[实用新型]一种高效旋风分离器

说明书

本实用新型涉及一种高效旋风分离器，包括进气口、排气管、筒体、锥体、灰斗和排尘锥组件，其中进气口开在筒体的上方，设置为蜗壳式，为斜向下结构，为粉尘分离提供预分离空间，有效降低靠近排气管一侧的粉尘浓度，减少短路流携尘量，有效提高旋风分离器分离效率，排气管由直管和开孔锥体组成，开孔锥体大端与直管内壁固定，小端开口封闭，锥面上均匀开设有多个圆孔，开孔锥体的开孔面积是直管横截面积的数倍，增大了气体流通面积，使分离器压降降低，排尘锥组件安装在锥体和灰斗的连接处，排尘锥组件的高度可以在分离器外部进行自由调节，以控制粉尘落入灰斗的质量流率，消除旋风分离器内部的“返混现象”，提高旋风分离器分离效率。

技术领域

本实用新型涉及气固分离设备技术领域，尤其涉及一种高效旋风分离器。

背景技术

旋风分离器作为一种重要的气固分离设备，由于其具有结构简单、无运动部件、分离效率高、维修方便以及能在高温高压下工作等优点，广泛地应用于化工、石油、环保、食品等工业领域。其工作原理为含尘气流经过进气口进入旋风分离器，在旋风分离器内形成绕其轴线旋转的气流，在离心力的作用下，粉尘甩向外壁，向下经排尘口排出，洁净气体则经过中心的排气管排出。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型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。如“上涡流(或称短路流)”,旋风除尘器顶盖、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。排尘口处的“返混现象”同样严重影响分离器对细颗粒的分离。在普通的旋风分离器内，靠近器壁的下行气流将已捕集在器壁处的颗粒排入灰斗，所以总不可避免地会有一部分气流进入灰斗，而后再返回分离器内，从灰斗返回的这部分气流总会夹带回部分已分离的粉尘，即“返混现象”。因此开发一种能尽量消除“二次涡流”和“返混现象”的旋风结构是提高旋风效率的一个重要方向。

另外，随着工业装置生产规模的提高以及操作条件变得更为苛刻，对旋风分离器性能的要求也不断提高。一方面要求旋风分离器有更强的捕集细粉的能力；另一方面要求旋风分离器的压降进一步减少,以降低能耗。所以,迫切需要研究出高效率且低能耗的新型旋风分离器。

中国实用新型专利申请“一种高效低压降旋风分离器”(授权公告号： CN207857151U)公开了一种旋风分离器，在出口管管壁上设置有若干个平衡孔，平衡孔的孔道方向与进气管中气体进入方向相反，固体颗粒在离心力的作用下通过平衡孔甩入下旋气流，从而提高固体颗粒的分离效率。该种旋风分离器在结构上并未做改进以消除二次涡流，分离效率不理想，另外实际运行时，只有很小一部分粉尘颗粒通过平衡孔甩出出口管，分离效率提高比例十分有限。

中国发明专利申请“一种旋风分离器”(申请公布号：CN 105750098A) 公开了一种旋风分离器，通过在顶板上沿外弧板的内壁设置注入装置，使得注入装置能够提供注入方向向下的射流，该射流能够抑制环形空间内的二次涡流，进而消除顶灰环，提高旋风分离器的分离效率。该发明的旋风分离器对注入气体的压力和流量需要严格控制在合理范围内，否则注入气体会干扰旋风分离器内部流场，反而会降低分离器的效率，同时需要增设相关仪器仪表用于监控注入气体的有关参数。所有此种结构增加分离器操作难度，提高分离器投资成本。其次，对注入气体的气源要求较高，需要采用原料气或者惰性气体，否则会污染分离器处理的工艺气体，影响气体质量。

中国发明专利申请“高效低阻旋风分离器”(申请公布号：CN 101422757A)公开了一种旋风分离器，排气管由直筒、上扩口锥环、开槽锥体和下扩口锥环从上至下依次连接组成，其低端伸入筒体和锥体交界处，有利于减少尘粒短路，提高旋风分离器效率。但是此种结构势必会增加分离器的压降，虽然该发明专利在开槽锥体上开有锥口，使得气流通过锥口进入排气管，增大流通面积，降低分离器压降，但开槽锥体上的锥口方向并未与气流旋转方向相反，会导致一部分气体携带粉尘直接从锥口进入排气管排出分离器，降低分离效率。