一种下排气式旋风气固分离器。它包括进口管（１）、导流棒（２）、简体（３）、排气管（４）和倾斜落灰斗（５），排气管伸入到筒体中，伸入高度为Ｄ↓［０］，伸入到筒体中的管段上开有小孔（６），小孔为正三角形均布，小孔直径５～１０毫米，所有小孔的面积之和与排气管入口面积相等。筒体内径为Ｄ↓［０］，进口管宽度为０．２２Ｄ↓［０］～０．３５Ｄ↓［０］，高度为０．４４Ｄ↓［０］～０．７５Ｄ↓［０］，导流棒与排气管直径均为０．５Ｄ↓［０］，导流棒与排气管顶端的距离为０．５～１Ｄ↓［０］，倾斜落灰斗的倾斜角度为５０～７５°。该分离器中气流的流场更为合理，减少了飞灰的二次夹带，分离效率提高，阻力压降降低。本分离器适用于煤粉锅炉改循环流化床锅炉尾部烟气中夹带飞灰的分离、新循环流化床锅炉尾部烟气中夹带飞灰的分离，煤和生物质循环流化床气化产生的燃气夹带飞灰的分离。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属气体中夹带飞灰的气固分离装置，特别涉及用于煤粉锅炉改循环流化床锅炉尾部烟道中的烟气夹带飞灰的分离、新建的循环流化床锅炉尾部烟道中的烟气夹带飞灰的分离，以及煤和生物质循环流化床气化后产生的燃气中夹带飞灰的分离。
技术介绍
在锅炉以及循环流化床气化炉的结构布置中，传统的旋风分离装置由于烟气的走向及支承的缘故，使整台锅炉及气化炉外型尺寸庞大。而下排气分离器本身相当于一个转弯烟道，这样的布置不仅与烟气或煤气的流程完全吻合，而且又能使未完全反应的飞灰分离后方便地进入锅炉燃烧室或气化炉内继续反应，加之上述设备尾部一般尚有足够的高度布置受热面及其它设备，所以采用这种分离器可以缩小锅炉或气化系统的外部尺寸，从而降低造价。下排气分离器是利用离心沉降原理从气流中分离颗粒的设备，气流中所夹带的飞灰在随气流旋转的过程中，在离心力的作用下逐渐趋向器壁，碰到器壁后形成灰环沿器壁旋转地滑向出灰口。本申请的专利技术者在中国专利CN1063241A和CN2092025U中提供了一种下排气式循环流化床锅炉飞灰分离器，这种下排气式循环流化床锅炉飞灰分离器保持整台锅炉П型的结构特点，提高了飞灰分离效果，分离器直径减小，结构紧凑。但在分析这种下排气分离器的模型以及冷模试验后，发现底部斜锥部分以上的排气管设计不甚合理，分离器圆筒内壁形成的灰环在滑入倾斜落灰斗的过程中，由于气流的突然转向，灰环及气流的切向速度衰减较大，导致气流紊乱，影响了灰环进入倾斜落灰斗而被气流重新卷走产生底部的二次夹带，使飞灰的分离效率受到影响。
技术实现思路
为克服现有技术的缺点，本专利技术在CN1063241A和CN2092025U的基础上进行改进，对分离器进行重新设计，优化分离器整体结构尺寸，提供一种新型的用于夹带飞灰分离的下排气式旋风气固分离器。本专利技术所采用的技术方案是一种下排气式旋风气固分离器(参见附图1)，它包括进口管1、导流棒2、筒体3、排气管4以及倾斜落灰斗5，排气管4伸入到筒体3中，且伸入到筒体中的排气管段上开有小孔6，筒体内径为D0，进口管的宽度为0.22D0～0.35D0，高度为0.44D0～0.75D0，导流棒与排气管的直径均为0.5D0。本下排气式旋风气固分离器中伸入到筒体3中的排气管段上开的小孔为正三角形均匀布置，小孔的直径为5～10毫米，所有小孔的面积之和与排气管入口面积相等。本下排气式旋风气固分离器的排气管伸入筒体中的高度为h2＝D0。本下排气式旋风气固分离器的导流棒与排气管顶端的距离为h1＝(0.5～1)D0。倾斜落灰斗的倾斜角度α为50～75°。夹带飞灰的气流以15-25m/s的速度从下排气式旋风气固分离器的入口切向进入，进入分离器中的气流在导流棒的作用下旋转向下，由于飞灰的密度比气体大，在离心力的作用下，飞灰在分离器筒体内壁形成灰环，气流与灰环沿分离器筒体内壁一同旋转向下直至进入到排气管与筒体内壁的间隙中。气流与灰环在向下旋转运动过程中，由于导流棒与排气管之间的间距以及排气管上的小孔的作用，旋转向下的气流是逐步减少的，直至底部全部气流全部进入排气管中，而灰环在逐步减少的旋转气流作用下以及自身的惯性进入倾斜落灰斗。旋转的气流通过排气管上的小孔进入到排气管中，这样克服了原有的下排气分离器(CN1063241A)需要气流旋转到底部后再折向上转到排气管上端面进入排气管中的现象，从而不会产生气流切向速度底部衰减很大，引起气流紊乱，导致灰环进入倾斜落灰斗而被气流重新卷走产生底部的二次夹带的问题。采用这种开有小孔排气管的下排气式旋风气固分离器产生的灰环，在滑入倾斜落灰斗的过程中不会产生二次夹带，从而分离器的效率得到进一步提高，阻力压降比CN1063241A的下排气分离器也有所减少。本专利技术有以下突出的特点1、本专利技术的下排气式旋风气固分离器运用在循环流化床锅炉、循环流化床气化炉以及煤粉锅炉改循环流锅炉中，可以缩小锅炉或气化系统的外部尺寸，结构更为合理，从而降低造价。2、由于采用了自带小孔的排气管，减少了飞灰的二次夹带，使气流中飞灰的分离效率进一步提高。3、由于气流向下旋转过程中，通过自带小孔的排气管的作用使气流是逐步减小的，克服了CN1063241A下排气分离器因气流到底部后的突然转向，灰环及气流的切向速度衰减较大，导致气流紊乱，从而使气流在分离器中的流场更为合理，流动力阻力较先前有所下降。附图说明图1是本专利技术的下排气式旋风气固分离器结构示意2为本专利技术的下排气式旋风气固分离器应用于75吨/时循环流化床锅炉总体布置3为应用本下排气式旋风气固分离器的75吨/时循环流化床锅炉压降与锅炉负荷的关系曲线图4为75吨/时循环流化床锅炉应用本下排气式旋风气固分离器分离出的飞灰粒径分布曲线图中标号含义1.进气口 2.导流棒 3.分离器外筒 4.排气管 5.倾斜落灰斗，6.小孔，7排气管展开示意图样，8炉膛，9高温过热器，10低温过热器，11循环流化床的返料装置，12省煤器、13空气预热器，D0筒体内径，h2排气管伸入筒体中的高度，h1导流棒与排气管顶端的距离，α倾斜落灰斗的倾斜角度。具体实施例方式本专利技术的下排气式旋风气固分离器结构如图1所示，它包括进口管1、导流棒2、筒体3、排气管4以及倾斜落灰斗5，排气管4伸入到筒体3中，伸入筒体中的高度为h2，且伸入到筒体中的排气管段上开有小孔6，小孔为正三角形均匀布置，小孔的直径为7毫米，所有小孔的面积之和与排气管入口面积相等。筒体内径为D0，进口管的宽度为0.30D0，高度为0.6D0，导流棒与排气管的直径均为0.5D0，导流棒与排气管顶端的距离为h2，倾斜落灰斗的倾斜角度α为50度。本下排气式旋风气固分离器安装在75吨/时循环流化床锅炉上的总体布置如图2所示，图中从炉膛8出来的高温烟气与高温过热器9和低温过热器10中的水蒸汽换热后，以15-25米/秒的速度从本分离器的入口1切向进入分离器中，烟气中夹带的飞灰通过分离器的作用分离下来，再进入循环流化床的返料装置11中，重新返回炉膛循环燃烧，烟气则通过周围开有小孔的排气管进入下面的省煤器12、空气预热器13后，经烟道排出。由于烟气中二次夹带的飞灰少，减少了夹带飞灰对后部省煤器及空气预热器换热面的摩损，一方面进一步提高锅炉的燃烧效率，另一方面提高锅炉的运行时间与使用寿命。其中压降与锅炉负荷的关系见图3所示，压力降随锅炉的负荷的增加而增加，这主要是因为负荷增加，给煤量加大，配风量加大，进入分离器的气速加大，导致分离器的压降增大。而后趋于一定值。下排气式旋风气固分离器分离的飞灰粒径分布见图4，从图4中可以看出本专利技术提供的下排气式旋风气固分离器对1.2毫米以上的颗粒有100％的分离效率，且分离的飞灰粒径主要集中在0.195～0.5毫米附近。权利要求1.一种下排气式旋风气固分离器，它包括进口管(1)、导流棒(2)、筒体(3)、排气管(4)以及倾斜落灰斗(5)，其特征是排气管(4)伸入到筒体(3)中，且伸入到筒体中的排气管段上开有小孔(6)，筒体内径为D0，进口管宽度为0.22D0～0.35D0，高度为0.44D0～0.75D0，导流棒与排气管的直径均为0.5D0。2.如权利要求1所述的下排气式旋风气固分离器，其特征是所述的伸入到筒体(3)中的排气管段上开的小孔为正三角形均本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种下排气式旋风气固分离器，它包括进口管（１）、导流棒（２）、简体（３）、排气管（４）以及倾斜落灰斗（５），其特征是：排气管（４）伸入到筒体（３）中，且伸入到筒体中的排气管段上开有小孔（６），简体内径为Ｄ↓［０］，进口管宽度为０．２２Ｄ↓［０］～０．３５Ｄ↓［０］，高度为０．４４Ｄ↓［０］～０．７５Ｄ↓［０］，导流棒与排气管的直径均为０．５Ｄ↓［０］。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴正舜，陈汉平，李学慧，栗薇，王储备，刘雪莲，陈义峰，
申请(专利权)人：华中师范大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]
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