专利名称：排尘结构带有阶梯缝的导叶式旋风管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种排尘结构带有阶梯缝的导叶式旋风管，适用于石油化工和煤 化工行业流态化反应再生装置油气中催化剂分离回收系统和再生烟气能量回收系统，具体 说是将催化剂与油气以及烟气进行离心分离的旋风管。
背景技术：
在石油化工和煤化工行业的流态化反应再生装置中，油气中催化剂分离回收系统 和再生烟气的能量回收系统是必不可少的一部分，第三级旋风分离器是这些系统中的关键 设备之一，导叶式旋风管又是第三级旋风分离器中的最常用的一种类型。目前通用的导叶 式旋风管由导向器、排气管、分离管及灰斗组成。通过对目前通用的导叶式旋风管内气相流 场和颗粒浓度场进行研究发现含尘气流进入旋风管后在导向器的作用下旋转顺流而下， 在主要分离空间，颗粒在离心力的作用下被甩向边壁，在压力差及下行气流的作用下，颗粒 从排尘口进入灰斗。但是由于灰斗是密闭的，进入灰斗的气流在灰斗底部反转向上，携带着 灰斗中部分分离下来的颗粒，形成排尘口返混夹带，使分离效率降低，并且导致局部区域易 磨损、结垢和使用寿命缩短等系列问题，严重影响后续工艺设备安全。排尘口处颗粒返混夹 带现象与排尘结构有直接关系，合理的排尘结构有利于减轻甚至消除排尘口处返混夹带现 象。通过调研发现，有些工厂通过减小排尘口面积，增加旋风管内气流旋转强度，控制进入 灰斗的下行气量，有利于提高分离效率，但是排尘口附近存在大量偏心漩涡，容易扬卷起排 尘口附近边壁处已经分离下来的颗粒，长时间运行会磨损器壁。
发明内容本实用新型排尘结构带有阶梯缝的导叶式旋风管的目的在于通过提供一种带有 阶梯缝的排尘结构，利用阶梯缝良好的分流作用，实现对旋风管内气固两相流场的控制，消 除颗粒返混夹带现象，减少对器壁的磨损，提高分离效率，减小压力损失，且适用范围广。本实用新型排尘结构带有阶梯缝的导叶式旋风管，它自上而下包括进口、排气管、 分离管、排尘锥及灰斗等部件；排气管下部同轴安置在分离管的上部，分离管下端设有连为 一体的排尘锥，排尘锥封闭安装在灰斗中，在排尘锥圆周上沿轴线方向开有阶梯缝，阶梯缝 高低走向与气流旋向相同；在排尘锥下端设有连为一体的防返混锥罩。本实用新型排尘结构带有阶梯缝的导叶式旋风管，阶梯缝以一定角度α斜向开 设，角度α为阶梯缝在垂直于轴线的平面内的中心线和通过该中心线与外圆周交点的直 径之间的夹角；排尘锥圆周上开有两条互成角度θ的阶梯缝，角度θ最优值为60° 150°，沿着气流旋转方向阶梯缝在轴向上的位置逐渐下降，呈阶梯分布，但要保证阶梯 缝的重叠面积占阶梯缝总面积的8% 15%，阶梯缝总面积占排尘锥下口面积的10% 30%。本实用新型排尘结构带有阶梯缝的导叶式旋风管，防返混锥罩的下口径扩大，其 锥角为60° 130°。[0007]本实用新型排尘结构带有阶梯缝的导叶式旋风管的优点以及积极效果在于通过 合理的设计，在排尘锥的圆周上开有面积合适，位置合适的阶梯缝，阶梯缝高低走向与边壁 颗粒高浓带运动轨迹线相同，极易捕捉到边壁高浓灰带，可以及时将边壁处的固体颗粒排 入灰斗，有效提高排尘侧缝的利用率，这不仅减少磨损，而且降低了结垢的可能；排尘锥开 阶梯缝也起到分流的作用，由于缝的旋向与气流旋向相同，便于气流从侧缝排出，减少排尘 锥下口处上下行气流的交错混合，可以减小旋风管内旋转涡核不对称性，提高分离效率，降 低流动阻力；又由于排尘锥的下方设有防返混锥罩，可以有效地防止灰斗中已经收集的细 颗粒被上升气流夹带，再次进入旋风管形成返混夹带，因而更进一步提高旋风管的分离效 率。
图1为本实用新型排尘结构带有阶梯缝的导叶式旋风管构造原理示意图；图2为构造原理示意图1的排尘锥带有阶梯缝的局部剖面示意图(放大)；图3为图2的A-A剖面示意图(放大)；图中1-进口，2-导向器，3-排气管，4-分离管，5-排尘锥，6-防返混锥罩，7-灰斗， 8_阶梯缝。
具体实施方式
由图1 图3可见，本实用新型排尘结构带有阶梯缝的导叶式旋风管包括进口 1、 排气管3、分离管4、排尘锥5及灰斗7等部件；排气管3下部同轴安置在分离管4内的上 部，导向器2安装在排气管3和分离管4之间；导向器2由若干个导向叶片沿圆周方向均勻 排列所形成的转向流道组成，使含尘气流旋转顺流而下；分离管4下端设有连为一体的排 尘锥5，排尘锥5封闭安装在灰斗7中，在排尘锥5圆周上沿轴线方向开有阶梯缝8 ；在排尘 锥5下端设有连为一体的防返混锥罩6。阶梯缝8以一定角度α斜向开设，角度α为阶梯缝8在垂直于轴线的平面内的中 心线和通过该中心线与外圆周交点的直径之间的夹角，当角α为0°时，即垂直开缝，而角 α的最大值为沿其内壁的切线方向；排尘锥5圆周上开有两条互成角度θ的阶梯缝8，角 度θ最优值为60° 150°，沿着气流旋转方向阶梯缝8在轴向上的位置逐渐下降，呈阶 梯分布，但要保证两缝在同一高度处的重叠面积占阶梯缝8总面积的8% 15%，阶梯缝8 总面积占排尘锥5下口面积的10% 30%。防返混锥罩6的下口径扩大，其锥角为60° 130°。使用时，进口 1与含尘烟气的集气室连通，含尘烟气从进口 1进入，经过导向器2 后形成高速旋转运动，大部分粉尘颗粒在离心力的作用下被分离出来，含尘气流一部分从 排气管3中直接向外排出，另一部分继续向下流动，颗粒在分离管4和排尘锥5中由于离心 力的作用被浓集到边壁，形成螺旋状灰带，阶梯缝8高低走向与边壁颗粒高浓带运动轨迹 线相同，极易捕捉到螺旋状灰带，边壁的颗粒粉尘直接由阶梯缝8进入灰斗7中而被收集。 排尘锥5内分离净化后的下行气流在排尘锥5下部折返向上形成上行气流，经阶梯缝8进 入灰斗7的气流在灰斗7下部也折返向上形成上行气流，从防返混锥罩6进入排尘锥5，两 股上行气流向上经分离管4，最终从排气管3排出。排气管3上端出口与整个排放装置连通，本实用新型排尘结构带有阶梯缝的导叶式旋风管可以单个使用，也可以多个组合。 本实用新型排尘结构带有阶梯缝的导叶式旋风管，解决现有分离器排尘口处存在 的返混夹带现象，减少设备磨损，降低压降，提高分离效率，可广泛应用于石油化工和煤化 工行业流态化反应再生装置的油气中催化剂分离回收系统或再生烟气能量回收系统中，将 催化剂与油气或烟气进行分离。
权利要求1.一种排尘结构带有阶梯缝的导叶式旋风管，它自上而下包括进口(1)、排气管(3)、 分离管(4)、排尘锥(5)及灰斗(7)等部件；所述排气管(3)下部同轴安置在分离管(4)的 上部，所述分离管(4)下端设有连为一体的排尘锥(5)，该排尘锥(5)封闭安装在灰斗(7) 中，在所述排尘锥(5)圆周上沿轴线方向开有阶梯缝(8)，该阶梯缝(8)高低走向与气流旋 向相同；在排尘锥(5)下端设有连为一体的防返混锥罩(6)。
2.根据权利要求1所述的排尘结构带有阶梯缝的导叶式旋风管，其特征是所述阶梯缝 (8)以一定角度α斜向开设，角度α为该阶梯缝(8)在垂直于轴线的平面内的中心线和通 过该中心线与外圆周交点的直径之间的夹角；所述排尘锥(5)圆周上开有两条互成角度θ 的阶梯缝(8)，角度θ最优值为60° 150°，沿着气流旋转方向阶梯缝(8)在轴向上的 位置逐渐下降，呈阶梯分布，但要保证阶梯缝(8)的重叠面积占阶梯缝(8)总面积的8% 15%，该阶梯缝(8)总面积占所述排尘锥(5)下口面积的10% 30%。
3.根据权利要求1和2所述的排尘结构带有阶梯缝的导叶式旋风管，其特征是所述防 返混锥罩(6)的下口径扩大，其锥角为60° 130°。
专利摘要本实用新型提供了一种排尘结构带有阶梯缝的导叶式旋风管，它自上而下包括进口、排气管、分离管、排尘锥及灰斗等部件；排气管下部同轴安置在分离管内的上部，分离管下端设有连为一体的排尘锥，排尘锥封闭安装在灰斗中，在排尘锥圆周上沿轴线方向开有阶梯缝，阶梯缝高低走向与气流旋向相同；在排尘锥下端设有连为一体的防返混锥罩。本实用新型解决现有旋风分离器排尘口处存在的返混夹带现象，利于将颗粒及时排入到灰斗中，提高开缝利用率，提高分离效率，具有压降小、能耗低、防磨损、防结垢等优点，且适用范围广，分离效率高，操作弹性大，使用寿命长。
文档编号B04C5/10GK201776193SQ201020221229
公开日2011年3月30日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者亓成刚, 王建军, 王新华, 谭慧敏, 金有海 申请人:中国石油大学(华东)