[实用新型]一种大通量高温带压含尘气体用旋风分离装置

说明书

技术领域

本实用新型属于化学工程非均相分离领域，具体涉及一种大通量高温带压含尘气体用旋风分离装置。

背景技术

在煤化工、钢铁及石油化工等行业中常常会遇到高温带压的含尘气体需要回收能量或保护工艺设备的要求，例如煤化工干粉流化床煤气化装置，通常需要将温度为500～1000℃及运行压力0.1～4.0MPa的气体净化，随着气化装置朝大型化方向发展，单台设备的处理气量往往大于30000m³/h(操作态)，同时气体含尘浓度很高(有时会超过1000g/m³)，为了满足后系统要求，工艺上总是希望尽可能将气体中固体杂质除干净。就目前的技术来看，旋风分离器仍是上述苛刻工况要求下的首选。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、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且二次涡流在旋风分离器中普遍存在，旋风分离器的结构型式将直接影响分离性能。

对于高温带压、处理气量大、要求阻力低且需分离效率高的工况条件，通常采用多组较大直径旋风并联方式，但该解决方案的运行阻力、投资费用及占地面积都比较大，同时该方案分离效率一般满足不了技术要求，主要原因是直径较大的旋风通常对细颗粒的分离都很困难。因此目前国内外工程技术人员开发了各类多管旋风分离器，但大多数的多管旋风分离器针对满足高温带压的结构并不鲜明且存在其它多方面的问题。例如中国专利CN2568308Y，公开了一种用于催化裂化再生烟气的立式多管旋风分离器，由壳体、分离单管和立式设置分离单管的上、下两层隔板、联结壳体与两层隔板的内吊筒以及进气管、排气口和排尘口等组成。为防止在大处理量和再生系统旋风分离效率下降或短期失效时，下隔板失稳变形和保护烟机正常运行及减轻分离单管的磨损，防止粉尘污染环境，在进气管的下端增加了一个粉尘预分离结构，它包括一个由导向板和集尘环板等组成的预分离器，一个由集尘斗和栅网组成的预分离灰仓，以及一个由排尘管和一次限流喷嘴组成的一次限流排尘管。预分离结构连同分离单管都固定在上、下两层隔板上，两层隔板固定在内吊筒上，其中上隔板为向上凸，下隔板为向下凹的结构。但立式多管旋风分离器的旋风单管竖直安装在上、下两个拱形隔板上，当该多管旋风分离器直径较大或遇操作超温时，拱形板就有可能变形，影响其分离性能，甚至使其失效。

中国专利公开号为CN2526075Y的技术方案公开了一种用于催化裂化装置再生烟气的卧式多管旋风分离器，该分离器由壳体、旋风单管和卧式放置旋风单管的内、外两层筒体组成。由于卧式多管旋风分离器中旋风单管水平置于两个同轴筒体上，能够克服立式多管旋风分离器超温能力差、隔板变形严重的缺陷，并具有操作弹性大，占地面积小，造价低的优点。但其壳体在高温条件下的耐压性能很难满足(如锥体上需开总出气口这样的大直径孔),同时该装置在开工状态及其它非正常状态下分离效率较低，催化剂跑损较严重。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种适用于高温带压、处理气量大、要求阻力低且需分离效率高的工况条件，能够满足煤化工、钢铁及石油化工等行业中高温带压的含尘气体需要回收能量或保护工艺设备的要求的大通量高温带压含尘气体用旋风分离装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种大通量高温带压含尘气体用旋风分离装置，包括上端设有排气口、下端设有主排灰口、侧面设有进气口的外壳，所述外壳内设有套设布置的内层筒体和中层筒体，所述内层筒体和中层筒体将外壳的内腔隔离为三个腔体，所述内层筒体、中层筒体之间设有多个倾斜布置的旋风分离器，所述旋风分离器侧壁上的蜗壳进口和进气口均与内层筒体、中层筒体之间的腔体连通，所述旋风分离器上侧的气体出口、排气口均与内层筒体内侧的腔体连通，所述旋风分离器下侧的固体出口、主排灰口均与中层筒体外侧的腔体连通，所述外壳的下端分别固定有重力沉降排灰口和出口端排灰口，所述内层筒体的下端设有内层偏心锥体，所述内层偏心锥体通过出口端排灰料腿与出口端排灰口连通，所述中层筒体的下端设有中层偏心锥体，所述中层偏心锥体通过重力沉降排灰料腿与重力沉降排灰口连通。

所述旋风分离器倾斜布置的角度α为10～60°。