濕法多管旋風(fēng)分離器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種濕法多管旋風(fēng)分離器，包括多個旋風(fēng)子，旋風(fēng)子位于分離器筒體內(nèi)的上下隔板之間，旋風(fēng)子的排氣部件插設(shè)在上隔板中，旋風(fēng)子的排污部件插設(shè)在下隔板中，旋風(fēng)子的進氣部件位于上下隔板之間，前置文丘里霧化器，文丘里霧化器連接安設(shè)在上下隔板之間的分離器筒體的外側(cè)壁上并與分離器筒體的內(nèi)部氣路連通的氣體進口并與氣體進口氣路連通，文丘里霧化器的喉管位置設(shè)置有加液口。本實用新型創(chuàng)新地引入旋風(fēng)內(nèi)壁“液膜吸收”對細(xì)微顆粒的捕集機理，在離心場及液體吸收的共同作用下，大幅提高了分離器的分離效率。適用于高溫帶壓的操作條件，對于濃度高、粉塵粒徑小(小于5～10μm)且易磨損易粘附易堵塞等工況條件，其分離效率高達(dá)99.99％以上。
【專利說明】
濕法多管旋風(fēng)分離器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及化學(xué)工程非均相分離領(lǐng)域，特別涉及除塵技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種濕法多管旋風(fēng)分離器和包括上述濕法多管旋風(fēng)分離器的凈化工藝流程，尤其適用于高溫帶壓、易燃易爆或有毒有害的氣體(如氣化爐出口粗煤氣、有機硅含塵合成氣及多晶硅含塵合成氣等)除塵，對于高濃度、小粒徑(小于5?ΙΟμπι)的粉塵，其分離效率高達(dá)99.99 %以上。
【背景技術(shù)】
[0002]氣化爐(如航天爐、多噴嘴對置式液煤漿氣化爐及SHELL爐等)合成的高溫帶壓粗煤氣含有較高濃度的粉塵;普通固定床氣化爐出口粗煤氣還含有焦油及酚等雜質(zhì)。在進入變換系統(tǒng)前需要對粗煤氣進行凈化，目前多采用洗滌塔對粗煤氣進行凈化，洗滌塔種類有填料塔、噴淋塔、板式塔等，但無論是哪種形式的洗滌塔，對粗煤氣的凈化效率都不太理想。這是因為:首先，由于洗滌塔的內(nèi)件都相對復(fù)雜，粉塵及焦油等雜質(zhì)很容易造成洗滌塔堵塞，同時為確保捕集效率，洗滌塔通常采用大量的液體(主要采用水)去洗滌，在國內(nèi)日益嚴(yán)格的環(huán)保法壓力下，大量含雜質(zhì)的水需耗費大額資金進行處理，同時由于高溫下富含鈣、鎂離子的循環(huán)水(即水硬度較高)極易結(jié)垢，經(jīng)常造成因塔內(nèi)件堵塞而停產(chǎn);其次，大量細(xì)微粉塵及焦油逃離洗滌塔后沉積在變換系統(tǒng)中，造成后續(xù)換熱器堵塞，導(dǎo)致?lián)Q熱器的阻力持續(xù)增大，同時變換催化劑因吸附粉塵及焦油等雜質(zhì)后活性下降，大大縮短了催化劑的使用壽命，變換爐CO的含量指標(biāo)降不下來，嚴(yán)重影響了變換能力。因此，粗煤氣凈化裝置在整個氣化工藝流程中占有舉足輕重的地位，凈化裝置運行的優(yōu)劣將直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和成本。
[0003]為了解決上述問題，需要在變換系統(tǒng)前投入可靠的分離裝置對粗煤氣進行凈化，使粗煤氣的含塵及其他雜質(zhì)的濃度達(dá)到要求指標(biāo)。通過對濕法除塵器(如洗滌塔)、電除塵器、過濾式除塵器(如袋式除塵器)及離心式除塵器(如旋風(fēng)分離器)等綜合對比分析，對于高溫帶壓、易燃易爆、雜質(zhì)濃度高、粉塵粒徑小(小于5?ΙΟμπι)且易磨損易粘附易堵塞等工況條件，單一除塵機理的設(shè)備均無法滿足氣體高效凈化的要求，結(jié)合濕法除塵及離心除塵兩者機理，濕法多管旋風(fēng)除塵器成為最為合理的選擇。
[0004]旋風(fēng)分離器是利用氣態(tài)非均一系，在作高速旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的離心力，將粉塵從氣流中分離出來的一種氣固(液)分離設(shè)備。由于顆粒所受的離心力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重力和慣性力，所以旋風(fēng)分離器能經(jīng)濟地分離的最小粒徑可達(dá)到5?ΙΟμπι。此外，旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)比較簡單，操作、維護方便，性能穩(wěn)定，又不受含塵氣體的濃度、溫度及物性等限制，且造價較低，所以已廣泛地應(yīng)用于石油、化工、煤炭、電力、環(huán)保及冶金等工業(yè)生產(chǎn)中。
[0005]由于旋風(fēng)分離器內(nèi)的氣流運動極為復(fù)雜，屬于三維湍流的強旋流，因此旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)形式將直接影響分離器的分離性能。二次渦流在旋風(fēng)分離器中普遍存在，它由軸向速度νζ與徑向速度構(gòu)成，二次渦流對旋風(fēng)分離器的性能，尤其是對分離效率影響較大。幾個影響旋風(fēng)效率的二次渦流主要集中在旋風(fēng)的頭部(即旋風(fēng)筒體以上部分)，如“上渦流(或稱短路流)”，旋風(fēng)分離器頂蓋、排氣管外面與筒體內(nèi)壁之間，由于徑向速度與軸向速度的存在，將形成局部渦流(上渦流)，夾帶著相當(dāng)數(shù)量的塵粒向中心流動，并沿排氣管外表面下降，最后隨中心上升氣流逸出排氣管，影響了分離效率。再如“縱向旋渦流”，是以旋風(fēng)除塵器內(nèi)、外旋流分界面為中心的器內(nèi)再循環(huán)而形成的縱向流動。由于排氣管內(nèi)的有效流通截面小于排氣管管端以下內(nèi)旋流的有效流通截面，因此在排氣管管端處產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)，從而使排氣管管端附近的氣體徑向速度大大提高，致使氣體對大顆粒的曳力超過了顆粒所受的離心力，而造成“短路”，影響了分離性能。因此開發(fā)一種能盡量消除主要二次渦流的旋風(fēng)頭部結(jié)構(gòu)是提高旋風(fēng)效率的主要方向。
[0006]為了提高旋風(fēng)分離器的分離效果，通常采用多個小直徑旋風(fēng)子并聯(lián)處理方式(SP多管旋風(fēng)分離器)，多管旋風(fēng)分離器大多采用干法除塵方式，干法多管旋風(fēng)分離器對于粒徑小于5μπι的細(xì)微粉塵分離效果仍然不理想，原因在于粒徑很小的顆粒在離心力的作用下被甩到壁面，到達(dá)壁面后很容易因壁面粗糙而彈跳至旋風(fēng)中心環(huán)流區(qū)(即旋風(fēng)內(nèi)旋流)，從而被氣流帶出旋風(fēng)分離器。另外、含塵氣體在帶壓的工況條件下，氣相露點溫度會提高，此時容易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，細(xì)顆粒粉塵流動性本身就差，細(xì)粉結(jié)露致使旋風(fēng)排料更加不暢，易導(dǎo)致旋風(fēng)子出現(xiàn)堵塞情況，從而影響多管旋風(fēng)分離器的連續(xù)穩(wěn)定運行。
[0007]濕法多管旋風(fēng)分離器目前在工業(yè)生產(chǎn)中已有少量應(yīng)用，如中國專利申請公開的濕式多管旋風(fēng)除塵器和具有上述除塵器的除塵系統(tǒng)，公告號為CN103157561A，該濕法多管旋風(fēng)除塵器采用在進風(fēng)管內(nèi)用噴頭噴水，噴淋出的水霧與氣體充分混合后進入旋風(fēng)子分離，多管旋風(fēng)除塵器的排塵管插入水箱內(nèi)進行密封，排出的水和灰塵直接排到水箱，水箱作為儲水容器，凈化后的氣體從排風(fēng)口排出。上述除塵器雖然能夠?qū)崿F(xiàn)比干法操作要高的除塵效率，但是也存在諸多缺陷:(I)該除塵器內(nèi)部的旋風(fēng)子為軸流式進口，采用螺旋形或花瓣形進氣結(jié)構(gòu)，該類型旋風(fēng)子并不能消除旋風(fēng)內(nèi)部存在的幾個主要二次渦流，該旋風(fēng)子對較大顆粒分離效果較好，但對于較細(xì)顆粒分離效果仍然不佳。(2)該除塵器內(nèi)水霧是由位于進風(fēng)管內(nèi)固定的噴頭噴出的，噴頭噴出的水霧化效果不理想，水霧難以與含塵氣體充分混合，同時水霧不能均勻的進入每一個旋風(fēng)子，進而影響分離效果。(3)該除塵器的結(jié)構(gòu)不適用于高溫帶壓的工況，也不適用于氣相為易燃易爆及有毒有害介質(zhì)，同時對高濃度粉塵分離效果差，使用具有局限性。(4)該除塵器采用旋風(fēng)分離器作為預(yù)處理，以降低進入濕式多管旋風(fēng)分離器內(nèi)空氣灰塵含量，但這樣就增加設(shè)備數(shù)量，提高了設(shè)備的占地面積和制造成本。
[0008]因此，需要提供一種濕法多管旋風(fēng)分離器，其能有效去除氣體中的粉塵顆粒和其它雜質(zhì)，大大提高了分離器的分離效率，進一步地，其能適用于高溫帶壓氣體的凈化，且設(shè)計巧妙，結(jié)構(gòu)簡潔，設(shè)備體積小，制造及維護成本低。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，本實用新型的一個目的在于提供一種濕法多管旋風(fēng)分離器，創(chuàng)新地引入旋風(fēng)內(nèi)壁“液膜吸收”對細(xì)微顆粒的捕集機理，在離心場及液體吸收的共同作用下，大幅提高了分離器的分離效率。充分結(jié)合了多管旋風(fēng)除塵和濕法除塵的優(yōu)點，具有耗液量少、分離效率高、運行阻力小、無需檢修、設(shè)備體積小且一次性投資成本低等優(yōu)點。
[0010]本實用新型的另一目的在于提供一種濕法多管旋風(fēng)分離器，其能用于高溫帶壓的操作條件，對于濃度高、粉塵粒徑小(小于5?ΙΟμπι)且易磨損易粘附易堵塞等工況條件，其分離效率高達(dá)99.99%以上，特別適用于易燃易爆或有毒有害氣體(如氣化爐出口粗煤氣、有機硅含塵合成氣及多晶硅含塵合成氣等等)的凈化。
[0011]本實用新型的另一目的在于提供一種濕法多管旋風(fēng)分離器，其內(nèi)部旋風(fēng)子為切流式雙進口和環(huán)流式雙出口的結(jié)構(gòu)，并在旋風(fēng)子的頭部結(jié)構(gòu)(即旋風(fēng)子筒體以上部分)進行了較大改進，盡可能地消除影響旋風(fēng)效率的主要二次渦流。相比一般的旋風(fēng)子，其阻力可降低約25?35%，效率可提高2?3%，同時它操作彈性大、結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強、成本較低。
[0012]為達(dá)到以上目的，本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器，包括分離器筒體、上隔板、下隔板、氣體進口和氣體出口，所述上隔板和所述下隔板相互間隔設(shè)置在所述分離器筒體的內(nèi)部，所述氣體進口安設(shè)在所述上隔板和所述下隔板之間的所述分離器筒體的外側(cè)壁上并與所述分離器筒體的內(nèi)部氣路連通，所述氣體出口安設(shè)在所述上隔板上的所述分離器筒體的外側(cè)壁上并與所述分離器筒體的內(nèi)部氣路連通，其特點是，所述濕法多管旋風(fēng)分離器包括多個旋風(fēng)子，所述旋風(fēng)子位于所述上隔板和所述下隔板之間，所述旋風(fēng)子的排氣部件插設(shè)在所述上隔板中，所述旋風(fēng)子的排污部件插設(shè)在所述下隔板中，所述旋風(fēng)子的進氣部件位于所述上隔板和所述下隔板之間。
[0013]較佳地，所述旋風(fēng)子的數(shù)目為多個，多個所述旋風(fēng)子相互間隔排列。
[0014]較佳地，所述濕法多管旋風(fēng)分離器還包括文丘里霧化器，所述文丘里霧化器連接所述氣體進口并與所述氣體進口氣路連通，所述文丘里霧化器的喉管位置設(shè)置有加液口。
[0015]較佳地，所述濕法多管旋風(fēng)分離器還包括霧化噴頭和霧化補液口，所述霧化補液口插設(shè)在所述上隔板和所述下隔板之間的所述分離器筒體的側(cè)壁中，所述霧化噴頭位于所述上隔板和所述下隔板之間并管路連通所述霧化補液口。
[0016]較佳地，所述下隔板上設(shè)置有排污孔。
[0017]較佳地，所述濕法多管旋風(fēng)分離器還包括液封裝置和降液管，所述降液管的上端插設(shè)在所述下隔板的未插設(shè)所述排污部件的位置中，所述液封裝置設(shè)置在所述降液管的下端用于液封所述的降液管的下端。
[0018]更佳地，所述液封裝置包括外套管和盲板，所述外套管套設(shè)在所述的降液管的下端上，所述的降液管的下端的側(cè)壁設(shè)置有至少一個通孔，所述盲板封閉所述的降液管的下端的端面和所述外套管的下端的端面。
[0019]更進一步地，所述通孔是矩形通孔。
[0020]更進一步地，所述外套管的直徑與所述降液管的直徑之比為1.1?3.0，所述通孔的面積大于所述降液管的截面面積，所述外套管的高度I OOmm?I OOOmm。
[0021]較佳地，所述濕法多管旋風(fēng)分離器還包括上封頭和下封頭，所述上封頭安設(shè)在所述分離器筒體上，所述分離器筒體安設(shè)在所述下封頭上。
[0022]更佳地，所述上封頭為橢圓形封頭，所述下封頭為錐形封頭。
[0023]較佳地，所述進氣部件安設(shè)在所述旋風(fēng)子的旋風(fēng)子筒體的外側(cè)面的上部并與所述旋風(fēng)子筒體的內(nèi)部氣路連通，所述排氣部件插設(shè)在所述旋風(fēng)子筒體的頂部中并與所述的旋風(fēng)子筒體的內(nèi)部氣路連通，所述旋風(fēng)子筒體的下部安設(shè)在所述排污部件上且所述排污部件與所述的旋風(fēng)子筒體的內(nèi)部氣路連通。
[0024]更佳地，所述進氣部件包括第一切向進氣口和第二切向進氣口，所述第一切向進氣口和所述第二切向進氣口呈旋轉(zhuǎn)重疊設(shè)置，所述第一切向進氣口和所述第二切向進氣口均與所述的旋風(fēng)子筒體的外側(cè)面的上部相切。
[0025]更進一步地，所述第一切向進氣口和所述第二切向進氣口呈180°旋轉(zhuǎn)重疊設(shè)置。
[0026]更進一步地，所述第一切向進氣口和/或所述第二切向進氣口的進口端為長方形。
[0027]尤其更佳地，所述長方形的長與寬的比值為1.5?3.0，所述長方形的面積與所述旋風(fēng)子筒體的截面面積的比值為0.19?0.32。
[0028]尤其更佳地，所述排氣部件插設(shè)在所述旋風(fēng)子筒體的頂部中的插入深度與所述長方形的長的比值為0.6?1.5。
[0029]更進一步地，所述進氣部件還包括第一導(dǎo)流弧形板，所述第一導(dǎo)流弧形板從所述第一切向進氣口與所述旋風(fēng)子筒體相切的位置沿所述旋風(fēng)子筒體的周向并遠(yuǎn)離所述第一切向進氣口的進口端延伸；和/或，第二導(dǎo)流弧形板，所述第二導(dǎo)流弧形板從所述第二切向進氣口與所述旋風(fēng)子筒體相切的位置沿所述旋風(fēng)子筒體的周向并遠(yuǎn)離所述第二切向進氣口的進口端延伸。
[0030]尤其更佳地，所述第一導(dǎo)流弧形板的頂部距離所述的旋風(fēng)子筒體的頂部之間具有第一間隙，所述第二導(dǎo)流弧形板的頂部距離所述的旋風(fēng)子筒體的頂部之間具有第二間隙。
[0031]更優(yōu)選地，所述第一切向進氣口的進口端為第一長方形，所述第一間隙與所述第一長方形的長的比值為0.1?0.25，所述第二切向進氣口的進口端為第二長方形，所述第二間隙與所述第二長方形的長的比值為0.1?0.25。
[0032]尤其更佳地，所述第一導(dǎo)流弧形板沿所述的旋風(fēng)子筒體的周向延伸的角度的范圍為0°?25°，所述第二導(dǎo)流弧形板沿所述的旋風(fēng)子筒體的周向延伸的角度的范圍為0°?25。。
[0033]更佳地，所述排氣部件包括排氣外管、排氣內(nèi)管和連接件，所述排氣外管包括排氣外管筒體和排氣外管錐體，所述排氣外管筒體安設(shè)在所述排氣外管錐體上，所述排氣內(nèi)管包括排氣內(nèi)管筒體和排氣內(nèi)管錐體，所述排氣內(nèi)管筒體安設(shè)在所述排氣內(nèi)管錐體上，所述排氣內(nèi)管筒體插設(shè)在所述排氣外管筒體中，所述連接件位于所述排氣內(nèi)管筒體和所述排氣外管筒體之間并分別連接所述排氣內(nèi)管筒體和所述排氣外管筒體，所述排氣內(nèi)管錐體的上部插設(shè)在所述排氣外管錐體中，所述排氣內(nèi)管錐體的下部插設(shè)在所述排氣外管錐體中或裸露在所述排氣外管錐體外，所述排氣內(nèi)管錐體上沿豎向設(shè)置有至少兩個梯形槽孔。
[0034]更進一步地，所述梯形槽孔的面積與所述排氣外管筒體的截面面積的比值為0.5?2.5ο
[0035]更進一步地，所述排氣外管筒體的直徑與所述排氣內(nèi)管筒體的直徑的比值為1.1?1.5;所述排氣外管錐體的下端的直徑與所述排氣內(nèi)管錐體的下端的直徑的比值為1.1?1.5;所述排氣外管錐體的高度與所述排氣內(nèi)管錐體的高度的比值為0.3?1.0;所述排氣內(nèi)管錐體的下端的直徑與所述旋風(fēng)子筒體的直徑的比值為0.1?0.5。
[0036]更佳地，所述排污部件包括旋風(fēng)子錐體、中間灰斗和排污口，所述的旋風(fēng)子筒體的下部安設(shè)在所述旋風(fēng)子錐體上，所述旋風(fēng)子錐體安設(shè)在所述中間灰斗上，所述中間灰斗安設(shè)在所述排污口上。
[0037]較佳地，所述濕法多管旋風(fēng)分離器采用碳鋼或不銹鋼承壓外殼，所有開孔及接管均符合GB150-2011《壓力容器》的設(shè)計及制造標(biāo)準(zhǔn)，并滿足TSG R0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)范要求，適用于高溫帶壓的工況條件。
[0038]本實用新型的有益效果主要在于:
[0039]1、本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器包括多個旋風(fēng)子，旋風(fēng)子位于分離器筒體內(nèi)的上隔板和下隔板之間，旋風(fēng)子的排氣部件插設(shè)在上隔板中，旋風(fēng)子的排污部件插設(shè)在下隔板中，旋風(fēng)子的進氣部件位于上隔板和下隔板之間，前置文丘里霧化器，文丘里霧化器連接安設(shè)在上隔板和下隔板之間的分離器筒體的外側(cè)壁上并與分離器筒體的內(nèi)部氣路連通的氣體進口并與氣體進口氣路連通，文丘里霧化器的喉管位置設(shè)置有加液口，從而實現(xiàn)多管旋風(fēng)除塵和濕法除塵的有效結(jié)合，并創(chuàng)新地引入旋風(fēng)內(nèi)壁“液膜吸收”對細(xì)微顆粒的捕集機理，在離心場及液體吸收的共同作用下，大幅提高了分離器的分離效率，對于高濃度、小粒徑(小于5?ΙΟμπι)的粉塵，其分離效率高達(dá)99.99%以上，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
[0040]2、本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器包括多個旋風(fēng)子，旋風(fēng)子位于分離器筒體內(nèi)的上隔板和下隔板之間，旋風(fēng)子的排氣部件插設(shè)在上隔板中，旋風(fēng)子的排污部件插設(shè)在下隔板中，旋風(fēng)子的進氣部件位于上隔板和下隔板之間，前置文丘里霧化器，文丘里霧化器連接安設(shè)在上隔板和下隔板之間的分離器筒體的外側(cè)壁上并與分離器筒體的內(nèi)部氣路連通的氣體進口并與氣體進口氣路連通，文丘里霧化器的喉管位置設(shè)置有加液口，具有耗液量少、霧化效率高、運行阻力小、無需檢修、設(shè)備體積小且一次性投資成本低等優(yōu)點，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
[0041]3、本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器適用于高溫帶壓和易磨損易粘附易堵塞等工況條件，特別適用于易燃易爆或有毒有害氣體(如氣化爐出口粗煤氣、有機硅含塵合成氣及多晶硅含塵合成氣等等)的凈化，解決各類洗滌塔分離效果不佳、耗液量過高、頻繁檢修及設(shè)備投資大等問題，確保后續(xù)系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運行，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
[0042]本實用新型的這些和其它目的、特點和優(yōu)勢，通過下述的詳細(xì)說明，附圖和權(quán)利要求得以充分體現(xiàn)，并可通過所附權(quán)利要求中特地指出的手段、裝置和它們的組合得以實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0043]圖1是本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器的一具體實施例的主視示意圖。
[0044]圖2是圖1所示的具體實施例的降液管和液封裝置的主視示意圖。
[0045]圖3是圖2中C-C位置的剖視示意圖。
[0046]圖4是圖1所示的具體實施例的旋風(fēng)子的主視透視示意圖。
[0047]圖5是圖4所示的旋風(fēng)子的排氣部件的主視透視示意圖。
[0048]圖6是圖4所示的旋風(fēng)子的排氣部件的俯視放大示意圖。
[0049]圖7是圖4所示的旋風(fēng)子的A-A位置的剖視示意圖。
[0050]圖8是圖4所示的旋風(fēng)子的俯視示意圖。
[0051]圖9是圖8中B-B位置的局部剖視示意圖。
[0052]圖10是包括本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器的凈化工藝流程圖。
[0053]圖11是本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器采用不同旋風(fēng)子在進口氣速相同的條件下分離效率的比較，其中O表示雙進口和雙出口的旋風(fēng)子，△表示美國Buell的代表產(chǎn)品B型旋風(fēng)子。
[0054]圖12是本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器采用不同旋風(fēng)子在進口氣速相同的條件下阻力降的比較，其中O表示雙進口和雙出口的旋風(fēng)子，Δ表示美國Buel I的代表產(chǎn)品B型旋風(fēng)子。
[0055]圖13是采用本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器與板式洗滌塔對相同的粗煤氣的分離效率的比較，其中O表示本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器，△表示板式洗滌塔。
[0056]圖14是采用本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器與全干式多管旋風(fēng)分離器對相同的粗煤氣的分離效率的比較，其中O表示本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器，△表示全干式多管旋風(fēng)分離器。
[0057](符號說明)
[0058]I濕法多管旋風(fēng)分離器;2文丘里霧化器;3沉降緩沖罐;4第一高壓液栗;5第二高壓液栗;6下封頭;7液位計;8液封裝置;9降液管；10下隔板；11分離器筒體；12氣體進口； 13旋風(fēng)子；14上隔板；15吊耳；16上封頭；17安全閥口 ； 18人孔；19測壓口 ； 20氣體出口 ； 21霧化噴頭;22霧化補液口 ； 23排污部件;24支座;25排氣外管;26外套管;27通孔;28盲板;29排污口 ；30中間灰斗；31旋風(fēng)子錐體;32旋風(fēng)子筒體;33進氣部件；34排氣部件；35第一切向進氣口 ；36第二切向進氣口； 37排氣外管錐體;38排氣外管筒體;39連接件;40排氣內(nèi)管筒體;41排氣內(nèi)管錐體;42梯形槽孔;43第一導(dǎo)流弧形板;44排氣內(nèi)管;45第二導(dǎo)流弧形板;46加液口。
【具體實施方式】
[0059]為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實施例詳細(xì)說明。
[0060]請參見圖10所示，本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器I使用時，可以與文丘里霧化器2、沉降緩沖罐3、第一高壓液栗4、第二高壓液栗5—起使用，形成一種氣體凈化工藝，濕法多管旋風(fēng)分離器I的污液排出部件(具體是下封頭6)與沉降緩沖罐3管路連接，沉降緩沖罐3通過第一高壓液栗4管路連接加液口 46，沉降緩沖罐3還通過第二高壓液栗5管路連接霧化補液口 22。
[0061]請參見圖1-圖3所示，本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器I包括多個旋風(fēng)子13、分離器筒體11、上隔板14、下隔板10、氣體進口 12、氣體出口 20，所述上隔板14和所述下隔板10相互間隔設(shè)置在所述分離器筒體11的內(nèi)部，所述氣體進口 12安設(shè)在所述上隔板14和所述下隔板10之間的所述分離器筒體11的外側(cè)壁上并與所述分離器筒體11的內(nèi)部氣路連通，所述氣體出口 20安設(shè)在所述上隔板14上的所述分離器筒體11的外側(cè)壁上并與所述分離器筒體11的內(nèi)部氣路連通，所述旋風(fēng)子13位于所述上隔板14和所述下隔板10之間，所述旋風(fēng)子13的排氣部件34(請進一步參見圖4)插設(shè)在所述上隔板14中，所述排污部件23(具體是排污口29，請進一步參見圖4)插設(shè)在所述下隔板10中，所述旋風(fēng)子的進氣部件33位于所述上隔板14和所述下隔板10之間。
[0062]所述旋風(fēng)子13的數(shù)目可以根據(jù)需要確定，較佳地，所述旋風(fēng)子13的數(shù)目為多個，多個所述旋風(fēng)子13相互間隔排列。請參見圖1所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述旋風(fēng)子13的數(shù)目為26個。
[0063]為了進一步提高分離效率，本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器I前置了一臺文丘里霧化器2，所述的文丘里霧化器2連接所述氣體進口 12并與所述氣體進口 12氣路連通，所述文丘里霧化器2的喉管位置設(shè)置有加液口 46。
[0064]為了進一步提高分離效率，請參見圖1所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述濕法多管旋風(fēng)分離器I還包括霧化噴頭21和霧化補液口 22，所述霧化補液口 22插設(shè)在所述上隔板14和所述下隔板10之間的所述分離器筒體11的側(cè)壁中，所述霧化噴頭21位于所述上隔板14和所述下隔板10之間并管路連通所述霧化補液口 22。霧化噴頭21和霧化補液口 22對補液起霧化作用。
[0065]為了及時排出在含塵氣體和液霧混合后進入分離器筒體11后由于氣體流速突然降低而導(dǎo)致的氣體中在“重力沉降”的作用下落入下隔板10的上表面的大粒徑的粉塵及液滴，較佳地，所述下隔板10上設(shè)置有排污孔?；蛘撸垍⒁妶D1-圖3所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述濕法多管旋風(fēng)分離器I還包括液封裝置8和降液管9，所述降液管9的上端插設(shè)在所述下隔板10的未插設(shè)所述排污部件23的位置中，所述液封裝置8設(shè)置在所述降液管9的下端用于液封所述的降液管9的下端，所述降液管9的頂部與所述下隔板10的上表面平齊。
[0066]所述降液管9的數(shù)目可以根據(jù)需要確定，較佳地，所述降液管9的數(shù)目為3-6個。請參見圖1所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述降液管9的數(shù)目為3個，均勻分布。
[0067]所述降液管9可以是任何合適的降液管，請參見圖1所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述降液管9是鋼質(zhì)降液管。例如可以采用DN50?DN300比如DN150的鋼管加工制作。
[0068]所述液封裝置8可以具有任何合適的結(jié)構(gòu)，請參見圖1-圖3所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述液封裝置8包括外套管26和盲板28，所述外套管26套設(shè)在所述的降液管9的下端上，所述的降液管9的下端的側(cè)壁設(shè)置有至少一個通孔27，所述盲板28封閉所述的降液管9的下端的端面和所述外套管26的下端的端面。
[0069]所述通孔27可以具有任何合適的形狀，請參見圖1-圖3所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述通孔27是矩形通孔。
[0070]所述外套管26、所述降液管9和所述通孔27的相關(guān)尺寸，例如直徑、高度和面積，可以根據(jù)需要確定，更進一步地，所述外套管26的直徑Dl與所述降液管9的直徑D2之比為1.1?3.0，所述通孔27的面積大于所述降液管9的截面面積((D2/2)2#)，所述外套管26的高度h4為10mm?1000mm。請參見圖1至圖3所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述外套管26的直徑Dl與所述降液管9的直徑D2之比為1.8，所述通孔27的面積之和大于所述降液管9的截面面積((D2/2)2*jt)，所述外套管26的高度h4為600_。
[0071 ] 所述加液口 46的加液量可以根據(jù)需要確定，例如，優(yōu)選地，加液量為20?2000g/Nm3，更優(yōu)選地，加液量為600g/Nm3。可根據(jù)氣體中含塵及其他雜質(zhì)的濃度大小適當(dāng)調(diào)整。加的液體可以是任何合適的液體，例如水，也可以是其它工藝產(chǎn)品液體。
[0072]所述文丘里霧化器2連接所述氣體進口12可以采用任何合適的結(jié)構(gòu)，請參見圖1所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述文丘里霧化器2通過法蘭連接所述氣體進口 12。
[0073]所述濕法多管旋風(fēng)分離器I還可以包括其它部件，請參見圖1所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述濕法多管旋風(fēng)分離器I還包括上封頭I6和下封頭6，所述上封頭I6安設(shè)在所述分尚器筒體11上，所述分尚器筒體11安設(shè)在所述下封頭6上。
[0074]所述上封頭16和所述下封頭6可以是任何合適的部件，請參見圖1所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述上封頭16為橢圓形封頭，所述下封頭6為錐形封頭。
[0075]這樣，下隔板10、上隔板14和分離器筒體11之間形成一個較大的重力沉降室。下隔板10和下封頭6之間形成一個較大的儲液區(qū)。
[0076]所述旋風(fēng)子13可以具有任何合適的結(jié)構(gòu)，所述旋風(fēng)子13—般均包括旋風(fēng)子筒體32、進氣部件33、排氣部件34和排污部件23，請參見圖4-圖9所示，所述進氣部件33安設(shè)在所述旋風(fēng)子筒體32的外側(cè)面的上部并與所述旋風(fēng)子筒體32的內(nèi)部氣路連通，所述排氣部件34插設(shè)在所述旋風(fēng)子筒體32的頂部中并與所述的旋風(fēng)子筒體32的內(nèi)部氣路連通，所述的旋風(fēng)子筒體32的下部安設(shè)在所述排污部件23上且所述排污部件23與所述的旋風(fēng)子筒體32的內(nèi)部氣路連通。
[0077]所述進氣部件33可以具有任何合適的結(jié)構(gòu)，請參見圖4-圖9所示，所述進氣部件33包括第一切向進氣口 35和第二切向進氣口 36，所述第一切向進氣口 35和所述第二切向進氣口 36呈旋轉(zhuǎn)重疊設(shè)置，所述第一切向進氣口 35和所述第二切向進氣口 36均與所述的旋風(fēng)子筒體32的外側(cè)面的上部相切。
[0078]所述第一切向進氣口35和所述第二切向進氣口 36的旋轉(zhuǎn)重疊可以是任何合適角度的旋轉(zhuǎn)重疊，請參見圖4、圖7和圖8所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述第一切向進氣口 35和所述第二切向進氣口 36呈180°旋轉(zhuǎn)重疊設(shè)置。即所述第二切向進氣口 36在圖7和圖8所示的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°后與所述第一切向進氣口35重疊，或者所述第一切向進氣口35在圖7和圖8所示的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°后與所述第二切向進氣口 36重疊。
[0079]所述第一切向進氣口35和所述第二切向進氣口 36可以具有任何合適的形狀，請參見圖4、圖7和圖8所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述第一切向進氣口35和所述第二切向進氣口 36都采用了90°蝸殼切向進口形式。
[0080]所述第一切向進氣口35和/或所述第二切向進氣口 36的進口端可以是任何合適的形狀，更進一步地，所述第一切向進氣口 35和/或所述第二切向進氣口36的進口端為長方形。請參見圖4、圖7和圖8所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述第一切向進氣口35和所述第二切向進氣口 36的進口端均為長方形，可以如下提及的那樣分別稱為第一長方形和第二長方形。
[0081]所述長方形的長a與寬b的比值、所述長方形的面積(a*b)與所述旋風(fēng)子筒體32的截面面積(旋風(fēng)子筒體32的截面的直徑為D，則截面面積為(D/2)2#)的比值可以根據(jù)需要確定，尤其更佳地，所述長方形的長a與寬b的比值為1.5?3.0，所述長方形的面積(a*b)與所述旋風(fēng)子筒體32的截面面積((D/2)2#)的比值為0.19?0.32。請參見圖4所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述長方形的長a與寬b的比值為2，所述長方形的面積(a*b)與所述旋風(fēng)子筒體32的截面面積((D/2) )的比值為0.25。
[0082]所述排氣部件34插設(shè)在所述的旋風(fēng)子筒體32的頂部中的插入深度h可以根據(jù)需要確定，尤其更佳地，所述排氣部件34插設(shè)在所述的旋風(fēng)子筒體32的頂部中的插入深度h與所述長方形的長a的比值為0.6?1.5。請參見圖1至圖3所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述排氣部件34插設(shè)在所述的旋風(fēng)子筒體32的頂部中的插入深度h與所述長方形的長a的比值為1.2。
[0083]為了進一步提高分離效率，更進一步地，所述進氣部件33還包括第一導(dǎo)流弧形板43，所述第一導(dǎo)流弧形板43從所述第一切向進氣口 35與所述旋風(fēng)子筒體32相切的位置沿所述旋風(fēng)子筒體32的周向并遠(yuǎn)離所述第一切向進氣口 35的進口端延伸;和/或，第二導(dǎo)流弧形板45，所述第二導(dǎo)流弧形板45從所述第二切向進氣口 36與所述旋風(fēng)子筒體32相切的位置沿所述旋風(fēng)子筒體32的周向并遠(yuǎn)離所述第二切向進氣口 36的進口端延伸。請參見圖7所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述進氣部件33還包括第一導(dǎo)流弧形板43，所述第一導(dǎo)流弧形板43從所述第一切向進氣口 35與所述旋風(fēng)子筒體32相切的位置沿所述旋風(fēng)子筒體32的周向并遠(yuǎn)離所述第一切向進氣口 35的進口端延伸；和第二導(dǎo)流弧形板45，所述第二導(dǎo)流弧形板45從所述第二切向進氣口 36與所述旋風(fēng)子筒體32相切的位置沿所述旋風(fēng)子筒體32的周向并遠(yuǎn)離所述第二切向進氣口 36的進口端延伸。
[0084]為了進一步提高分離效率，請參見圖9所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述第一導(dǎo)流弧形板43的頂部距離所述的旋風(fēng)子筒體32的頂部之間具有第一間隙e，所述第二導(dǎo)流弧形板45的頂部距離所述的旋風(fēng)子筒體32的頂部之間具有第二間隙(圖中未示出)。
[0085]所述第一間隙e和所述第二間隙的大小可以根據(jù)需要確定，更優(yōu)選地，所述第一切向進氣口35的進口端為第一長方形，所述第一間隙e與所述第一長方形的長的比值為0.1?
0.25，所述第二切向進氣口36的進口端為第二長方形，所述第二間隙與所述第二長方形的長的比值為0.1?0.25。請參見圖4和圖9所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述第一切向進氣口 35的進口端為第一長方形，所述第一間隙e與所述第一長方形的長的比值為
0.2，所述第二切向進氣口36的進口端為第二長方形，所述第二間隙與所述第二長方形的長的比值為0.2。
[0086]所述第一導(dǎo)流弧形板43沿所述的旋風(fēng)子筒體32的周向延伸的角度、所述第二導(dǎo)流弧形板45沿所述的旋風(fēng)子筒體32的周向延伸的角度的范圍可以根據(jù)需要確定，尤其更佳地，所述第一導(dǎo)流弧形板43沿所述的旋風(fēng)子筒體32的周向延伸的角度的范圍為0°?25°，所述第二導(dǎo)流弧形板45沿所述的旋風(fēng)子筒體32的周向延伸的角度的范圍為0°?25°。請參見圖7所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述第一導(dǎo)流弧形板43沿所述的旋風(fēng)子筒體32的周向延伸的角度的范圍為20°，所述第二導(dǎo)流弧形板45沿所述的旋風(fēng)子筒體32的周向延伸的角度的范圍為20°。
[0087]所述排氣部件可以具有任何合適的結(jié)構(gòu)，更佳地，所述排氣部件34包括排氣外管25、排氣內(nèi)管44和連接件39，所述排氣外管25包括排氣外管筒體38和排氣外管錐體37，所述排氣外管筒體38安設(shè)在所述排氣外管錐體37上，所述排氣內(nèi)管44包括排氣內(nèi)管筒體40和排氣內(nèi)管錐體41，所述排氣內(nèi)管筒體40安設(shè)在所述排氣內(nèi)管錐體41上，所述排氣內(nèi)管筒體40插設(shè)在所述排氣外管筒體38中，所述連接件39位于所述排氣內(nèi)管筒體40和所述排氣外管筒體38之間并分別連接所述排氣內(nèi)管筒體40和所述排氣外管筒體38，所述排氣內(nèi)管錐體41的上部插設(shè)在所述排氣外管錐體37中，所述排氣內(nèi)管錐體41的下部插設(shè)在所述排氣外管錐體37中或裸露在所述排氣外管錐體37外，所述排氣內(nèi)管錐體41上沿豎向設(shè)置有至少兩個梯形槽孔42。請參見圖4至圖6所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述排氣內(nèi)管錐體41的下部裸露在所述排氣外管錐體37外。
[0088]所述連接件39可以是任何合適的連接件，請參見圖4-圖6所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述連接件39是固定塊。
[0089]所述梯形槽孔42的面積與所述排氣外管筒體38的截面面積(排氣外管筒體38的截面的直徑為de2，則截面面積為(de2/2)2*3i)的比值可以根據(jù)需要確定，更進一步地，所述梯形槽孔42的面積與所述排氣外管筒體38的截面面積((de2/2)2*3i)的比值為0.5?2.5。請參見圖4至圖6所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述梯形槽孔42的面積與所述排氣外管筒體38的截面面積((如2/2)2*3!)的比值為2.2。
[0090]所述排氣外管25、所述排氣內(nèi)管44和所述旋風(fēng)子筒體32的相關(guān)尺寸，例如直徑和高度，可以根據(jù)需要確定，更進一步地，所述排氣外管筒體38的直徑de2與所述排氣內(nèi)管筒體40的直徑del的比值為1.1?1.5;所述排氣外管錐體37的下端的直徑de2 ’與所述排氣內(nèi)管錐體41的下端的直徑de I，的比值為1.1?1.5;所述排氣外管錐體37的高度h3與所述排氣內(nèi)管錐體41的高度h2的比值為0.3?1.0;所述排氣內(nèi)管錐體41的下端的直徑del ’與所述旋風(fēng)子筒體32的直徑D的比值為0.1?0.5。請參見圖4至圖6所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述排氣外管筒體38的直徑de2與所述排氣內(nèi)管筒體40的直徑del的比值為1.2;所述排氣外管錐體37的下端的直徑de2’與所述排氣內(nèi)管錐體41的下端的直徑del’的比值為1.3；所述排氣外管錐體37的高度h3與所述排氣內(nèi)管錐體41的高度h2的比值為0.6;所述排氣內(nèi)管錐體41的下端的直徑del’與所述旋風(fēng)子筒體32的直徑D的比值為0.3。
[0091]所述排污部件23可以具有任何合適的構(gòu)成，請參見圖4所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述排污部件23包括旋風(fēng)子錐體31、中間灰斗30和排污口 29，所述的旋風(fēng)子筒體32的下部安設(shè)在所述旋風(fēng)子錐體31上，所述旋風(fēng)子錐體31安設(shè)在所述中間灰斗30上，所述中間灰斗30安設(shè)在所述排污口 29上。
[0092]針對高溫帶壓的工況條件，較佳地，本濕法多管旋風(fēng)分離器I采用碳鋼或不銹鋼承壓外殼，所有開孔及接管均符合GB150-2011《壓力容器》的設(shè)計及制造標(biāo)準(zhǔn)，并滿足TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》等規(guī)范要求。在本實用新型的一具體實施例中，所述濕法多管旋風(fēng)分離器I采用Q345R碳鋼承壓外殼。
[0093]請參見圖1所示，在本實用新型的一具體實施例中，為了顯示及測量下隔板10和下封頭6之間形成的儲液區(qū)的液位高度，在下封頭6上安裝有液位計7。為了方便移動濕法多管旋風(fēng)分離器1，上封頭16上設(shè)置有吊耳15。另外，為了提高安全性，上封頭16上還設(shè)置有安全閥口 17。為了測量濕法多管旋風(fēng)分離器I內(nèi)的壓力，上封頭16上還設(shè)置有測壓口 19。以及為了方便安裝濕法多管旋風(fēng)分離器I，分離器筒體11的外側(cè)面的下部設(shè)置有支座24，例如耳式支座。
[0094]為了方便檢修，請參見圖1所示，在本實用新型的一具體實施例中，所述濕法多管旋風(fēng)分離器I上開有多個人孔18，分別在上封頭16、分離器筒體11、下封頭6上各開一個人孔18。
[0095]本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器I，可稱為濕法高溫帶壓多管旋風(fēng)分離器，其工作原理是:高溫帶壓含塵氣體從文丘里霧化器2的氣體入口進入文丘里霧化器2，沉降緩沖罐3內(nèi)的循環(huán)水通過第一高壓液栗4從位于文丘里霧化器2的喉管位置的加液口 46加入，含塵氣體通過文丘里霧化器2的喉管時由于截面積突然減小，氣體速度立即變得很大，加入的水在高速氣體的沖擊下立即被充分霧化，含塵氣體和液霧混合后進入分離器筒體U，首先進入上隔板14、下隔板10和分離器筒體11組成的空間內(nèi)，此時由于氣體流速突然降低，氣體中的大粒徑的粉塵及水滴由于“重力沉降”的作用下落入下隔板10的上表面，水滴及粉塵匯聚在一起，在下隔板10的上表面形成一定厚度的液層，大量水夾帶著粉塵通過降液管9流入下隔板10及下封頭6之間形成的儲液區(qū)。
[0096]隨后含有細(xì)微粉塵和水滴的氣體進入濕法多管旋風(fēng)分離器I內(nèi)的旋風(fēng)子13，在離心力的作用下，氣體中的水滴被甩到壁面，水滴到達(dá)壁面后便失去慣性力，大量的水滴集聚在一起后便在旋風(fēng)子13的壁面上形成一層均勻的液膜，液膜會在重力作用下沿著壁面降落，從旋風(fēng)子13的排污口29排出，即在旋風(fēng)子13的壁面上會自上而下形成一層流動液膜。同時細(xì)微粉塵在離心力的作用下，可獲得加速度為10?150倍(例如，在本實用新型的一具體實施例中為80倍)的重力加速度g，在極高的離心加速度作用下，粉塵被強制進入旋風(fēng)子13的壁面的液膜內(nèi)，即被“液膜吸收”并捕集，粉塵一旦進入液膜便不會因壁面所謂的“二次渦流”夾帶至旋風(fēng)子13的中心環(huán)流區(qū)而帶出。收集下來的細(xì)微粉塵隨液膜流至旋風(fēng)子13的排污口29排出，進入下隔板10及下封頭6之間形成的儲液區(qū)。
[0097]降液管9底部安裝液封裝置8，因盲板28將降液管9及外套管26末端封閉，故外套管26內(nèi)始終維持有10mm?100mm(例如，在本實用新型的一具體實施例中為600mm)高度的液體，起到密封作用，從而保證了所有旋風(fēng)子13均能夠正常工作，凈化后的氣體經(jīng)氣體出口 20流出濕法多管旋風(fēng)分離器I。
[0098]下隔板10及下封頭6形成的儲液區(qū)可通過液位計7顯示液位高度，當(dāng)含塵液體到達(dá)設(shè)定的高液位之后自動打開下封頭6的污液排出口處的排污閥，將儲液區(qū)的污液排到沉降緩沖罐3內(nèi)，低于設(shè)定的低液位后污液排出口處的排污閥自動關(guān)閉。污液在沉降緩沖罐3沉降后上部的清液可以循環(huán)利用。
[0099]本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器I的旋風(fēng)子13若分別采用圖4至圖9所示的雙進口和雙出口的旋風(fēng)子和美國Buell公司的代表性專利產(chǎn)品B型旋風(fēng)子，并對兩者的分離效率進行對比，在旋風(fēng)子數(shù)量相同、直徑同為250mm的條件下，用平均粒徑為11.3μπι，濃度為1g/Nm3的滑石粉進行測試:
[0100](I)在各個相同進口氣速的條件下分離效率比較。測定結(jié)果參見圖11，由圖11可知，在相同進口氣速的條件下，采用雙進口和雙出口的旋風(fēng)子13比采用B型旋風(fēng)子分離效率提尚2?3% ο
[0101](2)在各個相同進口氣速的條件下阻力降比較。測定結(jié)果參見圖12，由圖12可知，在相同進口氣速的條件下，采用雙進口和雙出口的旋風(fēng)子13比采用B型旋風(fēng)子阻力降要小25 ?35%。
[0102]本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器I與板式洗滌塔對同一氣化爐出口粗煤氣凈化效果進行對比，由圖13可知，在相同氣量下，本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器I比板式洗滌塔的分離效率提高1.5%?3%。
[0103]本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器I與全干法多管旋風(fēng)分離器(即取消本實用新型的加液部分)的分離效率進行對比，使用同一含塵空氣，即采用平均粒徑為11.3μπι，濃度為10g/Nm3的滑石粉進行測試，在相同工況下進行測試，測試結(jié)果參見圖14，在相同進口氣速下，本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器I比全干法多管旋風(fēng)分離器的分離效率提高3%?
6% ο
[0104]中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司(原哈爾濱氣化廠)采用PKM氣化爐制得的粗煤氣(操作壓力為2.8MPa，操作溫度180?240°C，標(biāo)態(tài)處理氣量為80000Nm3/h)在進入⑶變換爐之前，首先進入洗滌塔用酚液洗滌，除去粗煤氣中的粉塵及焦油等雜質(zhì)，凈化后的煤氣經(jīng)過兩臺換熱器將溫度升高到2650C，然后煤氣進入變換爐進行CO變換反應(yīng)。按照CO變換爐的要求，經(jīng)過洗滌后焦油和粉塵的含量應(yīng)小于10mg/Nm3，但是由于洗滌塔脫油、除塵不完全，經(jīng)測定，經(jīng)過洗滌塔分離后的煤氣中含有780mg/Nm3的粉塵及560mg/Nm3的焦油，大量粉塵及焦油的沉積和局部堵塞使氣體流動逐漸惡化，影響換熱器的傳熱，同時也導(dǎo)致了變換爐阻力增大，催化劑活性下降，壓降高、效率低的后果，縮短了催化劑的使用壽命，造成變換爐CO指標(biāo)降不下來，大大影響變換能力。由于洗滌塔效率低，每年都要花較大的人力及物力對換熱器進行清理，對變換爐進行維護再生。
[0105]針對上述問題，在洗滌塔和CO變換系統(tǒng)之間增加本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器I，本濕法多管旋風(fēng)分離器I的直徑為2600mm，高度為8320mm，其中內(nèi)置26臺旋風(fēng)子13，旋風(fēng)子13的直徑為250mm。
[0106]本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器I投入運行后，煤氣經(jīng)過濕法多管旋風(fēng)分離器I分離后，粉塵含量降至1.0mg/Nm3，焦油的含量降至0.lmg/Nm3，分離效率在99.92%以上，兩臺換熱器換熱效果得到了明顯的改善，粗煤氣進變換爐的溫度顯著提高，變換爐的床層壓差減小了 0.20MPa。
[0107]從而，本實用新型人考慮到離心分離機理所限，如欲大幅提高多管旋風(fēng)對于粒徑小于5μπι的細(xì)微粉塵分離效果，必須改變對細(xì)微顆粒的捕集機理，在深入研究干式旋風(fēng)內(nèi)部細(xì)微顆粒運動規(guī)律及剖析濕式旋風(fēng)內(nèi)部三相(氣體、固體及液體)三維流場后，創(chuàng)新引入旋風(fēng)內(nèi)壁“液膜吸收”對細(xì)微粉塵顆粒的捕集機理，細(xì)微顆粒在強大離心力作用下迅速被液膜粘附，進入液體內(nèi)部被吸收，并在重力場作用下快速排出旋風(fēng)。本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器I即是利用離心場及液體吸收的共同作用機理，大幅提高了分離器對細(xì)微顆粒的捕集效率。
[0108]本濕法多管旋風(fēng)分離器I前置了一臺文丘里霧化器2，可將液體霧化后與氣體中的粉塵顆粒充分混合，粉塵顆粒被液體粘附并包裹后，細(xì)微粉塵顆粒的有效粒徑成倍增大，非常適合被旋風(fēng)子有效捕集，從而提高了分離器的分離效果。
[0109]本濕法多管旋風(fēng)分離器I內(nèi)部旋風(fēng)子13采用一種帶有切流式雙進口和環(huán)流式雙出口的高效旋風(fēng)子，在旋風(fēng)子13的頭部結(jié)構(gòu)(即旋風(fēng)子筒體32以上部分)進行了較大改進，首先采用異形進口與導(dǎo)流弧形板組成的漸縮型導(dǎo)流式進口，導(dǎo)流弧形板與旋風(fēng)子筒體32的頂部設(shè)置了一個間隙，這種結(jié)構(gòu)使旋風(fēng)進口氣流分布規(guī)律符合準(zhǔn)自由渦(Ve/r = C0nst)，即促使進口氣流趨向穩(wěn)定的圓周運動，這樣可以避免產(chǎn)生靠近器壁的外層氣流向內(nèi)流動，阻滯粉塵顆粒流向排氣管，極大地消弱了“縱向旋渦流”，有利于分離效率的提高。其次采用了內(nèi)、外雙層結(jié)構(gòu)的排氣管即排氣部件34，排氣內(nèi)管錐體41上設(shè)置了若干個梯形槽孔42;通過旋風(fēng)子內(nèi)流場及濃度場的研究表明，“上渦流(或稱短路流)”主要集中在排氣管的下部區(qū)域，本實用新型的排氣內(nèi)管錐體41的下端口直徑較其他旋風(fēng)可設(shè)計的更小，原因是梯形槽孔42增大了排氣管的有效面積且降低了旋風(fēng)阻力，同時排氣外管25對排氣內(nèi)管44提供了保護及整流作用，所以“上渦流(或稱短路流)”對本結(jié)構(gòu)形式的效率影響亦大為減小。可以說本實用新型是針對兩個主要影響旋風(fēng)效率的二次渦流均做到了盡可能地消除。在相同的工藝條件下，它比美國Buell專利產(chǎn)品B型旋風(fēng)子的阻力可降低約25?35%，效率可提高2?3%，同時它操作彈性大、結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強、成本較低。尤其適用于要求單臺處理量大、阻力低且需要分離效率高的工況條件。
[0110]因此，本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器I，創(chuàng)新地引入旋風(fēng)內(nèi)壁“液膜吸收”對細(xì)微顆粒的捕集機理，同時其內(nèi)部的旋風(fēng)子13采用切流式雙進口和環(huán)流式雙出口的結(jié)構(gòu)，在離心場及液體吸收的共同作用下，大幅提高了分離器的分離效率。適用于高溫帶壓的操作條件，對于濃度高、粉塵粒徑小(小于5?ΙΟμπι)且易磨損易粘附易堵塞等工況條件，其分離效率高達(dá)99.99%以上，特別適用于易燃易爆或有毒有害氣體(如氣化爐出口粗煤氣、有機硅含塵合成氣及多晶硅含塵合成氣等等)的凈化，解決各類洗滌塔分離效果不佳、耗液量過高、頻繁檢修及設(shè)備投資大等問題，確保后續(xù)系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運行。
[0111]本實用新型充分結(jié)合了多管旋風(fēng)除塵和濕法除塵的優(yōu)點，具有耗液量少、分離效率高、運行阻力小、無需檢修、設(shè)備體積小且一次性投資成本低等優(yōu)點，可以滿足各種工況條件并取代洗滌塔。
[0112]綜上，本實用新型的濕法多管旋風(fēng)分離器能有效去除氣體中的粉塵顆粒和其它雜質(zhì)，對于高濃度、小粒徑(小于5?ΙΟμπι)粉塵分離效率高達(dá)99.99%以上，進一步地，其能適用于高溫帶壓、易磨損易粘附易堵塞等工況條件，特別適用于易燃易爆或有毒有害的氣體凈化，且設(shè)計巧妙，結(jié)構(gòu)簡潔，設(shè)備體積小，制造及維護成本低，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
[0113]由此可見，本實用新型的目的已經(jīng)完整并有效的予以實現(xiàn)。本實用新型的功能及結(jié)構(gòu)原理已在實施例中予以展示和說明，在不背離所述原理下，實施方式可作任意修改。所以，本實用新型包括了基于權(quán)利要求精神及權(quán)利要求范圍的所有變形實施方式。
【主權(quán)項】
1.一種濕法多管旋風(fēng)分離器，包括分離器筒體、上隔板、下隔板、氣體進口和氣體出口，所述上隔板和所述下隔板相互間隔設(shè)置在所述分離器筒體的內(nèi)部，所述氣體進口安設(shè)在所述上隔板和所述下隔板之間的所述分離器筒體的外側(cè)壁上并與所述分離器筒體的內(nèi)部氣路連通，所述氣體出口安設(shè)在所述上隔板上的所述分離器筒體的外側(cè)壁上并與所述分離器筒體的內(nèi)部氣路連通，其特征在于，所述濕法多管旋風(fēng)分離器還包括多個旋風(fēng)子，所述旋風(fēng)子位于所述上隔板和所述下隔板之間，所述旋風(fēng)子的排氣部件插設(shè)在所述上隔板中，所述旋風(fēng)子的排污部件插設(shè)在所述下隔板中，所述旋風(fēng)子的進氣部件位于所述上隔板和所述下隔板之間。2.如權(quán)利要求1所述的濕法多管旋風(fēng)分離器，其特征在于，所述濕法多管旋風(fēng)分離器還包括文丘里霧化器，所述文丘里霧化器連接所述氣體進口并與所述氣體進口氣路連通，所述文丘里霧化器的喉管位置設(shè)置有加液口。3.如權(quán)利要求1所述的濕法多管旋風(fēng)分離器，其特征在于，所述濕法多管旋風(fēng)分離器還包括霧化噴頭和霧化補液口，所述霧化補液口插設(shè)在所述上隔板和所述下隔板之間的所述分離器筒體的側(cè)壁中，所述霧化噴頭位于所述上隔板和所述下隔板之間并管路連通所述霧化補液口。4.如權(quán)利要求1所述的濕法多管旋風(fēng)分離器，其特征在于，所述濕法多管旋風(fēng)分離器還包括液封裝置和降液管，所述降液管的上端插設(shè)在所述下隔板的未插設(shè)所述排污部件的位置中，所述液封裝置設(shè)置在所述降液管的下端用于液封所述的降液管的下端。5.如權(quán)利要求4所述的濕法多管旋風(fēng)分離器，其特征在于，所述液封裝置包括外套管和盲板，所述外套管套設(shè)在所述的降液管的下端上，所述的降液管的下端的側(cè)壁設(shè)置有至少一個通孔，所述盲板封閉所述的降液管的下端的端面和所述外套管的下端的端面。6.如權(quán)利要求1所述的濕法多管旋風(fēng)分離器，其特征在于，所述進氣部件安設(shè)在所述旋風(fēng)子的旋風(fēng)子筒體的外側(cè)面的上部并與所述旋風(fēng)子筒體的內(nèi)部氣路連通，所述排氣部件插設(shè)在所述旋風(fēng)子筒體的頂部中并與所述的旋風(fēng)子筒體的內(nèi)部氣路連通，所述旋風(fēng)子筒體的下部安設(shè)在所述排污部件上且所述排污部件與所述的旋風(fēng)子筒體的內(nèi)部氣路連通。7.如權(quán)利要求6所述的濕法多管旋風(fēng)分離器，其特征在于，所述進氣部件包括第一切向進氣口和第二切向進氣口，所述第一切向進氣口和所述第二切向進氣口呈旋轉(zhuǎn)重疊設(shè)置，所述第一切向進氣口和所述第二切向進氣口均與所述的旋風(fēng)子筒體的外側(cè)面的上部相切。8.如權(quán)利要求7所述的濕法多管旋風(fēng)分離器，其特征在于，所述進氣部件還包括第一導(dǎo)流弧形板，所述第一導(dǎo)流弧形板從所述第一切向進氣口與所述旋風(fēng)子筒體相切的位置沿所述旋風(fēng)子筒體的周向并遠(yuǎn)離所述第一切向進氣口的進口端延伸;和/或，第二導(dǎo)流弧形板，所述第二導(dǎo)流弧形板從所述第二切向進氣口與所述旋風(fēng)子筒體相切的位置沿所述旋風(fēng)子筒體的周向并遠(yuǎn)離所述第二切向進氣口的進口端延伸。9.如權(quán)利要求8所述的濕法多管旋風(fēng)分離器，其特征在于，所述第一導(dǎo)流弧形板的頂部距離所述的旋風(fēng)子筒體的頂部之間具有第一間隙，所述第二導(dǎo)流弧形板的頂部距離所述的旋風(fēng)子筒體的頂部之間具有第二間隙。10.如權(quán)利要求6所述的濕法多管旋風(fēng)分離器，其特征在于，所述排氣部件包括排氣外管、排氣內(nèi)管和連接件，所述排氣外管包括排氣外管筒體和排氣外管錐體，所述排氣外管筒體安設(shè)在所述排氣外管錐體上，所述排氣內(nèi)管包括排氣內(nèi)管筒體和排氣內(nèi)管錐體，所述排氣內(nèi)管筒體安設(shè)在所述排氣內(nèi)管錐體上，所述排氣內(nèi)管筒體插設(shè)在所述排氣外管筒體中，所述連接件位于所述排氣內(nèi)管筒體和所述排氣外管筒體之間并分別連接所述排氣內(nèi)管筒體和所述排氣外管筒體，所述排氣內(nèi)管錐體的上部插設(shè)在所述排氣外管錐體中，所述排氣內(nèi)管錐體的下部插設(shè)在所述排氣外管錐體中或裸露在所述排氣外管錐體外，所述排氣內(nèi)管錐體上沿豎向設(shè)置有至少兩個梯形槽孔。
【文檔編號】B04C9/00GK205628329SQ201620426083
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】馬雙, 黃曉衛(wèi), 黃曉軍, 孟祥林, 王景花, 黃毅忱, 勞家仁
【申請人】上海卓旋化工科技有限公司