專利名稱：一種內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器，用于石油化工和 煤化工行業(yè)流態(tài)化反應(yīng)再生裝置的油氣中催化劑分離回收系統(tǒng)或再生煙氣能量 回收系統(tǒng)中，將催化劑與油氣或煙氣進(jìn)行分離。
背景技術(shù)：
在石油化工和煤化工行業(yè)的流態(tài)化反應(yīng)再生裝置中，油氣中的催化劑分離 回收系統(tǒng)或再生煙氣的能量回收系統(tǒng)是必不可少的一部分，這些系統(tǒng)中的第三 級旋風(fēng)分離器又是關(guān)鍵設(shè)備之一。在第三級旋風(fēng)分離器中，有一種類型是內(nèi)置
式的，內(nèi)置于反應(yīng)器或再生器的上部?！稛捰图夹g(shù)與工程》雜志2005年第11期 在"三級旋風(fēng)分離器的設(shè)計新理念" 一文中介紹的一種內(nèi)置式的立管式第三級 旋風(fēng)分離器，設(shè)有干凈氣體出口管、催化劑排放管、吊筒、錐形筒、上隔板、 下隔板、立式分離單管。錐形筒的內(nèi)部空間構(gòu)成集塵室，上隔板、下隔板和吊 筒之間的空間構(gòu)成進(jìn)氣室。反應(yīng)器或再生器內(nèi)環(huán)繞反應(yīng)器或再生器的軸心線成 組設(shè)置有第一級旋風(fēng)分離器和第二級旋風(fēng)分離器，第二級旋風(fēng)分離器的氣體出 口管通過吊筒與進(jìn)氣室相連通。催化劑排放管設(shè)于內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng) 分離器外部的下方，用于將立式分離單管排放至集塵室內(nèi)的催化劑粉塵(以及泄 料氣)從下部引出反應(yīng)器或再生器外，送至設(shè)于反應(yīng)器或再生器外部的第四級旋 風(fēng)分離器。催化劑排放管的入口焊接連接于錐形筒的底部，與集塵室相連通； 并且催化劑排放管經(jīng)過反應(yīng)器或再生器的側(cè)壁(連接處采用焊接)通向反應(yīng)器或 再生器外部，出口與第四級旋風(fēng)分離器相連。上述內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng) 分離器(包括其所設(shè)的催化劑排放管)，在反應(yīng)器或再生器運行過程中，因溫差 等原因，與反應(yīng)器或再生器側(cè)壁之間存在著很大的軸向及徑向熱膨脹量差值， 設(shè)置催化劑排放管時需要考慮到這個問題。由于催化劑排放管分別與錐形筒的 底部和反應(yīng)器或再生器的側(cè)壁固定連接，所以催化劑排放管上需設(shè)置膨脹彎管， 或設(shè)置膨脹節(jié)，以吸收上述很大的軸向及徑向熱膨脹量差值。設(shè)置膨脹節(jié)時， 催化劑排放管上還需要設(shè)置轉(zhuǎn)向彎頭。膨脹節(jié)本身是一個易損件，易于損壞， 會影響裝置正常操作，甚至造成裝置停工。催化劑排放管上設(shè)置膨脹彎管時， 由于膨脹彎管的長度很長(一般為10米左右)，所以不易內(nèi)襯隔熱耐磨襯里。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器，以解決 現(xiàn)有內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器所存在的催化劑排放管上設(shè)置的膨脹節(jié) 易于損壞、或是催化劑排放管上設(shè)置的膨脹彎管不易內(nèi)襯隔熱耐磨襯里的問題。
3為解決上述問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是 一種內(nèi)置式的立管式第 三級旋風(fēng)分離器，內(nèi)置于反應(yīng)器或再生器的上部，設(shè)有干凈氣體出口管、催化 劑排放管、吊筒、錐形筒、上隔板、下隔板、立式分離單管，錐形筒的內(nèi)部空 間構(gòu)成集塵室，上隔板、下隔板和吊筒之間的空間構(gòu)成進(jìn)氣室，反應(yīng)器或再生 器內(nèi)環(huán)繞反應(yīng)器或再生器的軸心線成組設(shè)置有第一級旋風(fēng)分離器和第二級旋風(fēng) 分離器，第二級旋風(fēng)分離器的氣體出口管通過吊筒與進(jìn)氣室相連通，其特征在 于催化劑排放管由催化劑排放管直管段、催化劑排放管出口管段以及連接這 兩個管段的轉(zhuǎn)向彎頭組成，設(shè)于內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器內(nèi)部，催化 劑排放管直管段設(shè)于集塵室下部至上隔板上方之間的區(qū)段，其底部為催化劑排 放管入口，催化劑排放管出口管段經(jīng)內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器的頂部 通向反應(yīng)器或再生器外部，轉(zhuǎn)向彎頭內(nèi)襯有隔熱耐磨襯里。
本實用新型，催化劑排放管設(shè)于內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器內(nèi)部； 利用催化劑排放管出口處的壓力比集塵室內(nèi)壓力低的特點，將集塵室內(nèi)的催化 劑粉塵以及泄料氣從內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器的頂部排出(通常是排 放至設(shè)于反應(yīng)器或再生器外部的第四級旋風(fēng)分離器)。采用本實用新型，具有如 下的有益效果催化劑排放管直管段設(shè)于內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器的 集塵室下部至上隔板上方之間的區(qū)段，與上隔板和下隔板焊接連接。催化劑排 放管入口位于集塵室的下部，為自由端。催化劑排放管出口管段則經(jīng)內(nèi)置式的 立管式第三級旋風(fēng)分離器的頂部通向反應(yīng)器或再生器外部。本實用新型的一種 內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器，吊筒的頂部設(shè)有三旋頂部封頭，位于反應(yīng) 器或再生器頂部封頭的外部。干凈氣體出口管設(shè)于三旋頂部封頭上，催化劑排 放管出口管段經(jīng)干凈氣體出口管的管壁或者經(jīng)三旋頂部封頭通向反應(yīng)器或再生 器外部。催化劑排放管出口管段與干凈氣體出口管的管壁之間或與三旋頂部封 頭之間采用焊接連接。內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器位于反應(yīng)器或再生器 之內(nèi)的部分(主要是吊筒、上隔板和下隔板)和催化劑排放管，與反應(yīng)器或再生 器頂部封頭和位于反應(yīng)器或再生器外部的干凈氣體出口管或者是三旋頂部封頭 之間，軸向及徑向的熱膨脹量差值均極小，所以催化劑排放管上不必設(shè)置膨脹 節(jié)或膨脹彎管。本實用新型另一種內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器，吊筒的 頂部連接于反應(yīng)器或再生器頂部封頭上。干凈氣體出口管設(shè)于反應(yīng)器或再生器 頂部封頭上，催化劑排放管出口管段經(jīng)干凈氣體出口管的管壁或者經(jīng)反應(yīng)器或 再生器頂部封頭通向反應(yīng)器或再生器外部。催化劑排放管出口管段與干凈氣體 出口管的管壁之間或與反應(yīng)器或再生器頂部封頭之間采用焊接連接。內(nèi)置式的 立管式第三級旋風(fēng)分離器位于反應(yīng)器或再生器之內(nèi)的部分(主要是吊筒、上隔板 和下隔板)和催化劑排放管，與反應(yīng)器或再生器頂部封頭和位于反應(yīng)器或再生器外部的干凈氣體出口管之間，或者是僅與反應(yīng)器或再生器頂部封頭之間，軸向 及徑向的熱膨脹量差值均極小，所以此種情況下催化劑排放管上也不必設(shè)置膨 脹節(jié)或膨脹彎管。
本實用新型內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器，由于催化劑排放管上不設(shè) 置膨脹節(jié)或膨脹彎管，因而不存在膨脹節(jié)易于損壞、或是膨脹彎管不易內(nèi)襯隔 熱耐磨襯里的問題。催化劑排放管上所設(shè)的轉(zhuǎn)向彎頭，長度只有幾百亳米，易 于內(nèi)襯隔熱耐磨襯里。
本實用新型內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器，主要用于石油化工行業(yè)流 化催化裂化裝置、流化催化裂解裝置以及煤化工行業(yè)甲醇制烯烴裝置的油氣中 的催化劑分離回收系統(tǒng)或再生煙氣能量回收系統(tǒng)中，進(jìn)行催化劑與油氣或煙氣 的分離。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。附圖和具體實施方式
并不限制本實用新型要求保護(hù)的范圍。

圖l是本實用新型的一種內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器(設(shè)有三旋頂部 封頭)內(nèi)置于反應(yīng)器或再生器中的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中的A-A階梯剖視圖。 一圖3是催化劑排放管出口管段經(jīng)三旋頂部封頭通向反應(yīng)器或再生器外部的
圖4是本實用新型的另一種內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器(不設(shè)置三旋 頂部封頭)內(nèi)置于反應(yīng)器或再生器中的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

參見圖1以及圖2，本實用新型的一種內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器(簡 稱為第三級旋風(fēng)分離器)，內(nèi)置于反應(yīng)器或再生器13的上部，與反應(yīng)器或再生器 13同軸。它設(shè)有干凈氣體出口管l、催化劑排放管、吊筒3、錐形筒4、上隔板6、 下隔板7、立式分離單管5。吊筒3的頂部設(shè)有三旋頂部封頭2，三旋頂部封頭2位 于反應(yīng)器或再生器頂部封頭14的外部。吊筒3在靠近三旋頂部封頭2的筒體處與 反應(yīng)器或再生器頂部封頭14焊接連接，以此將內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離 器固定。所述的干凈氣體出口管1設(shè)于三旋頂部封頭2上，采用焊接連接。立式 分離單管5安裝于上隔板6和下隔板7上，安裝多個，繞第三級旋風(fēng)分離器的軸心 線布置若干圈(參見圖2)。上隔板6和下隔板7固定于吊筒3上；它們可以是如圖l 所示上凸的球冠形結(jié)構(gòu)，也可以是下凹的球冠形結(jié)構(gòu)(圖略)。錐形筒4設(shè)于吊筒 3的底部，其內(nèi)部空間構(gòu)成集塵室ll。上隔板6、下隔板7和吊筒3之間的空間構(gòu) 成進(jìn)氣室IO，三旋頂部封頭2、吊筒3和上隔板6之間的空間構(gòu)成集氣室9。反應(yīng)器或再生器13內(nèi)環(huán)繞反應(yīng)器或再生器13的軸心線成組設(shè)置有第一級旋 風(fēng)分離器15和第二級旋風(fēng)分離器16。反應(yīng)器或再生器頂部封頭14上設(shè)有支座臺 18，通過吊桿19、吊架20將第一級旋風(fēng)分離器15連同第二級旋風(fēng)分離器16吊掛 于反應(yīng)器或再生器13內(nèi)。第二級旋風(fēng)分離器的氣體出口管17通過吊筒3與進(jìn)氣室 IO相連通。參見圖2以及圖1，多個第二級旋風(fēng)分離器的氣體出口管17沿進(jìn)氣室 IO的圓周方向與之連通，可以使第二級旋風(fēng)分離器的氣體出口管17排出的含塵 氣體(指夾帶有催化劑粉塵的油氣或煙氣)從多處均勻地進(jìn)入進(jìn)氣室IO，然后再 均勻地分配到各個立式分離單管5進(jìn)行氣固分離，有利于提高第三級旋風(fēng)分離器 的分離效率。
參見圖l，催化劑排放管由催化劑排放管直管段81、催化劑排放管出口管段 82以及連接這兩個管段的轉(zhuǎn)向彎頭83組成，設(shè)于內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分 離器內(nèi)部。催化劑排放管直管段81設(shè)于集塵室11下部至上隔板6上方之間的區(qū)段 (上隔板6上方的空間為集氣室9)， 一般是沿第三級旋風(fēng)分離器的軸心線設(shè)置。 催化劑排放管直管段81的底部為催化劑排放管入口84，位于集塵室ll的下部。 催化劑排放管出口管段82經(jīng)干凈氣體出口管1的管壁通向反應(yīng)器或再生器13外 部，催化劑排放管出口85—般是與設(shè)于反應(yīng)器或再生器13外部的第四級旋風(fēng)分 離器(圖略)相連。轉(zhuǎn)向彎頭83內(nèi)襯有隔熱耐磨襯里21(厚度一般為20或25毫米)， 以防止催化劑排放管內(nèi)高速流動的催化劑粉塵造成磨損。催化劑排放管直管段 81和催化劑排放管出口管段82不必內(nèi)襯隔熱耐磨襯里21，其直徑一般相同，公 稱直徑一般均為DN400 DN600毫米。轉(zhuǎn)向彎頭83的長度通常為幾百毫米(620 950毫米)；公稱直徑大于催化劑排放管直管段81和催化劑排放管出口管段82的 公稱直徑，與這兩個管段之間分別通過小錐段焊接連接。轉(zhuǎn)向彎頭83的內(nèi)直徑 (按其內(nèi)襯的隔熱耐磨襯里21的表面計算)，則一般與催化劑排放管直管段81和 催化劑排放管出口管段82的內(nèi)直徑相等。
參見圖3，催化劑排放管出口管段82也可以經(jīng)三旋頂部封頭2通向反應(yīng)器或 再生器13外部。
催化劑排放管直管段81與上隔板6和下隔板7之間、催化劑排放管出口管段 82與干凈氣體出口管l的管壁之間(參見圖l)或與三旋頂部封頭2之間(參見圖 3)，均采用焊接連接。
參見圖1和圖2，本實用新型的第三級旋風(fēng)分離器，吊筒3在進(jìn)氣室10的區(qū)段 最好為直徑擴(kuò)大的凸出段31。凸出段31包括一段筒體和兩個錐段，兩個錐段分 別將該段筒體的兩端與吊筒3的本體焊接連接。第二級旋風(fēng)分離器氣體出口管17 的出口端管壁與凸出段31的筒體也采用焊接連接，其出口通入進(jìn)氣室IO。凸出 段31筒體的內(nèi)直徑一般為吊筒3本體內(nèi)直徑的1.05 1. 15倍。采用凸出段31的結(jié)構(gòu)，優(yōu)點是當(dāng)含塵氣體從第二級旋風(fēng)分離器的氣體出口管17進(jìn)入進(jìn)氣室10時， 可以增加含塵氣體的緩沖空間、保證進(jìn)氣均勻，有利于提高第三級旋風(fēng)分離器 的分離效率。同時，在第二級旋風(fēng)分離器的氣體出口管17的出口附近，最外圈 的立式分離單管5不安裝立式分離單管(參見圖2),以減少含塵氣體的沖擊并減 少進(jìn)氣室10內(nèi)含塵氣體分布的不均勻程度。
參見圖l，三旋頂部封頭2上以及錐形筒4的底部設(shè)有人孔12，供人員進(jìn)入第 三級旋風(fēng)分離器內(nèi)進(jìn)行檢査、維修。
圖l所示的第三級旋風(fēng)分離器設(shè)有三旋頂部封頭2。本實用新型還可以采用 如圖4所示的第三級旋風(fēng)分離器。與圖l所示第三級旋風(fēng)分離器的主要不同是， 圖4所示的第三級旋風(fēng)分離器不設(shè)置三旋頂部封頭，而是借用反應(yīng)器或再生器頂 部封頭14將吊筒3頂部與干凈氣體出口管l之間的圓環(huán)形區(qū)域封閉。吊筒3的頂部 連接于反應(yīng)器或再生器頂部封頭14上，干凈氣體出口管l也設(shè)于反應(yīng)器或再生器 頂部封頭14上(一般均采用焊接)。反應(yīng)器或再生器頂部封頭14、吊筒3和上隔板 6之間的空間構(gòu)成集氣室9。圖1中設(shè)于三旋頂部封頭2上的人孔12，在圖4中改設(shè) 于與第三級旋風(fēng)分離器的位置相對應(yīng)之處的反應(yīng)器或再生器頂部封頭14上。參 見圖4，催化劑排放管出口管段82經(jīng)干凈氣體出口管1的管壁通向反應(yīng)器或再生 器13外部。催化劑排放管出口管段82也可經(jīng)反應(yīng)器或再生器頂部封頭14通向反 應(yīng)器或再生器13外部，附圖省略。催化劑排放管出口管段82與干凈氣體出口管1 的管壁之間(參見圖4)或與反應(yīng)器或再生器頂部封頭14之間(圖略)，均釆用焊接 連接。
本實用新型圖1至圖4中，相同附圖標(biāo)記表示相同的技術(shù)特征；附圖標(biāo)記21 均表示隔熱耐磨襯里。附圖中，第一級旋風(fēng)分離器15、第二級旋風(fēng)分離器16、 吊架23等部件未剖視。
下面以圖l所示的第三級旋風(fēng)分離器為例，說明本實用新型的操作過程。在 反應(yīng)器或再生器13內(nèi)，夾帶有大量催化劑粉塵的油氣或煙氣經(jīng)第一級旋風(fēng)分離 器15和第二級旋風(fēng)分離器16分離之后，仍夾帶有部分催化劑粉塵的油氣或煙氣 (含塵氣體)從第二級旋風(fēng)分離器的氣體出口管17進(jìn)入內(nèi)置式的立管式第三級旋 風(fēng)分離器的進(jìn)氣室IO，然后再分配到各個立式分離單管5進(jìn)行進(jìn)一步的氣固分 離。立式分離單管5分離出的凈化氣體進(jìn)入集氣室9，然后經(jīng)干凈氣體出口管l排 出第三級旋風(fēng)分離器以及反應(yīng)器或再生器13之外。立式分離單管5分離出的催化 劑粉塵和排出的泄料氣(泄料氣的體積流量一般為進(jìn)入立式分離單管5內(nèi)的含塵 氣體總體積流量的3% 5%)進(jìn)入集塵室11。集塵室11內(nèi)的壓力一般為0.2 0. 3MPa;催化劑排放管出口85與設(shè)于反應(yīng)器或再生器13外部的第四級旋風(fēng)分離 器相連，催化劑排放管出口85處的壓力一般要比集塵室11內(nèi)的壓力低O. 008 0.015MPa。在上述壓差的作用下，集塵室ll內(nèi)的催化劑粉塵以及泄料氣由催化 劑排放管入口84進(jìn)入催化劑排放管，沿催化劑排放管直管段81向上流動，然后 流經(jīng)轉(zhuǎn)向彎頭83、催化劑排放管出口管段82，排放至第四級旋風(fēng)分離器，進(jìn)一 步進(jìn)行氣固分離。
在上述的操作過程中，進(jìn)入進(jìn)氣室10內(nèi)的含塵氣體中的催化劑粉塵濃度一 般為50 500毫克/立方米，催化劑粉塵的中位粒徑一般為10 20微米。催化劑 排放管內(nèi)催化劑粉塵和泄料氣的流速一般為20 40米/秒。
權(quán)利要求1、一種內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器，內(nèi)置于反應(yīng)器或再生器(13)的上部，設(shè)有干凈氣體出口管(1)、催化劑排放管、吊筒(3)、錐形筒(4)、上隔板(6)、下隔板(7)、立式分離單管(5)，錐形筒(4)的內(nèi)部空間構(gòu)成集塵室(11)，上隔板(6)、下隔板(7)和吊筒(3)之間的空間構(gòu)成進(jìn)氣室(10)，反應(yīng)器或再生器(13)內(nèi)環(huán)繞反應(yīng)器或再生器(13)的軸心線成組設(shè)置有第一級旋風(fēng)分離器(15)和第二級旋風(fēng)分離器(16)，第二級旋風(fēng)分離器的氣體出口管(17)通過吊筒(3)與進(jìn)氣室(10)相連通，其特征在于催化劑排放管由催化劑排放管直管段(81)、催化劑排放管出口管段(82)以及連接這兩個管段的轉(zhuǎn)向彎頭(83)組成，設(shè)于內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器內(nèi)部，催化劑排放管直管段(81)設(shè)于集塵室(11)下部至上隔板(6)上方之間的區(qū)段，其底部為催化劑排放管入口(84)，催化劑排放管出口管段(82)經(jīng)內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器的頂部通向反應(yīng)器或再生器(13)外部，轉(zhuǎn)向彎頭(83)內(nèi)襯有隔熱耐磨襯里(21)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器，其特征在于 吊筒(3)的頂部設(shè)有三旋頂部封頭(2)，位于反應(yīng)器或再生器頂部封頭(14)的外 部，所述的干凈氣體出口管(1)設(shè)于三旋頂部封頭(2)上，催化劑排放管出口管 段(82)經(jīng)干凈氣體出口管(1)的管壁或者經(jīng)三旋頂部封頭(2)通向反應(yīng)器或再生 器(13)外部。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器，其特征在于 吊筒(3)的頂部連接于反應(yīng)器或再生器頂部封頭(14)上，所述的干凈氣體出口管 (1)設(shè)于反應(yīng)器或再生器頂部封頭(14)上，催化劑排放管出口管段(82)經(jīng)干凈氣 體出口管(1)的管壁或者經(jīng)反應(yīng)器或再生器頂部封頭(14)通向反應(yīng)器或再生器 (13)外部。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器，其特征 在于吊筒(3)在進(jìn)氣室(10)的區(qū)段為直徑擴(kuò)大的凸出段(31)。
專利摘要本實用新型公開了一種內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器，以解決現(xiàn)有內(nèi)置式的立管式第三級旋風(fēng)分離器所存在的催化劑排放管上設(shè)置的膨脹節(jié)易于損壞、或是催化劑排放管上設(shè)置的膨脹彎管不易內(nèi)襯隔熱耐磨襯里的問題。本實用新型的催化劑排放管由催化劑排放管直管段(81)、催化劑排放管出口管段(82)以及連接這兩個管段的轉(zhuǎn)向彎頭(83)組成，設(shè)于第三級旋風(fēng)分離器內(nèi)部。催化劑排放管直管段設(shè)于集塵室(11)下部至上隔板(6)上方之間的區(qū)段，催化劑排放管出口管段經(jīng)第三級旋風(fēng)分離器的頂部通向反應(yīng)器或再生器(13)外部。本實用新型主要用于石油化工和煤化工行業(yè)流態(tài)化反應(yīng)再生裝置的油氣中催化劑分離回收系統(tǒng)或再生煙氣能量回收系統(tǒng)中。
文檔編號B04C5/12GK201361583SQ200820238999
公開日2009年12月16日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者劉同喜, 張世成, 張衛(wèi)華, 張聚越, 麗 李, 李群生, 郝希仁, 顧月章 申請人:中國石化集團(tuán)洛陽石油化工工程公司