本實用新型涉及石油化工和煤化工技術領域，特別涉及一種分離單管及應用其的第三級旋風分離器。

背景技術：

目前，在石油化工和煤化工技術領域中，再生器產(chǎn)生的含塵煙氣對應的能量占到整個系統(tǒng)中產(chǎn)生的總能量的很大比例，因此為了提高系統(tǒng)中能量的利用率，可以通過利用煙氣輪機對再生器所產(chǎn)生的這部分能量進行回收。但是，由于含塵煙氣中的催化劑顆粒會對煙氣輪機造成磨損，甚至造成非計劃性停工，產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟損失；因此為避免上述現(xiàn)象的發(fā)生，通常在煙氣輪機前設立有第三級旋風分離器，以使含塵煙氣中含有的催化劑的濃度、以及催化劑的粒徑分布均達到控制指標，從而保證煙氣輪機能夠長期穩(wěn)定的安全運行。

第三級旋風分離器內可以安裝有多個分離單管，現(xiàn)有技術中的分離單管，通常包括逆流式分離單管和直流式分離單管。其中，由于逆流式分離單管的底部區(qū)域為錐段結構，且逆流式分離單管的進氣管和排氣管均位于單管的頂部，因此其內同時存在下行的外旋流和上行的內旋流，運行過程中內外旋流容易發(fā)生摻混造成“短路”現(xiàn)象，從而將部分還未進行分離的催化劑顆粒直接卷入排氣管中，導致分離效率下降，且內旋流的存在使得逆流式分離單管的壓力損失較大。直流式分離單管的進氣管和排氣管分別位于單管的頂部和底部，且直流式分離單管為直筒型結構，其內部不會產(chǎn)生內旋流氣體，能夠克服逆流式分離單管中的不足；然而，現(xiàn)有的直流式分離單管由于沒有內旋流產(chǎn)生，因此其流場的旋轉強度較逆流式分離單管低，因此氣流旋轉強度稍弱，分離效率較低。當分離單管的進氣方式為采用軸向進氣時，即進氣方向與單管的軸向方向一致，含塵煙氣中的催化劑顆粒容易被導向葉片打碎，從而導致小粒徑催化劑顆粒含量增多，也導致軸向進氣分離單管的分離效率明顯降低。

因此，本申請發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如何提供一種用于第三級旋風分離器的分離單管，能夠有效提高分離單管的分離效率，成為本領域技術人員亟需解決的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種分離單管及應用其的第三級旋風分離器，以解決現(xiàn)有的用于第三級旋風分離器的分離單管的分離效率較低的技術問題。

本實用新型提供一種分離單管，包括：分離筒體，所述分離筒體的頂部設有進氣口、底部設有排氣管；所述分離筒體的內部設置有導流體，所述導流體位于所述分離筒體的上部區(qū)域，且所述導流體與所述分離筒體同軸設置。

其中，所述進氣口與所述分離筒體的側壁相切設置，且所述導流體的底端低于所述進氣口設置。

實際應用時，所述導流體包括：導流主體和位于所述導流主體底端的導流附體。

其中，所述導流主體為圓柱體或圓臺結構。

具體地，所述導流主體的高度與底端直徑之比為2.5－6。

進一步地，所述導流主體的底端直徑與所述分離筒體的內徑之比為0.2－0.55。

其中，所述導流附體為圓臺、圓錐或旋轉拋物體結構。

實際應用時，所述導流體包括：導流主體和開設在所述導流主體上的螺旋槽；所述螺旋槽的螺旋線為單螺旋線或雙螺旋線。

其中，所述分離筒體的底壁上開設有多個排塵口，多個所述排塵口沿所述排氣管的周向方向均勻分布。

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型所述的分離單管具有以下優(yōu)勢：

本實用新型提供的分離單管中，包括：分離筒體，該分離筒體的頂部設有進氣口、底部設有排氣管；具體地，該分離筒體的內部設置有導流體，導流體位于分離筒體的上部區(qū)域、且與分離筒體同軸設置。由此分析可知，本實用新型提供的分離單管中，由于設置有導流體，該導流體能夠引導氣流在分離筒體內做穩(wěn)定有序的旋轉，提高氣流旋轉強度，使含催化劑顆粒的煙氣經(jīng)充分旋轉后，催化劑和凈化煙氣從分離筒體下部各自流道排出，實現(xiàn)煙氣與催化劑顆粒的分離，因此能夠有效提高分離單管的分離效率。

本實用新型還提供一種第三級旋風分離器，所述第三級旋風式分離器中設置有如上述任一項所述的分離單管。

所述第三級旋風分離器與上述分離單管相對于現(xiàn)有技術所具有的優(yōu)勢相同，在此不再贅述。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的分離單管的縱向剖視結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的分離單管中一種導流體的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的分離單管中一種導流體的導流主體的結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例提供的分離單管中另一種導流體的結構示意圖；

圖5為本實用新型實施例提供的第三級旋風分離器的縱向剖視結構示意圖。

圖中：11－進氣口；12－分離筒體；13－導流體；14－排氣管；31－導流主體；32－導流附體；33－螺旋槽；15－排塵口；27－固定環(huán)；22－上隔板；26－下隔板；21－氣體分配室；28－集塵室；23－集氣室；24－三旋進氣口；25－三旋排塵口；29－三旋排氣口；1－分離單管；2－第三級旋風分離器。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電氣連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

圖1為本實用新型實施例提供的分離單管的縱向剖視結構示意圖。

如圖1所示，本實用新型實施例提供一種分離單管，包括：分離筒體12，分離筒體12的頂部設有進氣口11、底部設有排氣管14；分離筒體12的內部設置有導流體13，導流體13位于分離筒體12的上部區(qū)域，且導流體13與分離筒體12同軸設置。

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型實施例所述的分離單管具有以下優(yōu)勢：

本實用新型實施例提供的分離單管中，如圖1所示，包括：分離筒體12，該分離筒體12的頂部設有進氣口11、底部設有排氣管14；具體地，該分離筒體12的內部設置有導流體13，導流體13位于分離筒體12的上部區(qū)域、且與分離筒體12同軸設置。由此分析可知，本實用新型實施例提供的分離單管中，由于設置有導流體13，該導流體13能夠引導氣流在分離筒體12內做穩(wěn)定有序的旋轉，提高氣流旋轉強度，使含催化劑顆粒的煙氣經(jīng)充分旋轉后，催化劑和凈化煙氣從分離筒體12下部各自流道排出，實現(xiàn)煙氣與催化劑顆粒的分離，因此能夠有效提高分離單管的分離效率。

此處需要補充說明的是，本實用新型實施例提供的分離單管中，上述進氣口11既可以為切向進口，也可以為軸向進口。

其中，如圖1所示，當進氣口11與分離筒體12的側壁相切設置時，上述導流體13的底端低于進氣口11設置，即導流體13的高度Ld不應低于進氣口11的入口高度b。由于進氣口11與分離筒體12的側壁相切設置，即進氣口11的進氣方向與分離筒體12的軸向方向垂直，從而催化劑顆粒不會因與導向葉片撞擊產(chǎn)生小粒徑催化劑顆粒，因此能夠有效抑制催化劑顆粒被導向葉片打碎的現(xiàn)象，從而也能夠起到有效提高分離單管的分離效率的作用。

此外，本實用新型實施例提供的分離單管與普通的逆流式分離單管相比：進氣口11和排氣管14分別位于分離筒體12的頂部和底部，進氣口11與排氣管14距離較遠，不會發(fā)生催化劑未經(jīng)分離就直接卷入排氣管14的短路現(xiàn)象，有效地提高了分離效率；并且，分離筒體12未設置有錐段部分，因此不產(chǎn)生內旋流，凈化后的煙氣能夠直接從分離筒體12下端的排氣管14排出，壓力損失小，壓降在3－5kPa，能夠有效減小30％－60％。

圖2為本實用新型實施例提供的分離單管中一種導流體的結構示意圖。

實際應用時，為了保證導流體13能夠引導氣流在分離筒體12內做穩(wěn)定有序的旋轉，進一步提高氣流旋轉強度，如圖2所示，上述導流體13可以包括：導流主體31和位于導流主體31底端的導流附體32。導流主體31的下部設置有導流附體32能夠起到緩沖氣流的作用，從而有效減小導流體13造成的壓力損失，使得單管壓降幾乎不增加，保持了直流單管壓降小能耗低的明顯優(yōu)勢。

其中，如圖2所示，導流附體32可以為圓臺、圓錐或旋轉拋物體結構中的任意一種，在此不作限制。

圖3為本實用新型實施例提供的分離單管中一種導流體的導流主體的結構示意圖。

具體地，如圖3所示，上述導流主體31可以為圓柱體或圓臺結構中的任意一種。進一步地，如圖3所示，導流主體31的高度與底端直徑之比優(yōu)選為2.5－6，即Ld/Dd優(yōu)選為2.5－6；當導流主體31為圓臺結構時，α角不宜大于10°。更進一步地，如圖1所示，導流主體31的底端直徑與分離筒體12的內徑之比優(yōu)選為0.2－0.55，即Dd/D優(yōu)選為0.2－0.55。

圖4為本實用新型實施例提供的分離單管中另一種導流體的結構示意圖。

實際應用時，為了保證導流體13能夠引導氣流在分離筒體12內做穩(wěn)定有序的旋轉，進一步提高氣流旋轉強度，如圖4所示，上述導流體13可以包括：導流主體31和開設在導流主體31上的螺旋槽33；具體地，該螺旋槽33的螺旋線可以為單螺旋線或雙螺旋線。

其中，為了使分離單管具有排塵功能，如圖1所示，上述分離筒體12的底壁上開設有多個排塵口15，多個排塵口15可以沿排氣管14的周向方向均勻分布。當含塵煙氣由分離單管的進氣口11進入分離筒體12后，在離心力的作用下，含塵煙氣中的催化劑顆粒會被甩向分離筒體12的內壁，并由內壁附近向下運動的氣流將催化劑顆粒沿分離筒體12的內壁帶到分離筒體12的底壁處，從而催化劑顆粒能夠由底壁上的多個排塵口15排出，且凈化煙氣能夠由分離單管的排氣管14排出。

本實用新型實施例提供的分離單管中，在分離筒體12內設置有導流體13，導流體13的設置減小了分離筒體12的截面積，增大了氣流的切向速度，提高了氣流的旋轉強度，從而提高了分離效率；同時，導流體13的設置使得單管中心到筒壁方向的徑向速度最大值向筒壁方向移動，使得顆粒更容易被甩向筒壁，從而更易被向下的氣流帶至排塵口15，有利于提高分離效率，比普通的無導流體直流式分離單管分離效率提高2％以上。

此外，導流體13的設置降低了流場的湍動能，引導整個流場均勻有序旋轉，在提高效率的同時保證了流場的穩(wěn)定性，使得壓力損失在旋轉強度增大的前提下仍保持在較低的水平。

圖5為本實用新型實施例提供的第三級旋風分離器的縱向剖視結構示意圖。

本實用新型實施例還提供一種第三級旋風分離器，如圖5所示，該第三級旋風式分離器2中設置有如上述任一項所述的分離單管1。具體裝配時，如圖5所示，分離單管1立式排布安裝在第三級旋風分離器2中，分離單管1的分離筒體12和排氣管14分別用固定環(huán)27固定在第三級旋風分離器2的上隔板22和下隔板26上。其中，如圖5所示，上隔板22和下隔板26將第三級旋風分離器2分隔為氣體分配室21、集塵室28和集氣室23三個部分。具體地，上隔板22以上的區(qū)域為氣體分配室21，分離單管1的進氣口11與氣體分配室21連通；上隔板22與下隔板26之間的區(qū)域為集塵室28，分離單管1的排塵口15與集塵室28連通；下隔板26以下的區(qū)域為集氣室23，分離單管1的排氣管14的出口與集氣室23連通。

下面借助附圖對本實用新型實施例提供的第三級旋風分離器的工作過程進行詳細介紹：

如圖1和圖5所示，含塵煙氣首先由三旋進氣口24進入氣體分配室21，經(jīng)分離單管1的進氣口11進入各個分離筒體12內，之后在其筒壁與導流體13之間的區(qū)域內旋轉產(chǎn)生離心力，使催化劑顆粒甩向筒壁，同時由筒壁附近向下運動的氣流將其帶到分離筒體12的底部，由排塵口15排出后，進入集塵室28，最后由三旋排塵口25排出；凈化煙氣旋轉進入排氣管14，從排氣管14的下端排出后進入集氣室23，最后由三旋排氣口29排出，最終達到氣固分離的目的。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。