旋风分离器及聚烯烃生产系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种旋风分离器及聚烯烃生产系统。该旋风分离器包括：壳体，壳体上设有气体入口、气体出口以及冲洗水入口；冲洗水分布器，设置在壳体内，冲洗水分布器包括多个喷水部件；冲洗水管线，冲洗水管线的第一端与冲洗水水源连接，冲洗水管线的第二端穿过冲洗水入口给冲洗水分布器供水；排料口，设置在壳体的下部并位于冲洗水管线的下方。通过在壳体内设置冲洗水分布器，并在冲洗水分布器上设置多个喷水部件，能够增大冲洗水的洒水面积，相对均匀地冲洗壳体内壁，减少冲洗死角，不仅使排出气体的粉尘含量符合催化氧化单元的要求，增加了催化氧化单元的运行周期和催化剂使用寿命，且减少了冲洗水的消耗量，提高装置的经济效益。
【专利说明】
旋风分离器及聚烯烃生产系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及煤化工领域，具体而言，涉及一种旋风分离器及聚烯烃生产系统。
【背景技术】
[0002]聚烯烃装置生产的熔融状聚合物经挤压后切粒，粒状聚烯烃以水为载体经颗粒输送系统输送进入颗粒干燥器，在干燥器内脱水后进入料仓。干燥用空气通过和颗粒接触将含水的聚烯烃颗粒干燥，含有一定量可燃气体(例如:颗粒夹带的乙烯和丙烯等)、粉尘(颗粒切割和输送过程中产生)以及水的干燥脱除气进入旋风分离器进行分离，分离后气体(脱除聚烯烃粉尘和水)经吸风机压缩后送催化氧化单元进行催化氧化处理。其中，如图1所示，旋风分离器包括:I’、壳体；11’、气体入口； 12 ’、气体出口； 13 ’、冲洗水入口； 14 ’、排料口 ；15’、料位检测装置;3’、排料阀。其中，A’、表示冲洗水水源，B’、表示催化氧化单元。
[0003]干燥脱除气的处理和旋风分离器粉尘排放通常有两种设计方案。干燥脱除气的处理，在二十一世纪以前环保要求不严格时，其设计方案是:干燥脱除气经旋风分离器分离后直接排入大气;进入二十一世纪，随着环保意识的增强，国家对气体排放标准的严格检查和执行，设计上增加了废气处理的催化氧化单元，脱除气体经旋风分离后送催化氧化单元进行催化氧化反应，将废气中含有的有机烯烃转换为二氧化碳和水。相应的旋风分离器粉尘排放也有两种设计方案，对应于第一种干燥脱除气的处理，旋风分离器分离出的粉尘在装置停工时直接就地排放，因粉尘排放不定期，间隔时间较长，排入大气的气体中含一定量的粉尘。对应于第二种干燥脱除气的处理，因催化氧化单元催化剂对气体粉尘含量要求严格(一般要求<20mg/m3)，因此脱除气必须分离干净，旋风分离器必须定期进行粉尘排放。其粉尘排放一般采用分离器注水冲洗的设计方式，通过冲洗水将粉尘带出。
[0004]现有分离器的粉尘冲洗和排料设计是:当分离器内料位达到一定后，将分离器顶部补水阀打开补水，同时将底部排料阀打开排料，边补边排。现有设计存在如下问题:①冲洗水冲洗不到分离器罐壁上粉尘，在冲洗和排料时，只能将分离器中心位置的粉尘冲洗掉；②因罐壁粉尘冲洗不掉，料位检测始终处于报警状态，无法判断排料的时机和排料情况;③分离器底部排料口在排料时经常堵塞，排料不畅;④排料时需大量的冲洗水进行逐渐冲洗和夹带，冲洗水浪费大。
[0005]上述问题的存在既干扰了排料时间的判断，也使得排料不干净而导致排出气粉尘含量大，导致催化氧化单元运行周期短和催化剂寿命短，还造成大量冲洗水的浪费等，这些问题一直困扰着聚烯烃装置技术人员，亟待解决。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的主要目的在于提供一种旋风分离器及聚烯烃生产系统，以解决现有技术中排出气粉尘含量大的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种旋风分离器，该旋风分离器包括:壳体，壳体上设有气体入口、气体出口以及冲洗水入口 ；冲洗水分布器，设置在壳体内，冲洗水分布器包括多个喷水部件;冲洗水管线，冲洗水管线的第一端与冲洗水水源连接，冲洗水管线的第二端穿过冲洗水入口给冲洗水分布器供水;排料口，设置在壳体的下部并位于冲洗水管线的下方。
[0008]进一步地，冲洗水分布器还包括布水管，多个喷水部件均匀设置在布水管上。
[0009]进一步地，喷水部件为喷头，布水管为环形管架，多个喷头沿周向均匀排布在环形管架上。
[0010]进一步地，喷水部件为喷嘴，布水管有多根，且多根布水管交叉设置。
[0011 ]进一步地，旋风分离器还包括与排料口相连通的排料管线。
[0012]进一步地，排料管线上设置有排料阀。
[0013]进一步地，排料口的直径为10mm?250mm。
[0014]进一步地，旋风分离器还包括料位检测装置，料位检测装置设置在壳体的侧壁上。
[0015]进一步地，料位检测装置包括第一料位检测表和第二料位检测表，第一料位检测表设置在壳体的上部侧壁上，第二料位检测表设置在壳体的下部侧壁上。
[0016]根据本实用新型的另一方面，提供了一种聚烯烃生产系统，该聚烯烃生产系统包括聚烯烃生产装置、聚烯烃干燥装置、粉尘排料装置以及尾气催化氧化单元，粉尘排料装置为上述任一种旋风分离器。
[0017]应用本实用新型的技术方案，通过在壳体内设置冲洗水分布器，并在冲洗水分布器上设置多个喷水部件，能够增大冲洗水的洒水面积，相对均匀地冲洗壳体内壁，减少冲洗死角，从而将粉尘冲洗彻底，不仅使排出气体的粉尘含量符合催化氧化单元的要求，增加了催化氧化单元的运行周期和催化剂使用寿命，而且减少了冲洗水的消耗量，提高装置的经济效益。
【附图说明】
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0019]图1示出了根据现有技术中的旋风分离器的结构示意图；以及
[0020]图2示出了根据本实用新型的优选实施例中的旋风分离器的结构示意图。
[0021 ] 其中，上述附图包括以下附图标记:
[0022]I’、壳体；11’、气体入口； 12’、气体出口； 13’、冲洗水入口； 14’、排料口； 15’、料位检测装置;3’、排料阀;A’、表示冲洗水水源;B’、表示催化氧化单元；
[0023 ] 1、壳体;2、冲洗水分布器;3、排料阀；
[0024]11、气体入口； 12、气体出口； 13、冲洗水入口； 14、排料口； 15、料位检测装置；
[0025]21、布水管;22、喷水部件;A、表示冲洗水水源，B、表示催化氧化单元。
【具体实施方式】
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0027]如【背景技术】所提到的，现有的旋风分离器中，仍存在粉尘排放不彻底及粉尘排放口堵塞，不能及时确定排放时间，造成排出气粉尘含量大，不仅影响催化氧化单元运行周期和催化剂寿命，还造成大量冲洗水浪费等技术问题。
[0028]为改善上述状况，
【申请人】对现有旋风分离器进行研究，发现现有的粉尘冲洗和排放系统在设计上存在两个缺陷:一)冲洗水注入式设计不合理。原设计冲洗水管线直接从分离器顶部进入，冲洗水进入分离器后，相当于向分离器中灌水，依靠水的流动来分散和带动粉尘，因而不能将罐壁粉尘冲洗掉。二)分离器排料口 14’和排料阀3’尺寸设计不合理。原设计排料口 14’和排料阀3’尺寸偏小，粉尘易堆积于排料口 14’和排料阀3’处，造成粉尘排料不畅，冲洗水消耗量大。
[0029]针对旋风分离器冲洗水及排料系统原设计存在的两个缺陷，分别有针对性的采取两种措施进行改善:一是，对冲洗水喷头进行改进，由注水改为大面积喷水。二是，增大排料口 14’和排料阀3’尺寸。根据上述两方面的改进，在本实用新型一种典型的实施方式中，提供了一种旋风分离器，如图2所示，该旋风分离器包括:壳体I，壳体I的上部设有气体入口
11、气体出口 12以及冲洗水入口 13;冲洗水分布器2，设置在壳体I内，包括多个喷水部件22;冲洗水管线，冲洗水管线的第一端与冲洗水水源连接，冲洗水管线的第二端穿过冲洗水入口 13给冲洗水分布器2供水;排料口 14，设置在壳体I的下部并位于冲洗水管线的下方。
[0030]本实用新型的上述旋风分离器，通过在壳体I内设置冲洗水分布器2，并通过设置在冲洗水分布器2上的多个喷水部件22，能够增大冲洗水的洒水面积，从而增大对壳体I内壁的冲洗面积，减少冲洗死角，粉尘冲洗较为彻底，减少排出气中粉尘的含量，满足了催化氧化单元的粉尘含量要求，且相对较少冲洗水的消耗量。其中，A表示冲洗水水源，B表示催化氧化单元。
[0031]上述实施例中，冲洗水分布器2的作用是为了将冲洗水更大面积地分布在壳体I的内壁上，因而任何能够实现上述功能的水分布器均适用于本实用新型。在一种优选的实施例中，上述冲洗水分布器2还包括布水管21，多个喷水部件22均匀设置在布水管21上。
[0032]更优选地，上述喷水部件22为喷头，布水管21为环形管架，多个喷头沿周向均匀排布在环形管架上。由于大多数旋风分离器的壳体I的上部都是圆柱体，因而将布水管21设计成环形的管架，有利于使设置在环形管架上的各个喷头到壳体内壁的距离均等，因而冲洗水对内壁的冲击力和冲洗量都相对均匀，进而能够实现无死角冲洗，因而沾在内壁上的粉尘被冲洗得更彻底，更干净，排出的分离后气体中粉尘含量大大降低，满足后续催化氧化单元所需。
[0033]当然，冲洗水分布器2中布水管21的具体结构或设置形式可以根据上述环形管架的结构和功能进行各种变型，只要能够实现对壳体I内壁大面积均匀洒水冲洗，实现粉尘的彻底冲洗即可。在另一种优选的实施例中，上述喷水部件22为喷嘴，布水管21为多根，且多根布水管21交叉设置。其中，布水管21可以为十字交叉，或者呈辐射对称交叉，还可以是以中央主进水管为中心，周向均匀设置布水管21。而布水管21上喷嘴的设置方式可以是使喷出的水流垂直于壳体I内壁，也可以是与壳体I内壁向上或向下呈一定角度。
[0034]另外，上述冲洗水分布器2还可以是旋转设置的，而旋转的方式是可以持续旋转式的，也可以是间歇旋转式的。冲洗水分布器2上还可以根据需要设置控制水量大小的控制器，比如流量仪及阀门等，根据待冲洗粉尘量的多少灵活调节冲洗水的用量，既能使粉尘冲洗干净，又不浪费冲洗水。
[0035]优选地，上述旋风分离器还包括与排料口14相连通的排料管线，排料管线上设置有排料阀3。
[0036]优选地，排料口 14的直径为10mm?250mm。
[0037]现有的旋风分离器是定期通过排料口14，排放粉尘物料，但由于排料口 14 ’以及排料阀3，口径都相对较小，冲洗下来的粉尘很容易就堆积在排料口 14 ’处，造成粉尘排料不畅，冲洗水消耗量大。而上述优选实施例中通过将排料口 14的直径增大为10mm?250mm，相应地，设置在该排料口 14及排料管线之间的排料阀3的直径也增大为10mm?250_，使得粉尘在排料口 14处不易堆积，粉尘排料顺畅，冲洗水用量也大大减少。
[0038]优选地，上述旋风分离器还包括料位检测装置15，料位检测装置15设置在壳体I的侧壁上。
[0039]为了更准确地检测壳体I中被分离下来的粉尘物料的量，从而更及时地实现定期排料，在上述优选的实施例中，在壳体I侧壁上设置料位检测装置15，以实时监测壳体I内物料的多少，以指导冲洗水用量的实时调节和粉尘物料的及时排放。
[0040]优选地，料位检测装置15包括第一料位检测表和第二料位检测表，第一料位检测表设置在壳体I的上部侧壁上，第二料位检测表设置在壳体I的下部侧壁上。
[0041]在上述优选实施例中，在壳体I的侧壁的上下部的不同位置处各设置一个料位检测装置15，比如料位检测表，在上部的可以为高料位检测表，在下部的可以为低料位检测表，以从壳体I的不同位置检测粉尘物料的多少，从而更准确地协调冲洗水的用量和排料口14的排放之间的关系，从而不仅提高旋风分离器运行稳定性，而且大大降低分离后气体中粉尘的含量，进而延长后续催化氧化单元的运行周期和催化剂使用寿命。
[0042]优选地，冲洗水入口13设置在壳体I的上部侧壁上。
[0043]本实用新型中对冲洗水入口13的设置并无特殊要求，只要有利于壳体I中冲洗水分布器2向腔体内壁上均匀洒水即可(比如可以设置在顶壁或侧壁上)。上述优选实施例中，将冲洗水入口 13设置在壳体I的上部侧壁上，相比现有技术中设置在顶壁上，降低了入口的相对高度，相对降低了冲洗水水源的压力。
[0044]在本实用新型另一种实施方式中，提供了一种聚烯烃生产系统，该系统包括聚烯烃生产装置、聚烯烃干燥装置、粉尘排料装置以及尾气催化氧化单元，其中，粉尘排料装置为上述任一种旋风分离器。利用上述任一种旋风分离器，能够在确保排出气粉尘含量符合催化氧化单元要求前提下，增加催化氧化单元的运行周期和催化剂使用寿命，并节约大量冲洗水消耗，增加了整套聚烯烃生产系统的经济效益。
[0045]经设计改进后，不但解决了旋风分离器壁侧粉尘的冲洗、料位检测的准确问题，还确保了粉尘排放及时、顺畅并节约了冲洗水的使用。在确保排出气粉尘含量符合催化氧化单元要求前提下，增加了催化氧化单元的运行周期和催化剂使用寿命，并节约了大量冲洗水消耗，增加了装置的经济效益。
[0046]从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果:
[0047]I)设备改动量小，不改变旋风分离器本体结构；
[0048]2)确保了旋风分离器壁侧粉尘冲洗干净，料位检测准确；
[0049]3)确保排出气粉尘含量符合催化氧化单元要求，延长了催化氧化单元的运行周期和催化剂寿命，增加了装置的经济效益；
[0050]4)确保了粉尘排放及时、顺畅，节约了冲洗水的使用。
[0051]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种旋风分离器，其特征在于，所述旋风分离器包括: 壳体，所述壳体上设有气体入口、气体出口以及冲洗水入口 ； 冲洗水分布器，设置在所述壳体内，所述冲洗水分布器包括多个喷水部件； 冲洗水管线，所述冲洗水管线的第一端与冲洗水水源连接，所述冲洗水管线的第二端穿过所述冲洗水入口给所述冲洗水分布器供水； 排料口，设置在所述壳体的下部并位于所述冲洗水管线的下方。2.根据权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于，所述冲洗水分布器还包括布水管，所述多个喷水部件均匀设置在所述布水管上。3.根据权利要求2所述的旋风分离器，其特征在于，所述喷水部件为喷头，所述布水管为环形管架，多个所述喷头沿周向均匀排布在所述环形管架上。4.根据权利要求2所述的旋风分离器，其特征在于，所述喷水部件为喷嘴，所述布水管有多根，且多根所述布水管交叉设置。5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋风分离器，其特征在于，所述旋风分离器还包括与所述排料口相连通的排料管线。6.根据权利要求5所述的旋风分离器，其特征在于，所述排料管线上设置有排料阀。7.根据权利要求1至4中任一项所述的旋风分离器，其特征在于，所述排料口的直径为10mm?250mmo8.根据权利要求5所述的旋风分离器，其特征在于，所述旋风分离器还包括料位检测装置，所述料位检测装置设置在所述壳体的侧壁上。9.根据权利要求8所述的旋风分离器，其特征在于，所述料位检测装置包括第一料位检测表和第二料位检测表，所述第一料位检测表设置在所述壳体的上部侧壁上，所述第二料位检测表设置在所述壳体的下部侧壁上。10.—种聚烯烃生产系统，包括聚烯烃生产装置、聚烯烃干燥装置、粉尘排料装置以及尾气催化氧化单元，其特征在于，所述粉尘排料装置为权利要求1至9中任一项所述的旋风分离器。
【文档编号】B04C5/23GK205613594SQ201620435006
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】黄起中, 孙浩, 邓方文, 闫国春, 夏俊兵, 张先松, 杨红杰, 徐海波, 夏志辉, 孔健, 孙爱光, 苏江伟, 王立峰, 周立伟
【申请人】神华集团有限责任公司, 中国神华煤制油化工有限公司, 中国神华煤制油化工有限公司榆林化工分公司