湿法多管旋风分离器制造技术

本实用新型专利技术提供一种湿法多管旋风分离器，包括多个旋风子，旋风子位于分离器筒体内的上下隔板之间，旋风子的排气部件插设在上隔板中，旋风子的排污部件插设在下隔板中，旋风子的进气部件位于上下隔板之间，前置文丘里雾化器，文丘里雾化器连接安设在上下隔板之间的分离器筒体的外侧壁上并与分离器筒体的内部气路连通的气体进口并与气体进口气路连通，文丘里雾化器的喉管位置设置有加液口。本实用新型专利技术创新地引入旋风内壁“液膜吸收”对细微颗粒的捕集机理，在离心场及液体吸收的共同作用下，大幅提高了分离器的分离效率。适用于高温带压的操作条件，对于浓度高、粉尘粒径小(小于5～10μm)且易磨损易粘附易堵塞等工况条件，其分离效率高达99.99％以上。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及化学工程非均相分离领域，特别涉及除尘
，具体是指一种湿法多管旋风分离器和包括上述湿法多管旋风分离器的净化工艺流程，尤其适用于高温带压、易燃易爆或有毒有害的气体(如气化炉出口粗煤气、有机硅含尘合成气及多晶硅含尘合成气等)除尘，对于高浓度、小粒径(小于5～10μm)的粉尘，其分离效率高达99.99％以上。
技术介绍
气化炉(如航天炉、多喷嘴对置式液煤浆气化炉及SHELL炉等)合成的高温带压粗煤气含有较高浓度的粉尘；普通固定床气化炉出口粗煤气还含有焦油及酚等杂质。在进入变换系统前需要对粗煤气进行净化，目前多采用洗涤塔对粗煤气进行净化，洗涤塔种类有填料塔、喷淋塔、板式塔等，但无论是哪种形式的洗涤塔，对粗煤气的净化效率都不太理想。这是因为：首先，由于洗涤塔的内件都相对复杂，粉尘及焦油等杂质很容易造成洗涤塔堵塞，同时为确保捕集效率，洗涤塔通常采用大量的液体(主要采用水)去洗涤，在国内日益严格的环保法压力下，大量含杂质的水需耗费大额资金进行处理，同时由于高温下富含钙、镁离子的循环水(即水硬度较高)极易结垢，经常造成因塔内件堵塞而停产；其次，大量细微粉尘及焦油逃离洗涤塔后沉积在变换系统中，造成后续换热器堵塞，导致换热器的阻力持续增大，同时变换催化剂因吸附粉尘及焦油等杂质后活性下降，大大缩短了催化剂的使用寿命，变换炉CO的含量指标降不下来，严重影响了变换能力。因此，粗煤气净化装置在整个气化工艺流程中占有举足轻重的地位，净化装置运行的优劣将直接影响到产品的质量、产量和成本。为了解决上述问题，需要在变换系统前投入可靠的分离装置对粗煤气进行净化，使粗煤气的含尘及其他杂质的浓度达到要求指标。通过对湿法除尘器(如洗涤塔)、电除尘器、过滤式除尘器(如袋式除尘器)及离心式除尘器(如旋风分离器)等综合对比分析，对于高温带压、易燃易爆、杂质浓度高、粉尘粒径小(小
于5～10μm)且易磨损易粘附易堵塞等工况条件，单一除尘机理的设备均无法满足气体高效净化的要求，结合湿法除尘及离心除尘两者机理，湿法多管旋风除尘器成为最为合理的选择。旋风分离器是利用气态非均一系，在作高速旋转时所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的一种气固(液)分离设备。由于颗粒所受的离心力远远大于重力和惯性力，所以旋风分离器能经济地分离的最小粒径可达到5～10μm。此外，旋风分离器结构比较简单，操作、维护方便，性能稳定，又不受含尘气体的浓度、温度及物性等限制，且造价较低，所以已广泛地应用于石油、化工、煤炭、电力、环保及冶金等工业生产中。由于旋风分离器内的气流运动极为复杂，属于三维湍流的强旋流，因此旋风分离器的结构形式将直接影响分离器的分离性能。二次涡流在旋风分离器中普遍存在，它由轴向速度νz与径向速度νr构成，二次涡流对旋风分离器的性能，尤其是对分离效率影响较大。几个影响旋风效率的二次涡流主要集中在旋风的头部(即旋风筒体以上部分),如“上涡流(或称短路流)”,旋风分离器顶盖、排气管外面与筒体内壁之间，由于径向速度与轴向速度的存在，将形成局部涡流(上涡流)，夹带着相当数量的尘粒向中心流动，并沿排气管外表面下降，最后随中心上升气流逸出排气管，影响了分离效率。再如“纵向旋涡流”，是以旋风除尘器内、外旋流分界面为中心的器内再循环而形成的纵向流动。由于排气管内的有效流通截面小于排气管管端以下内旋流的有效流通截面，因此在排气管管端处产生节流效应，从而使排气管管端附近的气体径向速度大大提高，致使气体对大颗粒的曳力超过了颗粒所受的离心力，而造成“短路”，影响了分离性能。因此开发一种能尽量消除主要二次涡流的旋风头部结构是提高旋风效率的主要方向。为了提高旋风分离器的分离效果，通常采用多个小直径旋风子并联处理方式(即多管旋风分离器)，多管旋风分离器大多采用干法除尘方式，干法多管旋风分离器对于粒径小于5μm的细微粉尘分离效果仍然不理想，原因在于粒径很小的颗粒在离心力的作用下被甩到壁面，到达壁面后很容易因壁面粗糙而弹跳至旋风中心环流区(即旋风内旋流)，从而被气流带出旋风分离器。另外、含尘气体在带压的工况条件下，气相露点温度会提高，此时容易出现结露现象，细颗粒粉尘流动性本身就差，细粉结露致使旋风排料更加不畅，易导致旋风子出现堵塞情况，从而影响多管旋风分离器的连续稳定运行。湿法多管旋风分离器目前在工业生产中已有少量应用，如中国专利申请公开的湿式多管旋风除尘器和具有上述除尘器的除尘系统，公告号为CN103157561A，该湿法多管旋风除尘器采用在进风管内用喷头喷水，喷淋出的水雾与气体充分混合后进入旋风子分离，多管旋风除尘器的排尘管插入水箱内进行密封，排出的水和灰尘直接排到水箱，水箱作为储水容器,净化后的气体从排风口排出。上述除尘器虽然能够实现比干法操作要高的除尘效率，但是也存在诸多缺陷：(1)该除尘器内部的旋风子为轴流式进口，采用螺旋形或花瓣形进气结构，该类型旋风子并不能消除旋风内部存在的几个主要二次涡流，该旋风子对较大颗粒分离效果较好，但对于较细颗粒分离效果仍然不佳。(2)该除尘器内水雾是由位于进风管内固定的喷头喷出的，喷头喷出的水雾化效果不理想，水雾难以与含尘气体充分混合，同时水雾不能均匀的进入每一个旋风子，进而影响分离效果。(3)该除尘器的结构不适用于高温带压的工况，也不适用于气相为易燃易爆及有毒有害介质，同时对高浓度粉尘分离效果差，使用具有局限性。(4)该除尘器采用旋风分离器作为预处理，以降低进入湿式多管旋风分离器内空气灰尘含量，但这样就增加设备数量，提高了设备的占地面积和制造成本。因此，需要提供一种湿法多管旋风分离器，其能有效去除气体中的粉尘颗粒和其它杂质，大大提高了分离器的分离效率，进一步地，其能适用于高温带压气体的净化，且设计巧妙，结构简洁，设备体积小，制造及维护成本低。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的缺点，本技术的一个目的在于提供一种湿法多管旋风分离器，创新地引入旋风内壁“液膜吸收”对细微颗粒的捕集机理，在离心场及液体吸收的共同作用下，大幅提高了分离器的分离效率。充分结合了多管旋风除尘和湿法除尘的优点，具有耗液量少、分离效率高、运行阻力小、无需检修、设备体积小且一次性投资成本低等优点。本技术的另一目的在于提供一种湿法多管旋风分离器，其能用于高温带压的操作条件，对于浓度高、粉尘粒径小(小于5～10μm)且易磨损易粘附易堵塞等工况条件，其分离效率高达99.99％以上，特别适用于易燃易爆或有毒有害气体(如气化炉出口粗煤气、有机硅含尘合成气及多晶硅含尘合成气等等)的净化。本技术的另一目的在于提供一种湿法多管旋风分离器，其内部旋风子
为切流式双进口和环流式双出口的结构，并在旋风子的头部结构(即旋风子筒体以上部分)进行了较大改进，尽可能地消除影响旋风效率的主要二次涡流。相比一般的旋风子，其阻力可降低约25～35％，效率可提高2～3％，同时它操作弹性大、结构简单、适应性强、成本较低。为达到以上目的，本技术的湿法多管旋风分离器，包括分离器筒体、上隔板、下隔板、气体进口和气体出口，所述上隔板和所述下隔板相互间隔设置在所述分离器筒体的内部，所述气体进口安设在所述上隔板和所述下隔板之间的所述分离器筒体的外侧壁上并与所述分离器筒体的内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿法多管旋风分离器，包括分离器筒体、上隔板、下隔板、气体进口和气体出口，所述上隔板和所述下隔板相互间隔设置在所述分离器筒体的内部，所述气体进口安设在所述上隔板和所述下隔板之间的所述分离器筒体的外侧壁上并与所述分离器筒体的内部气路连通，所述气体出口安设在所述上隔板上的所述分离器筒体的外侧壁上并与所述分离器筒体的内部气路连通，其特征在于，所述湿法多管旋风分离器还包括多个旋风子，所述旋风子位于所述上隔板和所述下隔板之间，所述旋风子的排气部件插设在所述上隔板中，所述旋风子的排污部件插设在所述下隔板中，所述旋风子的进气部件位于所述上隔板和所述下隔板之间。

【技术特征摘要】
1.一种湿法多管旋风分离器，包括分离器筒体、上隔板、下隔板、气体进口和气体出口，所述上隔板和所述下隔板相互间隔设置在所述分离器筒体的内部，所述气体进口安设在所述上隔板和所述下隔板之间的所述分离器筒体的外侧壁上并与所述分离器筒体的内部气路连通，所述气体出口安设在所述上隔板上的所述分离器筒体的外侧壁上并与所述分离器筒体的内部气路连通，其特征在于，所述湿法多管旋风分离器还包括多个旋风子，所述旋风子位于所述上隔板和所述下隔板之间，所述旋风子的排气部件插设在所述上隔板中，所述旋风子的排污部件插设在所述下隔板中，所述旋风子的进气部件位于所述上隔板和所述下隔板之间。2.如权利要求1所述的湿法多管旋风分离器，其特征在于，所述湿法多管旋风分离器还包括文丘里雾化器，所述文丘里雾化器连接所述气体进口并与所述气体进口气路连通，所述文丘里雾化器的喉管位置设置有加液口。3.如权利要求1所述的湿法多管旋风分离器，其特征在于，所述湿法多管旋风分离器还包括雾化喷头和雾化补液口，所述雾化补液口插设在所述上隔板和所述下隔板之间的所述分离器筒体的侧壁中，所述雾化喷头位于所述上隔板和所述下隔板之间并管路连通所述雾化补液口。4.如权利要求1所述的湿法多管旋风分离器，其特征在于，所述湿法多管旋风分离器还包括液封装置和降液管，所述降液管的上端插设在所述下隔板的未插设所述排污部件的位置中，所述液封装置设置在所述降液管的下端用于液封所述的降液管的下端。5.如权利要求4所述的湿法多管旋风分离器，其特征在于，所述液封装置包括外套管和盲板，所述外套管套设在所述的降液管的下端上，所述的降液管的下端的侧壁设置有至少一个通孔，所述盲板封闭所述的降液管的下端的端面和所述外套管的下端的端面。6.如权利要求1所述的湿法多管旋风分离器，其特征在于，所述进气部件安设在所述旋风子的旋风子筒体的外侧面的上部并与所述旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：马双，黄晓卫，黄晓军，孟祥林，王景花，黄毅忱，劳家仁，
申请(专利权)人：上海卓旋化工科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31