一种冷却式高温气固分离装置，涉及一种循环流化床锅炉使用的高温水冷气固分离装置。本发明专利技术采用膜式水冷壁构成的旋风筒结构，主要由筒体、设置在筒体侧壁上的入口段、筒体底部的加速段以及筒体上部带喉部结构的中心筒组成。筒体采用圆钢点焊管子构成的水冷膜式壁结构，加速段采用一次或两次分叉管构成的水冷膜式壁。入口段顶部所在平面与水平面成一下倾角，中心筒与筒体成偏心布置。本发明专利技术具有制造、安装方便，生产成本低等优点；同时采用偏置式带喉部的中心筒结构，能与加速段很好地配合，从而使气体和固体颗粒得到加速，因此对浓相气固两相流的分离效果更好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种气固分离装置，特别涉及一种应用于循环流化床锅炉上的高温水冷气固分离装置。
技术介绍
循环流化床的分离机构是循环流化床的关键部件之一，其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分离出来，送回燃烧室，以维持燃烧室的快速流态化状态，保证燃料和脱硫剂多次循环，反复燃烧和反应。这样，才有可能达到理想的燃烧效率和脱硫效率。因此，循环流化床分离机构的性能，将直接影响整个循环流化床锅炉的总体设计、系统布置及锅炉运行性能。其中应用最广的是旋风式分离器。最先发展出来的是高温绝热旋风分离器，其典型结构有耐火材料制成的高温旋风筒分离器，内部有防磨层和绝热层，此类型的分离装置占了已运行的和正在建造的循环流化床锅炉的绝大部分。虽然其分离性能优异，但旋风筒本身庞大，造价高，密封和膨胀系统复杂，启动时间长，运行容易出故障，尤其在燃烧活性差的燃料时，在旋风筒内或者回料腿内易发生超温结焦的问题。为保持绝热旋风筒循环流化床锅炉的优点，同时有效地克服该炉型的缺陷，Foster Wheeler公司设计出了堪称典范的水(汽)冷旋风分离器。该分离器外壳由水冷或汽冷管弯制、焊装而成，管与管之间设有鳍片，形成经典形式的膜式壁结构，由此取消了绝热旋风筒的高温绝热层，其外部结构如图1所示，而内侧代之以受热面制成的曲面及其内侧布满销钉涂一层较薄的高温耐磨浇注料，壳外侧覆以一定厚度的保温层，其结构如图2所示。水冷管道沿高度竖直布置，在加速段由于分离器直径变小，管路采取抽管式设计，一部分管道依旧沿锥形外沿布置，而另一部分则伸出保温层，竖直向下，两部分管道最终合并在加速段与料腿交界处的环形集箱中。在分离器上布置水冷壁后，该旋风筒在运行过程中可吸收一部分热量，分离器内物料温度不会上升，甚至略有下降。该公司投运的循环流化床锅炉从未发生回料系统结焦的问题，也未发生旋风筒内磨损问题，充分显示了其优越性。这样，高温绝热型旋风分离循环流化床的优点得以继续发挥，缺点则基本被克服。但该分离器的问题是制造工艺复杂，尤其是经典水冷壁的制造与安装比较困难，造成生产成本过高，缺乏市场竞争力，使其商业竞争力下降，通用性和推广价值受到了限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是在原有水冷旋风分离器的基础，提供一种冷却式高温气固分离装置，使其既具有制造、安装工艺简单，成本较低的优点，又可进一步提高其分离效率。本专利技术的技术方案如下一种冷却式高温气固分离装置，采用膜式水冷壁构成的旋风筒结构，所述的旋风筒由筒体、设置在筒体侧壁上的入口段、筒体底部的加速段以及筒体上部带喉部结构的中心筒组成，其特征在于所述的筒体采用圆钢点焊管子构成的水冷膜式壁结构，所述的加速段采用一次或两次分叉管构成的水冷膜式壁。本专利技术的技术特征还在于所述的入口段顶部所在平面与水平面成一下倾角α，其取值范围为5°＜α＜25。在上述方案的基础上，本专利技术所述的带喉部结构的中心筒与筒体采用偏心布置，其偏心距为筒体直径的0.03倍，两圆心连线与水平线之间的夹角为45°本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果①本专利技术由于采用一次或两次分叉管和圆钢点焊管子的简化膜式水冷壁结构，使制造加工和安装非常方便，克服了经典的水(汽)冷旋风分离器的制造工艺复杂、生产成本过高、缺乏市场竞争力等问题；②采用偏心布置的中心筒，可达到类似蜗壳结构的效果；同时中心筒出口的喉部结构与加速段的配合很好地使气体和固体颗粒得到加速，因此对浓相气固两相流的分离效果更好。附图说明图1为现有技术中使用的经典水冷旋风分离器立体结构示意图。图2为经典水冷旋风分离器壁面结构图。图3为一次分叉管结构示意图。图4为二次分叉管结构示意图。图5-本专利技术所提供的水冷旋风分离器结构示意图。图6-本专利技术所提供的水冷旋风分离器壁面结构图。图7为图5的俯视图，表示出带喉部结构的中心筒与筒体采用偏心布置。具体实施例方式下面结合附图进一步描述本专利技术的具体结构及最佳实施例。本专利技术提供的冷却式高温气固分离装置包括膜式水冷壁构成的旋风筒，该旋风筒由筒体2、设置在筒体侧壁上的入口段1、带喉部结构的中心筒3以及设置在筒体底部的加速段4组成；分离器壁面外壳8与管道6之间设有轻型保温材料9，筒体采用圆钢7点焊管子6构成水冷膜式壁结构，在壁面内侧的管道上焊有销钉10，用以固定耐火浇注料11。所述的加速段4采用一次或两次分叉管构成的水冷膜式壁。分离器入口段平面与筒体曲面相切，所述的入口段顶部所在平面与水平面成一下倾角α，其取值范围为5°＜α＜25°。这样的设计可以使固体颗粒在随气体进入筒体的时具有一个向下的分速度，有利于固体颗粒到达筒体底部，从而可进一步提高分离效率。图7表示出带喉部结构的中心筒与筒体采用偏心布置的结构，其偏心距为筒体直径的0.03倍，两圆心连线与水平线之间的夹角为45°。权利要求1.一种冷却式高温气固分离装置，采用膜式水冷壁构成的旋风筒结构，所述的旋风筒由筒体、设置在筒体侧壁上的入口段、筒体底部的加速段以及筒体上部带喉部结构的中心筒组成，其特征在于所述的筒体采用圆钢点焊管子构成的水冷膜式壁结构，所述的加速段采用一次或两次分叉管构成的水冷膜式壁。2.按照权利要求1所述的冷却式高温气固分离装置，其特征在于所述的入口段顶部所在平面与水平面成一下倾角α，其取值范围为5°＜α＜25°。3.按照权利要求1或2所述的冷却式高温气固分离装置，其特征在于所述的带喉部结构的中心筒与筒体成偏心布置，其偏心距为筒体直径的0.03倍，两圆心连线与水平线之间的夹角为45°。全文摘要一种冷却式高温气固分离装置，涉及一种循环流化床锅炉使用的高温水冷气固分离装置。本专利技术采用膜式水冷壁构成的旋风筒结构，主要由筒体、设置在筒体侧壁上的入口段、筒体底部的加速段以及筒体上部带喉部结构的中心筒组成。筒体采用圆钢点焊管子构成的水冷膜式壁结构，加速段采用一次或两次分叉管构成的水冷膜式壁。入口段顶部所在平面与水平面成一下倾角，中心筒与筒体成偏心布置。本专利技术具有制造、安装方便，生产成本低等优点；同时采用偏置式带喉部的中心筒结构，能与加速段很好地配合，从而使气体和固体颗粒得到加速，因此对浓相气固两相流的分离效果更好。文档编号B04C5/20GK1597132SQ20041005732公开日2005年3月23日 申请日期2004年8月27日 优先权日2004年8月27日专利技术者王宇, 吕俊复, 岳光溪, 路霁翎 申请人:清华大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种冷却式高温气固分离装置，采用膜式水冷壁构成的旋风筒结构，所述的旋风筒由筒体、设置在筒体侧壁上的入口段、筒体底部的加速段以及筒体上部带喉部结构的中心筒组成，其特征在于：所述的筒体采用圆钢点焊管子构成的水冷膜式壁结构，所述的加速段采用一次或两次分叉管构成的水冷膜式壁。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，吕俊复，岳光溪，路霁翎，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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