專利名稱：一種螺旋道氣固分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將固體從氣體中分離的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
將固體從氣體中分離出來的方法有重力沉降、離心沉降、過濾分離，濕法分離，聲波凝聚，和靜電沉降。它們用在不同的場合。由于綜合性價比較好，工業(yè)上應(yīng)用最廣的首推離心沉降。它能有效地分離粒度大于10μ的固體。對于大于100μ的固體，幾乎可以完全分離。
工業(yè)上依靠重力和離心力的分離設(shè)備有三類1.使含固氣體沿圓筒的切線方向送入，其代表是旋風分離器。(以下簡稱A類)這是應(yīng)用得最為廣泛的分離器。2.含固氣體雖不沿圓筒的切線方向送入，但在器內(nèi)設(shè)有能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流的導(dǎo)向葉片和擋板，其代表是徑向或軸向擋板粗粉分離器。(以下簡稱B類)3.含固氣體雖不沿圓筒的切線方向送入，但在器內(nèi)設(shè)有能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流的轉(zhuǎn)鼓(亦可兼設(shè)導(dǎo)向葉片和擋板，)，其代表是靜動葉結(jié)合型旋轉(zhuǎn)式粗粉分離器。(以下簡稱C類)。雖然這三類氣固分離器的理論基礎(chǔ)都是流體力學，但由于它們的應(yīng)用的目的和場合不同，性價比各有高低，互有優(yōu)缺點。(參見下表)。

上述三類分離器有共同的缺點，1.處理量波動對分離效率會顯著惡化。在實際的生產(chǎn)活動中，處理量和顆粒性質(zhì)的變化是在所難免的。由于利用分離外力的差異，分離效率對處理量和顆粒性質(zhì)變化的敏感性也有不同，A類最大，B類次之，C類較輕。2.沉降行程太長，例如旋風分離器中的顆粒在離心力作用下的最大行程S(M)＝1/2(D1-D2)式中D1-旋風分離器上部圓筒的內(nèi)徑，D2-旋風分離器出口管的外徑。
3.離心力運用得不好(A類)或運用得很不充分(B、C類)。理論分析表明離心力可以達到重力的數(shù)百倍，是最為有效的一種分離外力。
4.都不能按粗細分級回收顆粒。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述三類分離器的缺點，本發(fā)明提供了一種螺旋道氣固分離器，采取的技術(shù)的原則是，1.充分利用最有效的離心力，作為分離的外力；2.努力降低分離效率對處理量變化和顆粒性質(zhì)的敏感性；3.盡量縮短沉降行程，減少沉降時間，增加容積強度；4.合理組織流體流態(tài)，減少系統(tǒng)流阻；5.能夠做到按粗細分級回收顆粒。這種螺旋道氣固分離器，是由進氣管、出氣管、圓筒型外殼、沉降段、錐型集料斗、卸料口、頂蓋和其它結(jié)構(gòu)件所組成。其主要結(jié)構(gòu)和流體流動特征在于沉降段由垂直的螺旋道組成，含固氣體在螺旋道中沿垂直于軸線的切線方向流動，固體顆粒在離心力和重力聯(lián)合作用下，碰撞到螺旋壁上，再因重力掉落到下部的集料斗中。本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，操作靈便，維護簡易，效率很高，流阻很低，可按粗細分級回收顆粒。具有很高的性價比，特別適用于直吹式調(diào)峰電站鍋爐的供煤系統(tǒng)上。


下面結(jié)合若干實施例和附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
圖1和圖2為實施例1的附圖，圖3和圖4為實施例2的附圖，圖5和圖6為實施例3的附圖，圖7為實施例4的附圖，圖8為實施例5的附圖。圖中1.出氣管、2.調(diào)節(jié)盤、3.調(diào)節(jié)聯(lián)桿、4.頂蓋、5.進氣管、6.調(diào)節(jié)隔板、7.外殼、8.排料口、9.切向聯(lián)通管、10.回粉筒、11.充氣(或柔性)密封條。
具體實施例方式
實施例1，適用于除塵場合，可取代現(xiàn)已廣泛使用的旋風分離器。
圖1為其正視圖，圖2為圖1的A-A剖視圖。含固氣體由進氣管5進入，垂直向上，經(jīng)切向聯(lián)通管9(參見圖2)沿切線方向，進入到螺旋道中。切向聯(lián)通管9的截面為細長方形，含固氣體呈多層水平方向分流流動，其中的固體顆粒在離心力作用下，碰撞到器壁和管壁后，垂直掉落到下部的集料斗中，與水平流動的主氣流的方向呈90℃，消除了現(xiàn)有旋風分離器中存在的上升主氣流對下降固體顆粒的曳引的缺點。同時，也沒有現(xiàn)有旋風分離器中存在主氣流逆向流動的流態(tài)，因此，流阻也小。沿螺旋道水平流動的已清除掉大量固體的氣體，進入到出氣管1內(nèi)，垂直向上，由出口外排。完成了分離的任務(wù)。收集的固體顆粒，由排料口8外排。在進氣管5、切向聯(lián)通管9和螺旋道的截面上，設(shè)置有調(diào)節(jié)隔板6，它依靠可升降的調(diào)節(jié)盤2和調(diào)節(jié)聯(lián)桿3的帶動而升降，從而可以改變切向聯(lián)通管9的通氣面積，以適應(yīng)氣體處理量變化的實際。(調(diào)節(jié)盤的升降機構(gòu)可采用人工手動、電動、氣動控制是常規(guī)技術(shù)，毋庸贅述，)可使進入螺旋道的氣體流速處于最佳流速下，以確保分離效率不因工況變化而惡化。為確保密封又能使調(diào)節(jié)隔板上集灰外排，推薦采用充氣密封條11。這里只有一個螺旋道，故稱為單螺旋道氣固分離器。
實施例2，為進一步提高分離效率和容積強度，以及實現(xiàn)分離和分級同步進行，可采用多螺旋道和多集料斗的氣固分離器?？梢杂糜诤芏喙I(yè)部門。例如，電廠粉煤灰分級回收，糧食和農(nóng)副產(chǎn)品以及水泥建材行業(yè)需要分級回收的場合。在這些領(lǐng)域中，目前都是采用多個旋風分離器來達到分級的。末能實現(xiàn)分離和分級同步進行。
圖3為其正視圖，圖4為圖3A-A剖視圖。其流體流動與單螺旋道氣固分離器相同，不再贅述。結(jié)構(gòu)上不同之處在于采用了多螺旋道(這里采用5圈，參見圖4)和粗細兩個集料斗(參見圖3)。在圖3中，用‘.’表示流體沿垂直出圖平面流動，而用‘x’表示流體沿垂直進圖平面流動。
實施例3，為提高分離效率和增加單臺設(shè)備處理量又可按粗細分級回收顆粒，可采用多頭多螺旋道氣固分離器，。
圖5為其正視圖，圖6為圖5A-A剖視圖。其流體流動與單螺旋道氣固分離器相同，不再贅述。結(jié)構(gòu)上不同之處在于采用了多頭多螺旋道(這里采用4頭共8圈，參見圖6)。為達到分級回收的目的，這里設(shè)置了兩個集料斗，外層為粗料，內(nèi)層為細料(參見圖5)。各螺旋道中的流體是相同的，為代表不同的頭數(shù)，表示流體流動方向箭頭，分別用多點線、單點劃線、雙點劃線和三點劃線四種線來代表，每頭螺旋道各旋轉(zhuǎn)630℃(參見圖6)。
實施例4，是將現(xiàn)有的軸向擋板粗(煤)粉分離器改造成螺旋道氣固分離器的一種實施例。圖7為其結(jié)構(gòu)示意圖。鍋爐制粉是熱力發(fā)電廠重要輔助系統(tǒng)，其運行狀況直接影響著電廠的安全性和經(jīng)濟性，同時，也是廠用電最大的系統(tǒng)之一。對于中儲式制粉系統(tǒng)，粗粉分離器的性能直接影響著制粉系統(tǒng)的運行，長期以來傳統(tǒng)的徑向或軸向擋板粗粉分離器存在著分離效率低、回粉量大、煤粉細度不易調(diào)節(jié)等問題。靜動葉結(jié)合型旋轉(zhuǎn)式粗粉分離器對以上問題作了有益的改進，但其效果有限，而付出的代價是將靜設(shè)備變成了動設(shè)備，增加了故障點，且投資也不菲，此外，在轉(zhuǎn)子作用下，氣體發(fā)生向下和離心的兩種運動，這與主氣流的流動方向正好相反，增加了流阻。為此，申請人提出了利用本發(fā)明對現(xiàn)有的軸向擋板粗粉分離器進行技術(shù)改造的實施方案。為節(jié)約投資和減少工作量，改造方案可盡量利用原有的結(jié)構(gòu)，如外殼、進氣管、出氣管、回粉筒、積料斗、排料口。只在上部增加螺旋道氣固分離器(圖7中，用雙點劃線表示新增結(jié)構(gòu)件)。螺旋道氣固分離器的頭數(shù)和圈數(shù)，應(yīng)按照具體的工藝參數(shù)擇優(yōu)選擇。為便于調(diào)節(jié)，設(shè)置有調(diào)節(jié)機構(gòu)。其調(diào)節(jié)原理和方法，前已述及，毋需贅述。
實施例5，對于新建的電廠，則應(yīng)采用新的螺旋道粗粉分離器，這樣可最充分發(fā)揮本發(fā)明的優(yōu)點。圖8為其結(jié)構(gòu)示意圖。
含固氣體由進氣管5進入后，由支管向上，送到外殼7內(nèi)的環(huán)形通道中，垂直向上，分流后在螺旋道氣固分離器中，螺旋、水平向中心的出氣管流去，匯流后再垂直向上外排，被分離的粗粉經(jīng)集料斗最后從排料口8外排。為便于調(diào)節(jié)，設(shè)置有調(diào)節(jié)機構(gòu)。其調(diào)節(jié)原理和方法，前已述及，毋需贅述。螺旋道氣固分離器的頭數(shù)和圈數(shù)，也應(yīng)按照具體的工藝參數(shù)擇優(yōu)選擇。
本發(fā)明的優(yōu)點是1.分離器內(nèi)流體流動順暢，流態(tài)好，無相反的逆向流動，故流阻小而分離效率高；2.可調(diào)性好，當氣體處理量、煤質(zhì)和工況變化時，也能保證流體在最佳流速下工作，從而可獲得最佳分離效率；3.充分利用分離效能最好的離心力，作為分離的外力；4.為靜設(shè)備，減少了故障點和維護工作量，也節(jié)省了投資；5.沉降速度快而沉降行程又短，故容積強度大；6.可按粗細不同分級回收顆粒；7.單臺處理量可大可小；8.結(jié)構(gòu)簡單、造價便宜。
權(quán)利要求
1.一種螺旋道氣固分離器，是一種氣固分離設(shè)備，它是由氣體進出口、沉降段、集料斗、排料口、外殼和其它結(jié)構(gòu)件所組成。其特征在于沉降段由垂直的螺旋道組成，含固氣體在螺旋道中沿垂直于軸線的切線方向流動，固體顆粒在離心力和重力聯(lián)合作用下，碰撞到螺旋壁上，再因重力掉落到下部的集料斗中，
2.一種如權(quán)利要求1所述的螺旋道氣固分離器，其特征在于螺旋道的圈數(shù)可以為單圈也可為多圈；螺旋道的頭數(shù)可以為單頭也可以為多頭，
3.一種如權(quán)利要求1所述的螺旋道氣固分離器，其特征在于在分離器內(nèi)，設(shè)置有調(diào)節(jié)隔板，通過調(diào)節(jié)盤和調(diào)節(jié)聯(lián)桿來調(diào)節(jié)其高低，調(diào)節(jié)的外力可采用人工手動、電動、氣動均可，
4.一種如權(quán)利要求1所述的螺旋道氣固分離器，其特征在于可以設(shè)置多個集料斗，按粗細不同分級回收顆粒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將固體從氣體中分離的方法和設(shè)備?，F(xiàn)有氣固分離器有很多缺點，本發(fā)明提供了一種螺旋道氣固分離器，它是由單(或多)圈、單(或多)頭螺旋道所組成，主要依靠離心力在螺旋道中分離固體，具有分離效率高、流阻小、可調(diào)性好、容積強度大、故障點少、可按粗細回收顆粒、單臺處理量波動范圍大、結(jié)構(gòu)簡單、造價便宜和應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點。特別適用作除塵器和發(fā)電廠的煤粉分離器，電廠粉煤灰分級回收，糧食和農(nóng)副產(chǎn)品以及水泥建材行業(yè)需要分級回收的場合。實現(xiàn)分離和分級同步進行。具有很好的性價比，亟具開發(fā)前景。
文檔編號B01D45/12GK1597047SQ200410041569
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月2日
發(fā)明者吳植仁 申請人:吳植仁