直筒型旋風分離器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及分離器，尤其是涉及高入口顆粒濃度下的直筒型旋風分離器。
【背景技術】
[0002]旋風分離器是一種重要的氣固分離設備，廣泛應用于燃煤發(fā)電，石油化工和環(huán)境保護等領域。筒錐型旋風分離器是目前最為常見的旋風分離器的結構款式，由上部圓筒體和下部圓錐體連接而成。含塵氣流通過切向入口進入分離器分離空間而產(chǎn)生了旋流運動，并在錐體段得到大幅度加速，顆粒會因其慣性力較大而被甩向壁面，并被壁面附近向下的氣流攜帶至排料口。但是，筒錐型旋風分離器的底端，即靠近收料口附近，徑向距離是最短的，使得此處的顆粒濃度和氣流的徑向速度都較大，小顆粒易被劇烈的徑向氣流再次夾帶而走。在低入口顆粒濃度下，底端的二次返混不嚴重，筒錐型旋風分離器表現(xiàn)較好。在高入口顆粒濃度(>0.5kg/m3)下，筒錐型旋風分離器漸縮的錐體部分使得顆粒的返混以及顆粒對壁面的磨損都較為嚴重，同時對于大型的旋風分離器，錐體部分還存在制作成本較高的劣勢。
[0003]現(xiàn)有許多研究通過改動和優(yōu)化旋風分離器結構來改善旋風分離器的性能。清華大學提出了改進型方形上排氣分離器并申請了專利(ZL9323235842.X)，方形壁面的制造成本較圓形低，但是角渦的存在使得分離效率有所下降。中國專利ZL02288300.2公開的一種錐型擴散式旋風分離器，下部擴散式的錐體結構較好地解決了漸縮錐體段返混和壁面磨損的問題，但是隨著直徑的擴大會降低離心力從而降低分離效率，錐體的成本問題也依舊存在。專利ZL87200615涉及的圓筒式旋風分離器含筒段旋流分離區(qū)和錐體收料段，并通過反射屏來解決顆粒的返混問題，結構較為復雜。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明解決傳統(tǒng)旋風分離器錐段制作成本高、排料口附近返混、錐段壓力損失大和壁面磨損嚴重等問題，提供一種直筒型旋風分離器。
[0005]—種直筒型旋風分離器，包括矩形進氣管(1)、排氣管(2)、排料管￠)，其特征在于:包括一個直圓筒形的本體，所述的本體自上而下分為旋轉分離段(3)、自由沉降段(4)、自然堆積段(5);所述的本體直徑為D，旋轉分離段高度H1= 1.邪-40，自由沉降段高度!12=0.5-1D，自然堆積段高度氏=0.1D-0.35D，進口管的矩形橫截面的高度a = (0.45-0.8)D，寬度 b= (0.2-0.4) D，排氣管直徑 Dc = (0.4-0.75) D，出料口直徑 De = (0.3-0.6) D，排氣管插入深度h = (0.4-0.9)D0所述的分離器可使高顆粒濃度氣流中的顆粒在排料管管口周邊堆積，形成堆積角為Θ的顆粒堆，堆積角Θ角度在25°?45°，自由沉降段防止了顆粒堆的返混
[0006]本發(fā)明技術特點為:旋風分離器的本體結構為圓筒，由旋轉分離段、自由沉降段和自然堆積段三部分圓筒組成，本體上部切向設有矩形進氣管，頂部中央連接有排氣管，底部中央設有排料管。含高顆粒濃度氣流經(jīng)進氣管切向進入旋轉分離段，氣流最終折流而上經(jīng)排氣管排出，旋流分離出的顆粒經(jīng)過自由沉降段后一部分在底部的自然堆積段堆積，形成堆積角為Θ的顆粒堆，堆積角Θ角度一般在25°?45°，另一部分則由排料管排出。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點在于:直筒體結構的旋風分離器相比于筒錐型結構的制作成本較低，同時避免了錐體結構帶來的壁面磨損嚴重和壓力損失大等問題。在高入口顆粒濃度(>0.5kg/m3)下，直筒體底部易形成具有一定坡度的顆粒堆，方便排料，且顆粒堆遠離旋轉分離區(qū)，避免了排料口附近的顆粒返混從而提高了分離效率。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明結構的主視圖。
[0009]圖2是本發(fā)明結構的左視圖。
[0010]圖3是本發(fā)明結構的俯視圖。
【具體實施方式】
[0011]參照附圖:圖中標號說明:1-矩形進口管，2-排氣管，3-旋轉分離段，4-自由沉降段，5-自然堆積段，6-排料管。
[0012]如圖1到3所示，旋風分離器的本體結構為圓筒，由旋轉分離段(3)、自由沉降段
(4)和自然堆積段(5)組成，本體上部側向設有橫截面呈矩形的進氣管(1)，頂部中央連接有排氣管(2)，底部中央設有排料管￠)。直筒體旋風分離器涉及尺寸有旋轉分離段筒體高度H1,自由沉降段筒體高度H2,自然堆積段筒體高度H3，進氣管的矩形橫截面的高度a和寬度b，排氣管的直徑Dc，直筒體直徑D，排料管直徑De，排氣管插入深度h。以直筒體直徑D為特征尺寸，旋轉分離段高度由自然旋風長確定，H1= 1.0T-4D，自由沉降段防止堆積物料的返混,H2= 0.5-1D，自然堆積段高度由物料自然堆積角Θ確定，H3= 0.1D-0.35D。其余尺寸，進氣管的矩形橫截面的高度a = (0.45-0.8)0，寬度&= (0.2-0.4) D，排氣管直徑Dc=(0.4-0.75) D，排料管直徑 De = (0.3-0.6) D，排氣管插入深度 h = (0.4-0.9) D0
[0013]直筒型旋風分離器的分離過程為:含高顆粒濃度的入口氣流由進口管(I)切向進入分離器，氣流在旋轉分離段(3)外區(qū)旋流而下，并在其中心區(qū)旋流而上經(jīng)排氣管(2)排出，顆粒受離心力及重力作用與壁面碰撞形成向下流動的壁面流，經(jīng)過防止返混的自由沉降段(4)后到達自然堆積段(5)，大量顆粒經(jīng)過一段時間堆積，一部分在排料管的管口周邊形成自然堆積角為Θ的顆粒堆，堆積角Θ —般在25°?45°，剩余則由排料管排出，顆粒堆形成的錐度方便排料，且顆粒堆遠離旋轉分離區(qū)，避免了排料口附近的顆粒返混從而提高了分離效率。本發(fā)明是適用于高入口顆粒濃度(>0.5kg/m3)下的旋風分離器。
【主權項】
1.一種直筒型旋風分離器，包括矩形進氣管(I)、排氣管(2)、排料管￠)，其特征在于:包括一個直圓筒形的本體，所述的本體自上而下分為旋轉分離段(3)、自由沉降段(4)、自然堆積段(5)。所述的本體直徑為D，旋轉分離段高度H1= 1.5D-4D,自由沉降段高度H2 =0.5-1D，自然堆積段高度H3= 0.1D-0.35D，進口管的矩形橫截面的高度a = (0.45-0.8)D,寬度b = (0.2-0.4) D，排氣管直徑Dc = (0.4-0.75) D，排料管直徑De = (0.3-0.6) D，排氣管插入深度h = (0.4-0.9) D02.如權利要求1所述的直筒型旋風分離器，其特征在于:所述的分離器可使高顆粒濃度氣流中的顆粒在排料管的管口周邊堆積，形成堆積角為Θ的顆粒堆，堆積角Θ角度在25°?45°，自由沉降段防止了顆粒堆的返混。
【專利摘要】一種直筒型旋風分離器，包括矩形進氣管(1)、排氣管(2)、排料管(6)，其特征在于：包括一個直圓筒形的本體，所述的本體自上而下分為旋轉分離段(3)、自由沉降段(4)、自然堆積段(5)；所述的本體直徑為D，旋轉分離段高度H1＝1.5D-4D，自由沉降段高度H2＝0.5-1D，自然堆積段高度H3＝0.1D-0.35D，進氣管的矩形橫截面的高度a＝(0.45-0.8)D，寬度b＝(0.2-0.4)D，排氣管直徑Dc＝(0.4-0.75)D，排料管直徑De＝(0.3-0.6)D，排氣管插入深度h＝(0.4-0.9)D。高入口顆粒濃度下，氣流中的顆粒在旋風分離區(qū)分離出來，經(jīng)過自由沉降段后，一部分顆粒在自然堆積段形成有一定坡度的顆粒堆，其余則由排料口排出。直筒型旋風分離器防止了排料口附近的顆粒返混，同時分離器壓力損失較小，壁面磨損不嚴重，結構簡單，制造成本低，尤其適用于高入口顆粒濃度下的氣固分離場合。
【IPC分類】B04C5/00, B04C5/081
【公開號】CN105127016
【申請?zhí)枴緾N201510556602
【發(fā)明人】程樂鳴, 王勤輝, 方夢祥, 余春江, 施正倫, 吳靈輝, 肖剛, 王濤, 鄭成航, 周勁松, 王樹榮, 高翔, 駱仲泱, 倪明江, 岑可法
【申請人】浙江大學
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月2日