个设定圆周上均匀分布，所述的金属筒体设置在若干根冷却换热管围成的设定圆周外部。

上述由若干根冷却换热管或由若干根冷却换热管与金属筒体构成的旋风分离器中心筒，与传统旋风分离器由单一金属筒体构成的中心筒相比，具有以下优点：

1、向上端集气室的进气腔内输入空气，使若干根冷却换热管起到冷却中心筒防止其烧损、磨损、产生热变形的作用，提高了中心筒的使用寿命，降低了使用成本；

2、从上端集气室的出气腔内获得高温空气，并将其与高温蒸汽混合送入气化炉内形成气化剂，从而获得余热回收再利用的效果。

附图说明

附图1为本发明第一实施例的主视结构示意图：

附图2为附图1中A-A截面的剖视结构示意图；

附图3为本发明第二实施例的主视结构示意图：

附图4为附图3中A-A截面的剖视结构示意图；

附图5为本发明第三实施例的主视结构示意图：

附图6为附图5中A-A截面的剖视结构示意图；

附图7为本发明第四实施例的主视结构示意图：

附图8为附图7中A-A截面的剖视结构示意图。

在附图中：1为旋风分离器外壳、2为中心筒、201为上端集气室、202为下端集气室、203为冷却换热管、204为隔墙板、205为金属筒体、a为进气口、b为出气口。

具体实施方式

以下结合附图并通过四个实施例对本发明作进一步解释说明：

实施例一：

如附图1和2所示，旋风分离器外壳1为圆筒状结构；中心筒2置入在旋风分离器外壳1内；中心筒2由上端集气室201和下端集气室202与中间若干根冷却换热管203组成；上端集气室201和下端集气室202为具有圆环状的封闭腔；上端集气室201固定连接在旋风分离器外壳1的顶端；若干根冷却换热管203的两端分别密封穿入上端集气室201和下端集气室202的封闭腔内；若干根冷却换热管203在圆环状封闭腔的两个设定圆周上均匀分布，形成中心筒2的筒壁；内圆周上每相邻的两根冷却换热管203的外管壁相依密贴；外圆周上的若干根冷却换热管中每一根冷却换热管203的外管壁依次与内圆周上的两根冷却换热管203的外管壁，呈“品”字形相依密贴；上端集气室201的封闭腔内通过隔墙板204分成进气腔和出气腔，其中进气腔体积占整体封闭腔体积的五分之一，出气腔体积占整体封闭腔体积的五分之三；若干根冷却换热管其中五分之一的冷却换热管203上端穿入在进气腔内，五分之三的冷却换热管203上端穿入在出气腔内；进气腔和出气腔通过冷却换热管203、下端集气室202相连通；进气腔设有与外部进气管道相连通的进气口a，出气腔设有与外部输气管道相连通的出气口b。

实施例二：

如附图3和4所示，旋风分离器外壳1为圆筒状结构；中心筒2置入在旋风分离器外壳1内；中心筒2由上端集气室201、下端集气室202和中间若干根冷却换热管203以及一金属筒体组成；上端集气室201和下端集气室202为具有圆环状的封闭腔；上端集气室201固定连接在旋风分离器外壳1的顶端；若干根冷却换热管203的两端分别密封穿入上端集气室201和下端集气室202的封闭腔内，且在圆环状封闭腔的两个设定圆周上均匀分布；金属筒体205的上、下端分别与上端集气室201和下端集气室202固定连接且位于设置在内、外两个设定圆周上的若干根冷却换热管203之间；上端集气室201的封闭腔内通过隔墙板204分成进气腔和出气腔，其中进气腔体积占整体封闭腔体积的五分之二，出气腔体积占整体封闭腔体积的五分之三；若干根冷却换热管其中五分之二的冷却换热管203上端穿入在进气腔内，五分之三的冷却换热管203上端穿入在出气腔内；上端集气室201内的进气腔和出气腔通过冷却换热管203与下端集气室203相连通；进气腔设有与外部进气管道相连通的进气口a，出气腔设有与外部输气管道相连通的出气口b。

实施例三：

如附图5和6所示，若干根冷却换热管203在圆环状封闭腔的一个设定圆周上均匀分布，金属筒体205设置在若干根冷却换热管203围成的设定圆周内部。

实施例四：

如附图7和8所示，若干根冷却换热管203在圆环状封闭腔的一个设定圆周上均匀分布，金属筒体205设置在若干根冷却换热管203围成的设定圆周外部。

本发明工作时，通过进气口a不断向上端集气室201的进气腔内输入大量自然空气，自然空气经五分之二的冷却换热管203进入下端集气室202内，再经过五分之三的冷却换热管203流出出气口b，使若干根冷却换热管203起到冷却中心筒2防止其热变形的作用，提高了中心筒2的使用寿命，降低了使用成本；与此同时，自然空气从进气口a→上端集气室201→五分之二的冷却换热管203→下端集气室202→五分之三的冷却换热管203→出气口b，而获得高温空气，将获得的高温空气与高温蒸汽混合送入气化炉内形成气化剂，从而获得余热回收再利用的效果。