專利名稱：一種立管式第三級旋風分離器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種立管式第三級旋風分離器，主要用于石油化工和煤化工行業流態化反應再生裝置的油氣中催化劑分離回收系統或再生煙氣能量回收系統中，將催化劑與油氣或煙氣進行分離。
背景技術：
在石油化工和煤化工行業的流態化反應再生裝置中，油氣中的催化劑分離回收系統或再生煙氣的能量回收系統是必不可少的一部分，這些系統中的第三級旋風分離器又是關鍵設備之一。目前工業上應用的第三級旋風分離器主要有立管式第三級旋風分離器和臥管式第三級旋風分離器兩種類型。在立管式第三級旋風分離器中，立式安裝有多根分離單管，用于氣固分離。
美國專利US6797026B2公開了一種用于流化催化裂化(FCC)等裝置的立管式第三級旋風分離器以及所用的分離單管。所述的立管式第三級旋風分離器包括由圓筒形筒體、頂部封頭和底部封頭組成的殼體，殼體內設有內吊筒、連接于內吊筒上的上隔板和下隔板，上隔板和下隔板上立式安裝有分離單管。分離單管設置多根，繞立管式第三級旋風分離器的軸心線布置若干圈。頂部封頭上設有三旋含塵氣體入口管，底部封頭上設有三旋凈化氣體出口管，下隔板的底部設有三旋排塵管。含塵氣體指的是夾帶有催化劑粉塵的油氣或煙氣。所述的分離單管設有單管殼體、單管排氣管，單管排氣管與單管殼體同軸設置。單管殼
體的頂部為單管含塵氣體入口 ，與位于上隔板上方的立管式第三級旋風分離器的進氣室相連通；單管含塵氣體入口的下方設有導向葉片。單管排氣管的底部出口與位于下隔板下方的立管式第三級旋風分離器的集氣室相連通。單管殼體的底部為封閉端(一般為水平板的形式)。單管殼體的較低部分設有多個單管排塵口，用于排放分離出的催化劑粉塵以及少量的泄料氣。單管排塵口與位于上隔板和下隔板之間的立管式第三級旋風分離器的集塵室相連通。所述分離單管的單管排塵口一般為矩形縫，長度方向基本上與單管殼體的軸線平行，長度值通常為單管殼體長度的5% 25%。單管排塵口的總幵孔面積最好是單管殼體表面積的0.05% 5%。上述立管式第三級旋風分離器存在的主要問題是，采用所述的分離單管，當泄料氣夾帶著催化劑粉塵從單管排塵口排出時，單管排塵口易于被催化劑粉塵堵塞。矩形縫如果較寬，堵塞可適當減輕，但泄料氣倒竄回分離單管單管殼體內的可能性加大，會影響分離單管的分離效率。發明內容
本實用新型的目的是提供一種立管式第三級旋風分離器，以解決現有立管式第三級旋風分離器所存在的分離單管的單管排塵口易于被催化劑粉塵堵塞的
為解決上述問題，本實用新型采用的技術方案是 一種立管式第三級旋風分離器，包括由圓筒形筒體、頂部封頭和底部封頭組成的殼體，殼體內設有內吊筒、連接于內吊筒上的上隔板和下隔板，上隔板和下隔板上立式安裝有分離單管，頂部封頭上設有三旋含塵氣體入口管，底部封頭上設有三旋凈化氣體出口管，下隔板的底部設有三旋排塵管，所述的分離單管設有單管殼體、單管排氣管以及單管排塵口，單管排氣管與單管殼體同軸設置，單管殼體的頂部為單管含塵氣體入口 ，與位于上隔板上方的立管式第三級旋風分離器的進氣室相連通，單管含塵氣體入口的下方設有導向葉片，單管排氣管的底部出口與位于下隔板下方的立管式第三級旋風分離器的集氣室相連通，單管排塵口與位于上隔板和下隔板之間的立管式第三級旋風分離器的集塵室相連通，其特征在于分離單管的單管殼體的底部設有倒置圓錐面形的錐段，錐段的底部與單管排氣管
的外壁之間構成圓環形的開口，作為單管排塵口，單管排塵口的面積為單管殼體內腔橫截面積的5% 15%，錐段的底部設有圓錐面形的防倒錐。
采用本實用新型，具有如下的有益效果立管式第三級旋風分離器在操作過程中，進氣室內夾帶有催化劑粉塵的含塵氣體從各分離單管的單管含塵氣體入口進入單管殼體內，在導向葉片的作用下繞單管殼體的軸心線環向流動，產生氣固分離所需的離心力。含塵氣體中的催化劑粉塵在離心力作用下濃集于單管殼體的內壁上，由泄料氣夾帶可以順利地由圓環形的單管排塵口排出(排入立管式第三級旋風分離器的集塵室內)，不會發生堵塞；并且，單管排塵口的面積還可以保證泄料氣的排放速度及壓降、防止泄料氣倒竄回分離單管的單管殼體內。另外，分離單管錐段的底部設有防倒錐，也能夠防止上述泄料氣的倒竄。
石油化工行業的流化催化裂化裝置、流化催化裂解裝置以及煤化工行業的甲醇制烯烴裝置，在其油氣中的催化劑分離回收系統或再生煙氣能量回收系統中，都可以釆用本實用新型的立管式第三級旋風分離器，進行催化劑與油氣或煙氣的分離。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖l是本實用新型立管式第三級旋風分離器沿軸向的剖視圖。圖2是本實用新型立管式第三級旋風分離器所用的分離單管沿軸向的剖視圖。圖3是圖2中的A—A剖視圖。
圖4是本實用新型所用單管固定環沿軸向的剖視圖。圖1至圖4中，相同附圖標記表示相同的技術特征。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的立管式第三級旋風分離器，包括由圓筒形筒體17、頂部封頭16和底部封頭18組成的殼體，殼體內設有內吊筒19、連接于內吊筒19上的上隔板9和下隔板10;內吊筒19的頂部連接于頂部封頭16上，上隔板9和下隔板10上立式安裝有分離單管13。上隔板9、下隔板10以及底部封頭18均為倒置圓錐面形的結構。頂部封頭16為半球形，其上設有三旋含塵氣體入口管14,三旋含塵氣體入口管14的下方設有氣體分配器15。底部封頭18上設有三旋凈化氣體出口管21。下隔板10的底部設有三旋排塵管20，由底部封頭18伸出；圖l中的附圖標記27表示三旋排塵管20的導向板。參見圖l,頂部封頭16、內吊筒19和上隔板9之間的空間構成立管式第三級旋風分離器的進氣室22，上隔板9、下隔板10和內吊筒19之間的空間構成立管式第三級旋風分離器的集塵室23,下隔板IO和底部封頭18之間的空間構成立管式第三級旋風分離器的集氣室24。
參見圖l、圖2和圖3，本實用新型立管式第三級旋風分離器所用的分離單管13，設有單管殼體3、單管排氣管4以及單管排塵口。單管排氣管4與單管殼體3同軸設置。單管殼體3的頂部為單管含塵氣體入口1，單管含塵氣體入口l的下方設有導向葉片2;導向葉片2的類型是常規的。參見圖2，導向葉片2固定于葉片固定件12上，葉片固定件12用數塊連接板8連接于單管殼體3的頂部。單管殼體3的底部設有倒置圓錐面形的錐段5，錐段5的底部與單管排氣管4的外壁之間構成圓環形的開口，作為單管排塵口6。單管排塵口6的面積應控制在一定的范圍內，原則是既要保證泄料氣的排放速度及壓降、以防止泄料氣倒竄回分離單管13的單管殼體3內，同時又要保證單管排塵口6的面積足夠大，以防止單管排塵口6被催化劑粉塵堵塞。綜合考慮，單管排塵口6的面積為單管殼體3內腔橫截面積的5% 15%;單管殼體3內腔的橫截面積按單管殼體3的內直徑d計算，參見圖2。
錐段5的底部設有圓錐面形的防倒錐7，防倒錐7和單管排氣管4之間用數塊連接板8連接在一起，參見圖2和圖3。設置防倒錐7，也是為了防止由單管排塵口6排出的泄料氣倒竄回分離單管13的單管殼體3內。錐段5、防倒錐7與單管殼體3和單管排氣管4同軸。單管殼體3與錐段5之間、錐段5與防倒錐7之間、連接板8與防倒錐7和單管排氣管4之間， 一般均是焊接連接。參見圖2，本實用新型分離單管13其它的主要結構參數一般如下單管殼體
3的內直徑d為250 300毫米，長度a為1000 1500毫米；錐段5的錐角a為20 40度，長度b為300 500毫米；防倒錐7的錐角^為30 60度，長度c為50 100
如圖1所示，本實用新型所用的分離單管13按常規方式設置多根，繞立管式第三級旋風分離器的軸心線布置若干圈(圖略)。分離單管13的單管含塵氣體入口 l與位于上隔板9上方的立管式第三級旋風分離器的進氣室22相連通，單管排氣管4的底部出口與位于下隔板10下方的立管式第三級旋風分離器的集氣室24相連通，單管排塵口6與位于上隔板9和下隔板10之間的立管式第三級旋風分離器的集塵室23相連通。參見圖2，分離單管13的單管殼體3和單管排氣管4通過單管固定環11分別固定在立管式第三級旋風分離器的上隔板9和下隔板10上。參見圖2和圖4，本實用新型的單管固定環ll為斜切的圓管段，長度e—般為100 200毫米。單管固定環ll的斜切角度，根據上隔板9和下隔板10的圓錐角度確定。單管固定環11分別套裝于單管殼體3和單管排氣管4的外部，再分別與單管殼體3、單管排氣管4以及上隔板9、下隔板10焊接連接。與US6797026B2圖3所示的單管固定環相比，采用本實用新型結構的單管固定環ll的優點是可以節省材料。
如圖1所示，立管式第三級旋風分離器在上隔板9的底部以及在頂部封頭16和底部封頭18上均設有人孔25，供人員進入有關區域對立管式第三級旋風分離器內的部件進行檢查、維修。圖1中，附圖標記26表示立管式第三級旋風分離器的支座，附圖標記28表示隔熱耐磨襯里。
下面結合圖l說明本實用新型的操作過程。夾帶有催化劑粉塵的含塵氣體由三旋含塵氣體入口管14進入氣體分配器15，經氣體分配器15分配后均勻地進入立管式第三級旋風分離器的進氣室22,再從各分離單管13的單管含塵氣體入口1進入單管殼體3內。導向葉片2將含塵氣體由沿單管殼體3軸向流動的方向改變為繞單管殼體3的軸心線環向流動的方向，產生氣固分離所需的離心力。在單管殼體3內，含塵氣體中的催化劑粉塵在離心力作用下濃集于單管殼體3的內壁上，再隨下行氣流經圓環形的單管排塵口6 (以及防倒錐7)排入立管式第三級旋風分離器的集塵室23內；夾帶催化劑粉塵由單管排塵口6排出的下行氣流稱為泄料氣。集塵室23內的催化劑粉塵最后經三旋排塵管20排出立管式第三級旋風分離器。在單管殼體3內經離心分離之后形成的凈化氣體，從單管排氣管4排入第三級旋風分離器的集氣室24內，再由三旋凈化氣體出口管21排出立管式第三級旋
風分離器。在上述的操作過程中，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。對于分離單管13而言，含塵氣體通過導向葉片2后的氣速一般為20 40米/秒，泄料氣的體積流量一般為進入單管殼體3內的含塵氣體總體積流量的3% 5%。
權利要求1、一種立管式第三級旋風分離器，包括由圓筒形筒體(17)、頂部封頭(16)和底部封頭(18)組成的殼體，殼體內設有內吊筒(19)、連接于內吊筒(19)上的上隔板(9)和下隔板(10)，上隔板(9)和下隔板(10)上立式安裝有分離單管(13)，頂部封頭(16)上設有三旋含塵氣體入口管(14)，底部封頭(18)上設有三旋凈化氣體出口管(21)，下隔板(10)的底部設有三旋排塵管(20)，所述的分離單管(13)設有單管殼體(3)、單管排氣管(4)以及單管排塵口，單管排氣管(4)與單管殼體(3)同軸設置，單管殼體(3)的頂部為單管含塵氣體入口(1)，與位于上隔板(9)上方的立管式第三級旋風分離器的進氣室(22)相連通，單管含塵氣體入口(1)的下方設有導向葉片(2)，單管排氣管(4)的底部出口與位于下隔板(10)下方的立管式第三級旋風分離器的集氣室(24)相連通，單管排塵口與位于上隔板(9)和下隔板(10)之間的立管式第三級旋風分離器的集塵室(23)相連通，其特征在于分離單管(13)的單管殼體(3)的底部設有倒置圓錐面形的錐段(5)，錐段(5)的底部與單管排氣管(4)的外壁之間構成圓環形的開口，作為單管排塵口(6)，單管排塵口(6)的面積為單管殼體(3)內腔橫截面積的5％～15％，錐段(5)的底部設有圓錐面形的防倒錐(7)。
2、 根據權利要求l所述的立管式第三級旋風分離器，其特征在于單管殼 體(3)的內直徑為250 300毫米，長度為1000 1500毫米，錐段(5)的錐角為20 40度，長度為300 500毫米，防倒錐(7)的錐角為30 60度，長度為50 100毫 米。
3、 根據權利要求l所述的立管式第三級旋風分離器，其特征在于單管 殼體(3)和單管排氣管(4)通過單管固定環(11)分別固定在立管式第三級旋風分 離器的上隔板(9)和下隔板(10)上，單管固定環(ll)為斜切的圓管段，長度為 100 200毫米。
專利摘要本實用新型公開了一種立管式第三級旋風分離器，以解決現有立管式第三級旋風分離器所存在的分離單管的單管排塵口易于被催化劑粉塵堵塞的問題。本實用新型主要包括殼體、內吊筒(19)、上隔板(9)、下隔板(10)和立式安裝的分離單管(13)。分離單管設有單管殼體(3)、單管排氣管(4)。單管殼體的底部設有倒置圓錐面形的錐段(5)，錐段的底部與單管排氣管的外壁之間構成圓環形的開口，作為單管排塵口(6)；單管排塵口的面積為單管殼體內腔橫截面積的5％～15％。錐段的底部設有圓錐面形的防倒錐(7)。本實用新型主要用于石油化工和煤化工行業流態化反應再生裝置的油氣中催化劑分離回收系統或再生煙氣能量回收系統中。
文檔編號B04C3/00GK201304370SQ20082022117
公開日2009年9月9日 申請日期2008年11月12日 優先權日2008年11月12日
發明者張世成, 張衛華, 麗 李, 田永成, 郝希仁, 顧月章 申請人:中國石化集團洛陽石油化工工程公司