高温带压高效旋风分离器制造技术

本实用新型专利技术提供一种高温带压高效旋风分离器，其中排气口设置在内筒体的上端，第一封头设置在外筒体的上端，第二封头和第三封头分别设置在中筒体的上端和下端，中筒体的下部位于外筒体内，中筒体的下部的侧面设置有至少一个蜗壳出口，蜗壳出口的外侧面抵靠外筒体的内壁，中筒体的上部穿设第一封头并裸露在外，进气口设置在中筒体的上部的侧面并沿中筒体的径向设置，内筒体穿设第二封头和第三封头，内筒体的上端裸露在外，内筒体的下端位于外筒体中。本实用新型专利技术能够从高温带压气体中分离颗粒物，分离效率高，且可以在高温带压高腐蚀及强磨损等恶劣工况下长周期、高效率、安全稳定运行，设计巧妙，结构独特新颖，制造简便，成本低。

High Temperature Pressure High Efficiency Cyclone Separator

The utility model provides a cyclone separator with high temperature and pressure, in which the exhaust outlet is located at the upper end of the inner cylinder, the first head is located at the upper end of the outer cylinder, the second head and the third head are respectively located at the upper end and the lower end of the middle cylinder, the lower part of the middle cylinder is located in the outer cylinder, the lower side of the middle cylinder is provided with at least one volute outlet and the outer side of the volute outlet. Depending on the inner wall of the outer cylinder, the upper part of the inner cylinder is pierced with the first head and exposed. The air inlet is arranged on the upper side of the middle cylinder and along the radial direction of the middle cylinder. The inner cylinder is pierced with the second head and the third head. The upper end of the inner cylinder is exposed, and the lower end of the inner cylinder is located in the outer cylinder. The utility model can separate particulate matter from high temperature and pressure gas with high separation efficiency, and can operate safely and steadily under long period, high efficiency and strong wear and tear conditions at high temperature and pressure, with ingenious design, unique and novel structure, simple manufacture and low cost.

【技术实现步骤摘要】
高温带压高效旋风分离器
本技术涉及分离装置
，特别涉及旋风分离器
，具体是指一种高温带压高效旋风分离器。
技术介绍
从高温带压气体中分离颗粒物是石油、化工及煤气化等生产过程中一个重要的化工单元操作，属于化学工程非均相分离领域，比如：HYGAS多级流化床气化炉合成的粗煤气压力高达8.5MPa，旋风分离器进口温度为1100℃，需要将高温带压的粗煤气净化处理，除去其中大量的煤粉颗粒以满足工艺要求；又如：煤的增压流化燃烧联合循环(PFBC-CC)和整体煤气化联合循环(IGCC)工艺需要净化的气体温度为800℃～1000℃，操作压力1.0MPa～5.0MPa；再如：石油催化裂化工艺催化剂再生系统气体净化工艺中，气体温度为700℃～750℃，操作压力0.2MPa～0.3MPa。这些苛刻的操作条件唯有旋风分离器可以满足要求。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干式气固分离设备。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5μm～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、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”，是以旋风分离器内、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。还有如“底部夹带涡流”,外层旋流在锥体底部向上返转时会产生局部涡流，将粉尘重新卷起，使该二次涡流一直延伸到锥体底部，特别是细微粉尘易被涡流搅起并随上升气流带走，从而降低了分离效率。因此开发一种能尽量消除主要二次涡流的旋风结构是提高旋风效率的一个重要方向。目前工程上越来越多会遇到高温带压等恶劣工况条件,迫切需要研发出相适应的高效旋风分离器，这进一步增加了高效旋风分离器的开发难度。国内外工业应用的旋风分离器在结构形式上有很多种类，比较著名的有：PV型、扩散式、Buell型及Ducon型等，这些基本上都为切向矩形入口及平顶板结构，但这种非规则容器结构的缺点是无法承受较高的压力，并不适用于目前各类高温带压的工况条件；同时大多数的旋风针对消除几个主要二次涡流的结构并不明确，因此对细颗粒的分离效果不佳。目前所使用的高温带压旋风分离器基本上是在原有旋风分离器的结构基础上进行修改，以满足分离器的容器壳体能承受高温和高压载荷，如将平板型改为拱顶型以求形成规则压力容器，但这样修改却无法保证原有结构的分离性能。或是简单地增加板材壁厚并采用加强筋，此举会大幅增加分离器制造难度，并增加了制造成本。中国技术专利申请“一种高温高压旋风分离器”(申请公布号：CN103623943A)公开了一种高温高压旋风分离器，顶部采用拱顶型结构，进口采用长圆形、椭圆形或圆形结构，这些设计虽能够保证高温带压条件下设备机械强度，但因大幅改变原有旋风分离器的平顶板结构和方形口切向进气方式，分离器内部主要几个二次涡流影响的更加严重，降低了旋风分离器的分离效率，是典型的为了确保壳体承压能力而牺牲分离效率的设计方案。中国技术专利申请“一种新型旋风分离器”(申请公布号：CN103817022A)公开了一种高温高压旋风分离器，为解决压力容器机械强度问题，该旋风分离器采用了径向圆形进口方式，内部设置了防冲蚀导向板和多层螺旋导流叶片，高温带压含尘气体沿多层螺旋导流叶片螺旋向下运动，粉尘颗粒受离心力作用被甩向器壁而被分离。这种螺旋导流叶片设计方式已经被实践证明分离效率是明显低于切向进口式和蜗壳进口旋风,主要原因是分离器内部存在的几个主要二次涡流的严重影响了分离效率,尤其是螺旋进气结构的“上涡流(或称短路流)”的影响有增无减,同样是为了确保壳体承压而牺牲分离效率的设计方案。中国技术专利申请“一种高温高压夹套式旋风分离器”(申请公开号：CN101648169A)公开了一种高温高压旋风分离器，为解决压力容器机械强度问题同时又不改变原有旋风所具有的较高的分离效率，将常规的高效旋风分离器内置在一个规则压力容器中，两者之间用耐高温及高压介质填充。这种设计方案使常规旋风分离器效率得到了最大的保障，而承压和耐温问题也很好地得到了解决，但缺点也很明显：旋风分离器体积、总重量及制造成本都成倍增长。因此，需要提供一种旋风分离器，其能够从高温带压气体中分离颗粒物，分离效率高，且可以在高温高压高腐蚀及强磨损等恶劣工况下长周期、高效率、安全稳定运行。
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高温带压高效旋风分离器，其能够从高温带压气体中分离颗粒物，分离效率高，且可以在高温带压高腐蚀及强磨损等恶劣工况下长周期、高效率、安全稳定运行，适于大规模推广应用。本技术的另一目的在于提供一种高温带压高效旋风分离器，其设计巧妙，结构独特新颖，制造简便，成本低，适于大规模推广应用。为达到以上目的，本技术提供一种高温带压高效旋风分离器，包括进气口、外筒体、第一封头、内筒体和排气口，所述排气口设置在所述内筒体的上端，所述第一封头设置在所述外筒体的上端，其特点是，所述的高温带压高效旋风分离器还包括中筒体、第二封头和第三封头，所述第二封头设置在所述中筒体的上端，所述第三封头设置在所述中筒体的下端，所述中筒体的下部位于所述外筒体内，所述的中筒体的下部的侧面设置有蜗壳出口，所述蜗壳出口的外侧面抵靠所述外筒体的内壁，所述蜗壳出口的数目为2个以上，2个以上所述蜗壳出口成轴对称布置，所述中筒体的上部穿设所述第一封头并裸露在外，所述进气口设置在所述的中筒体的上部的侧面并沿所述中筒体的径向设置，所述内筒体穿设所述第二封头和所述第三封头，所述的内筒体的上端裸露在外，所述内筒体的下端位于所述外筒体中。较佳地，所述的中筒体的下部的侧面设置有开口，所述蜗壳出口包括蜗壳侧板、蜗壳顶板和蜗壳底板，所述蜗壳侧板从所述开口的一侧弧形延伸至所述的外筒体的内壁并靠近所述开口的另一侧，所述蜗壳侧板的外侧面抵靠所述的外筒体的内壁，所述蜗壳顶板位于所述蜗壳侧板的上端和所述开口的上端之间并分别连接所述蜗壳侧板的上端和所述的开口的上端，所述蜗壳底板位于所述蜗壳侧板的下端和所述开口的下端之间并分别连接所述的蜗壳侧板的下端和所述的开口的下端。更佳地，所述蜗壳顶板和所述蜗壳底板均倾斜向下设置且相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温带压高效旋风分离器，包括进气口、外筒体、第一封头、内筒体和排气口，所述排气口设置在所述内筒体的上端，所述第一封头设置在所述外筒体的上端，其特征在于，所述的高温带压高效旋风分离器还包括中筒体、第二封头和第三封头，所述第二封头设置在所述中筒体的上端，所述第三封头设置在所述中筒体的下端，所述中筒体的下部位于所述外筒体内，所述的中筒体的下部的侧面设置有蜗壳出口，所述蜗壳出口的外侧面抵靠所述外筒体的内壁，所述蜗壳出口的数目为2个以上，2个以上所述蜗壳出口成轴对称布置，所述中筒体的上部穿设所述第一封头并裸露在外，所述进气口设置在所述的中筒体的上部的侧面并沿所述中筒体的径向设置，所述内筒体穿设所述第二封头和所述第三封头，所述的内筒体的上端裸露在外，所述内筒体的下端位于所述外筒体中。

【技术特征摘要】
1.一种高温带压高效旋风分离器，包括进气口、外筒体、第一封头、内筒体和排气口，所述排气口设置在所述内筒体的上端，所述第一封头设置在所述外筒体的上端，其特征在于，所述的高温带压高效旋风分离器还包括中筒体、第二封头和第三封头，所述第二封头设置在所述中筒体的上端，所述第三封头设置在所述中筒体的下端，所述中筒体的下部位于所述外筒体内，所述的中筒体的下部的侧面设置有蜗壳出口，所述蜗壳出口的外侧面抵靠所述外筒体的内壁，所述蜗壳出口的数目为2个以上，2个以上所述蜗壳出口成轴对称布置，所述中筒体的上部穿设所述第一封头并裸露在外，所述进气口设置在所述的中筒体的上部的侧面并沿所述中筒体的径向设置，所述内筒体穿设所述第二封头和所述第三封头，所述的内筒体的上端裸露在外，所述内筒体的下端位于所述外筒体中。2.如权利要求1所述的高温带压高效旋风分离器，其特征在于，所述的中筒体的下部的侧面设置有开口，所述蜗壳出口包括蜗壳侧板、蜗壳顶板和蜗壳底板，所述蜗壳侧板从所述开口的一侧弧形延伸至所述的外筒体的内壁并靠近所述开口的另一侧，所述蜗壳侧板的外侧面抵靠所述的外筒体的内壁，所述蜗壳顶板位于所述蜗壳侧板的上端和所述开口的上端之间并分别连接所述蜗壳侧板的上端和所述的开口的上端，所述蜗壳底板位于所述蜗壳侧板的下端和所述开口的下端之间并分别连接所述的蜗壳侧板的下端和所述的开口的下端。3.如权利要求2所述的高温带压高效旋风分离器，其特征在于，所述蜗壳顶板和所述蜗壳底板均倾斜向下设置且相互平行设置。4.如权利要求3所述的高温带压高效旋风分离器，其特征在于，所述蜗壳顶板和...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓卫，马双，黄晓军，孟祥林，王景花，黄毅忱，劳家仁，夏兴祥，张丽，
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