一种旋风分离器的制造方法

文档序号:9534883阅读:701来源:国知局
一种旋风分离器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种煤化工行业气-固分离方法及装置,具体设及一种旋风分离器。
【背景技术】
[0002] 旋风分离器结构种类非常多,但都是利用含固体颗粒的气体旋转所产生的离屯、 力,将颗粒从气流中分离出来的一种干式气固分离装置。主要过程为夹杂着尘粒的气体从 进气口进入筒体后,沿筒内壁做向下的旋转运动,在运个过程中由于离屯、力的作用,气流内 的尘粒被甩向桶壁,实现气体和固体的分离,尘粒在重力作用下沿桶壁旋转下降落入灰斗。 运个由上而下沿桶壁的旋流叫外旋流。锥体使得外旋流的旋转半径不断减小,根据"旋转 矩"不变原理,在锥体里外旋流的切向速度不断提高。当气流到达锥体某一位置,即在分离 器中部形成由下而上的旋风,并由排气口排除,运个中部的由下而上的旋流称为内旋流。外 旋流转化为内旋流的区域称为回流区。
[0003] 旋风分离器结构简单,制造、安装投资省;属静设备,操作维护容易;性能稳定,操 作弹性大;不受气体种类、气体中固体颗粒浓度W及溫度、压力的限制,应用范围非常广。只 要非均相混合物(如液液、液固、液气、气固等)存在密度差,都可W考虑用旋风分离器进行 两相分离。对于有密度差存在的非均相物系,可用重力沉降的原理将它们分离。采用旋风 分离器增加非均相物系所受的惯性离屯、力,从而可扩大轻、重两物相受力的差异,强化分离 过程。
[0004] 尽管旋风分离器应用广泛,也得到了不少研究和发展,然而仍存在不足,主要是对 细小颗粒(粒径)的介质分离效率不高(分离5-10微米W上的颗粒效率较高)。运方面的 原因是气体旋转不够W及内旋转满流易将已分离下来的颗粒物扬起夹带走。特别在煤热解 /气化/燃烧等煤转化过程中,尾气中由煤/焦颗粒、煤气、未冷凝焦油(蒸气)等组成,在 传统旋风分离器中会有部分重焦油冷凝并与煤/焦颗粒形成粘性混合物,长期堆积容易发 生堵塞,另外传统旋风分离器只能分离捕获直径大于5微米的颗粒,未捕获的煤/焦颗粒也 会与焦油在后旋风分离器管道中聚集并发生堵塞,再者,运些小颗粒部分还会进入煤气净 化工段,渗混在冷凝下来的煤焦油中,运对煤焦油的后续加工会产生不利影响。 阳0化]中国发明专利CN104089281A中描述了一种带有双偏屯、中屯、筒的循环流化床锅炉 旋风分离器,该旋风分离器从上至下依次连通的分离器筒体、分离器锥体和分离器立管,分 离器筒体的侧部和入口烟道连接,入口烟道底部和分离器筒体连通处内凹形成烟气末端增 速口,分离器筒体的顶部插入双偏屯、中屯、筒。该发明可提高旋风分离器的分离效率。
[0006] 中国实用新型专利CN204051944U中描述了一种高效旋风分离器,该旋风分离器 本体内部设有中空腔体,中空腔体内设有竖直向上的使气体转向的中屯、管,中屯、管与气体 出口连通。特别是本体内壁设有波纹管,波纹管与中屯、管形成空腔,中屯、管与波纹管之间设 有套管。 阳007] 中国实用新型专利CN203342962U中描述了一种粉粹料的除尘系统,该实用新型 主要是由Ξ级传统的旋风分离器相互连接构成,特别之处在于,在第一级旋风分离器出口 设有粉碎料滤网,在第Ξ级旋风分离器出口设有多根小粉尘滤忍。该实用新型基本没有对 传统旋风分离器做任何改变,即使设置了Ξ级旋风分离器,还会有更小的颗粒没有分离下 来,所W在第Ξ级旋风分离器出口设有多根小粉尘滤忍。上述3个专利中的装置均无法实 现粒径5微米W下的颗粒的分离。
[0008] 综上所述,目前,现有工业中使用的气-固分离设备主要为旋风分离器,W及辅助 其他过滤系统的旋风分离器。还没有如煤热解/气化/燃烧中使用的专用旋风分离器,致 使在上述煤转化过程中经常发生旋风分离器后管道堵塞W及后续产品中渗有固体颗粒的 情况。

【发明内容】

[0009] 为克服现有技术中的问题,本发明的目的是提供一种分离效率高的旋风分离器, 分离具有复杂组成的气-固产物,使粒径5微米W下的固体颗粒能有效分离下来。
[0010] 为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
[0011] 一种旋风分离器,包括自上至下相连通的分离器筒体、分离器锥体和分离器固相 收集箱;所述分离器筒体的侧壁上设置有进气口,分离器筒体顶部设置有穿过分离器筒体 并延伸至分离器锥体内下部的出气管,分离器筒体内设置有能够相对分离器筒体转动的筒 体内衬;筒体内衬内壁上设置有多个震动子和旋片。
[0012] 所述分离器筒体包括相连接的上分离器筒体A和下分离器筒体Β,上分离器筒体 A底端设置有多个第一滚轮,下分离器筒体B顶端设置有多个第二滚轮,筒体内衬与第一滚 轮、第二滚轮相连接。
[0013] 所述筒体内衬外壁上设置有第一齿轮,第一齿轮通过传动装置与调速电机相连。
[0014] 所述分离器锥体内设置有能够相对分离器锥体转动的锥体内衬,锥体内衬内壁上 设置有多个震动子和旋片;所述分离器锥体包括相连接的上分离器锥体和下分离器锥体, 上分离器锥体下端设置有多个第Ξ滚轮,下分离器锥体上端设置有多个第四滚轮,锥体内 衬与第Ξ滚轮、第四滚轮相连接。
[0015] 所述锥体内衬外壁上设置有第二齿轮,第二齿轮通过传动装置与调速电机相连。
[0016] 所述旋片与竖直方向的夹角为5-40度。
[0017] 所述分离器筒体外部设置有第一带保溫的电加热装置,分离器锥体外部设置有第 二带保溫的电加热装置。
[0018] 所述分离器固相收集箱顶部设有柱形圆筒,分离器固相收集箱通过柱形圆筒与分 离器锥体底部相连通;柱形圆筒内设置有螺杆推灰装置。
[0019] 所述筒体内衬的转动方向、锥体内衬的转动方向均与分离器筒体侧壁进气口气体 流入方向一致。
[0020] 所述筒体内衬设置于进气口下方。
[0021] 与现有技术相比,本发明具有W下有益效果:
[0022] (1)含固体颗粒的气体从进气口中进入,通过筒体内衬和锥体内衬旋转使固体颗 粒分离下来,经分离后的气体从旋风分离器出气管排出,从而有效实现气体和固体小颗粒 的分离。本发明通过设置分离器筒体、分离器锥体和分离器固相收集箱,在分离器筒体内设 置能够相对分离器筒体进行旋转的筒体内衬,在筒体内衬旋转下,使进入到筒体内衬的含 固体颗粒的气体在震动子和旋片的作用下,进行有效分离,由于筒体内衬旋转使得离屯、力 增加,震动子能够避免含固体颗粒的气体中的粘性成分粘附在筒体内壁上,旋片使得含固 体颗粒的气体能够向下运动,从而加快了分离速率,处理能力大大加强,提高了生产强度。 并且本发明通过设置筒体内衬、震动子、旋片等,使分离效率有很好的保障的同时,可W省 去很多制作过程中为了达到高分离效率的考虑,从而进一步降低设备成本。通过热模实验, 证实了本发明能够实现粒径5微米W下颗粒的分离。
[0023] (2)与一般为了提高分离效率只能采用提高高径比旋风分离器的方式相比,本发 明可W充分利用原有设备,避免设备的浪费,节省投资费用。
[0024] (3)本发明采用气-固分离装置,可W实现煤转化过程中气-固的有效分离,特别 是气相含有未凝焦油的体系,可有效解决目前煤转化过程中气-固分离困难运一问题。
[00巧]进一步的,在固相收集箱顶部的柱形螺杆推灰装置会将堆积的固体小颗粒旋进分 离器固相收集箱,能够防止固体小颗粒在下部发生堵塞等现象。
[00%] 进一步的,将旋片与竖直方向的夹角设置为5-40度,可W使气流向下进行旋转运 动,提高分离效率。
[0027]进一步的,本发明的筒体内衬和分离器锥体内衬均由调速电机带动,具有灵活的 调变离屯、力能力,降低了运行成本。
[0028]进一步的,本发明中分离器筒体包括相连接的上分离器筒体A和下分离器筒体B,上分离器筒体A底端设置有多个第一滚轮,下分离器筒体B顶端设置有多个第二滚轮,筒体 内衬与第一滚轮、第二滚轮相连接,将分离器筒体分为上分离器筒体和下分离器筒体,且在 上分离器筒体和下分离器筒体之间设置第一滚轮、第二滚轮是为了在筒体内衬上设置第一 齿轮,第一齿轮由变速电机电带动,实现筒体内衬的旋转。
[0029]进一步的,本发明中分离器锥体包括相连接的上分离器锥体和下分离器锥体,上 分离器锥体下端设置有多个第Ξ滚轮,下分离器锥体上端设置有多个第四滚轮,锥体内衬 与第Ξ滚轮、第四滚轮相连接。将分离器锥体分为上分离器锥体和下分离器锥体,上分离器 锥体和下分离器锥体之间设置第Ξ滚轮、第四滚轮,是为了在锥体内衬上设置第二齿轮,第 二齿轮由变速电机带动,实现锥体内衬的旋转。
【附图说明】
[0030] 图1为本发明的结构示意图。
[0031] 图2为分离器筒体的结构示意图;其中,图2(a)为分离器筒体的震动子和旋片位 置示意图,图2(b)为上分离器筒体和下分离器筒体示意图。
[0032]图3为分离器锥体的结构示意图;其中,图3(a)为第二齿轮位置示意图,图3化) 为上分离器锥体和下分离器锥体示意图。
[0033]图4为固体收集箱的结构示意图。
[0034] 图5为煤样粒径分布图。
[0035]图中,1、分离器筒体;2、分离器锥体;3、分离器固相收集箱;4、第一带保溫的电加 热装置;5、进气口;6、出气管;7、筒体内衬;8、第二带保溫的电加热装置;9、锥体内衬;10、 柱形
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