[实用新型]双层壳体式高效旋风分离器

说明书

本实用新型公开了一种双层壳体式高效旋风分离器，包括旋风蜗壳进口(1)、旋风出口(2)、顶板(3)、筒体组件(4)、外壳体(5)、内锥体组件(6)外中间灰斗(7)、内中间灰斗(8)和稳涡双锥(9)；旋风蜗壳进口与上筒塔节切向连通；界面导流器内设立式导流片；外壳体连上筒塔节和外中间灰斗，内锥体组件设在外壳体内，外壳体与内锥体组件和筒体组件间形成第一环状空隙；内中间灰斗设在外中间灰斗内且两者间形成第二环状空隙，第一环状空隙与第二环状空隙相连形成环形沉降空间。本实用新型能利用环形沉降空间逐级在线分离气流中的固体颗粒，大幅抑制了返混的产生，通过防止固体颗粒进入内旋流减少筒体及锥体内部二次涡流的影响。

技术领域

本实用新型涉及一种化学工程非均相分离领域中气固分离和气液分离设备，尤其涉及一种双层壳体式高效旋风分离器。

背景技术

旋风分离器因其具有结构简单、无运动部件、分离效率高、维修方便、能在高温高压等恶劣工况条件下持久稳定工作等优点，已广泛地应用于化工、石油、环保、食品等工业领域，目前，在非均相分离领域中，旋风分离器的气固分离和气液分离作用是无可替代的。旋风分离器的内部运动极为复杂，属于两相或三相三维湍流流动，致使其理论研究十分困难，至今也无法全面掌握其准确的运动规律。尽管如此，国内外对旋风分离器的研究仍持续不断开展，研究方法及手段随着科学技术的发展而与时俱进。

从目前的研究理论得知，旋风分离器内部除了主旋流(包含内旋流和外旋流) 之外，二次涡流在旋风分离器内部普遍存在，它由轴向速度vz与径向速度vr构成，二次涡流会导致分离器内部固体颗粒严重“返混”，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。主要的几处局部二次涡流是：1)环形空间的纵向环流； 2)排气管下口处的短路流；3)气流旋转中心偏离设备几何中心，即偏流或不对称流； 4)内旋流不稳定，旋流中心存在“摆尾”运动，即旋进涡核现象。因此开发一种能尽量消除二次涡流、减小固体颗粒“返混”的方法是提高旋风分离效率的重要方向。

中国实用新型专利申请CN201810390818.7公开了一种双层旋风分离器，该双层旋风分离器包括外壳体上设有进气口、出气口和出油口，还包括内壳体，内壳体与外壳体同轴设置，并在内壳体和外壳体之间形成第一分离腔；内壳体围成第二分离腔；进气口与第一分离腔和第二分离腔分别连通。它对进入分离器的混合气进行分流，并分别进行油气分离，提高油气分离效率。该分离器并非传统结构上的旋风分离器，旋风入口及其头部结构无法消除二次涡流，且其排液口结构无法排出固体粉尘，无法应用于气固分离场合，仅对气液分离有效。

中国实用新型专利申请CN201210420665.9公开了一种旋风分离器，包括真空组件；内筒和设置在内筒外部的外筒，内筒和外筒之间形成封闭的真空腔体，内筒的内腔上部尺寸大于下部尺寸；入口组件，与内筒内腔的上部连通，用于向内腔中输入待分离煤气；出气组件，与内筒内腔的顶部或上部连通，用于输出分离后的煤气；排灰组件，与内筒内腔的下部连通，用于排出分离后的煤灰。该旋风分离器采用双层结构的真空组件，真空腔体能够起到良好的隔热保温作用。但该双层结构形成的真空腔体作用仅限于隔热保温，不能消除旋风内部二次涡流，无法提高旋风分离效率。

中国实用新型专利ZL200810113376.8公开了一种大处理量第三级旋风分离器，是一种主要用于石油炼制催化裂化装置能量回收系统，进行气固分离的设备。包括壳体、烟气出口、烟气入口、中心管、多个单台旋风分离器和隔吊板等，壳体内部被分隔成进气室、集气室和集尘室三个相对独立的空间；壳体内装有双圈双层布置的多个单台旋风分离器；并且多个单台旋风分离器按内外两圈、上下两层的位置进行排列和安装在壳体中，这种布置能有效地保证装置的操作稳定性和长周期安全运行。该实用新型只是将多台旋风内置在一个压力容器内，该双层结构对单台旋风效率本身并无提升作用。

实用新型内容