旋风分离器及气液固分离系统技术方案

技术编号:13376412 阅读:61 留言:0更新日期:2016-07-21 00:43
本发明专利技术提供了一种旋风分离器及气液固分离系统,其中,旋风分离器包括:第一壳体(101),第一壳体(101)的上部具有气体出口(102),第一壳体(101)的下部具有固液混合物出口(103);进料口结构(104),设置在第一壳体(101)的上部;升气管(106),设置在第一壳体(101)内,升气管(106)的内部与气体出口(102)连通,升气管(106)与第一壳体(101)之间形成分离腔,升气管(106)的周向侧壁上具有过流结构(107)。本发明专利技术的技术方案能够有效地解决现有技术中的粗煤气净化效果不好的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气液固分离
,具体而言,涉及一种旋风分离器及气液固分离系统
技术介绍
目前,水煤浆气化是煤制低碳烯烃产业、氮肥行业及煤制油行业等的重要环节。水煤浆气化产生的粗煤气通常要经过激冷流程初步洗涤、冷却以及气液固分离。分离后的轻组分粗煤气送往后续工段。由于水煤浆气化通常在气化炉燃烧室内进行,粗煤气会携带飞灰、熔渣直接进入激冷室,这就导致激冷室内的水质较差,大量飞灰等杂质随着粗煤气夹带的水分经文丘里进入洗涤塔内,进而影响了洗涤塔内的水质以及洗涤塔顶部出口净化气的清洁度。同时,洗涤塔底部的相对较干净的液相部分中难免也会存在一些杂质,该液相部分经激冷水泵提压、过滤器过滤后送往气化炉激冷环,对气化炉燃烧室来的粗煤气进行初步洗涤、冷却。因此,在气化的水循环过程中,由于粗煤气净化不彻底,往往会出现激冷水过滤器堵塞、激冷环结垢严重、系统阻力降快速上升的现象,从而导致生产不能稳定控制,甚至破坏灰水处理系统的平衡。此外,水煤浆气化制得的粗煤气通常经过激冷室、合成气出口喷淋、文丘里洗涤器、洗涤塔水浴及除沫器五级洗涤除尘后送往下游工序。煤炭气化用水量较大,气化水系统通常维持在较高的循环量。然而,虽然粗煤气经过了多级洗涤净化,但煤气带水带灰不可避免,这就导致需要不断补充界区外新鲜水来维持水系统的平衡,因此,改善系统水质至关重要。在现有技术中存在一种煤气洗涤净化工艺。该工艺主要实施步骤如下:洗涤水循环泵将从洗涤塔黑水储槽来的一部分黑水加压送至文丘里洗涤器,与来自界外粗煤气混合,在文丘里内黑水将粗煤气中夹带的灰渣等固体颗粒进行湿润、粘合与增大后进入分离器进行一级洗涤。粗煤气经分离器内下降管向下流动,大部分灰渣进入分离器底部液相中,产生的黑水排入黑水处理系统。粗煤气沿下降管和导气管环隙上升进入洗涤塔水浴中。粗煤气通过水浴向上流动,与来自洗涤水循环泵的另一部分黑水以及外来工艺补水在洗涤塔上部塔盘上进行逆向接触。二级洗涤后的煤气通过塔盘上部的折流板除沫器送入后续变换工序,洗涤塔产生的黑水排入黑水处理系统。然而,该工艺在实施过程中,投用初期因水质好,含固量少,文丘里洗涤器对粗煤气具备较好的喷淋雾化及洗涤效果。随着生产的长时间运行,洗涤塔底部黑水中的含固量势必会增大,将其经过泵加压送至文丘里将会造成堵塞文丘里喷淋孔,导致气化系统的压降增大及能耗增加。此外,洗涤塔底部黑水含固量增大还会导致洗涤塔顶部与煤气逆向接触洗涤除尘效果显著下降,不利于煤气的净化,长期运行粗煤气很难达到预期的净化效果。此外,在现有技术中还存在一种在含尘粗煤气场合通过主水洗、水浴、副水洗、旋流分离组合装置的立式分离器。上述立式分离器工作过程为:粗煤气从气体进口进入,通过安装在气体进口中的入口内伸管与从主洗涤装置进入的洗涤水混合,通过在中心筒内水洗除尘后进入导气筒,然后经过破泡器消除大的气泡后与洗涤水充分接触进行水浴洗涤。水浴后的粗煤气进行二次洗涤,通过旋流分离器进行气液分离,除尘后的粗煤气由气体出口排除粗煤气分离器,含尘洗涤水经收集锥收集积聚由设备底部出口排出。但是该工艺在实施过程中,因设置洗涤水较多,加之煤气较高的流速,会造成粗煤气携带部分微尘颗粒出煤气排出口,并且会造成分离器的压降增大,能耗增加,不利于维持生产的平稳运行。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种旋风分离器及气液固分离系统,以解决现有技术中的粗煤气净化效果不好的问题。为了实现上述目的,根据本专利技术的一个方面,提供了一种旋风分离器,包括:第一壳体,第一壳体的上部具有气体出口,第一壳体的下部具有固液混合物出口;进料口结构,设置在第一壳体的上部;升气管,设置在第一壳体内,升气管的内部与气体出口连通,升气管与第一壳体之间形成分离腔,升气管的周向侧壁上具有过流结构。进一步地,过流结构包括多个沿升气管的轴向方向延伸的缝隙。进一步地,旋风分离器还包括冷却水管束,冷却水管束设置在第一壳体的周向侧壁上。进一步地,多个缝隙沿升气管的周向方向间隔设置。进一步地,每相邻的两个缝隙之间错位设置。进一步地,过流结构为多个,多个过流结构沿升气管的轴向方向间隔设置。进一步地,在多个过流结构中,靠近升气管端部的过流结构中的多个缝隙的密度小于位于升气管中部的过流结构中的多个缝隙的密度。进一步地,进料口结构为对称设置在第一壳体周向侧壁上的两个,每个进料口结构包括弧形进料通道。进一步地,每个进料口结构还包括设置在弧形进料通道端部的第一进料口,两个第一进料口的所在平面平行设置。进一步地,进料口结构为进料罩,进料罩的端部内壁与第一壳体的周向侧壁相切。进一步地,旋风分离器还包括设置在第一壳体内的稳涡器,稳涡器位于升气管和固液混合物出口之间,稳涡器包括板体以及设置在板体朝向升气管一侧上的圆锥结构,圆锥结构包括一个第一圆锥结构以及围绕第一圆锥结构设置的多个第二圆锥结构。进一步地,旋风分离器还包括设置在第一壳体内的旋流板除尘器,旋流板除尘器位于升气管的靠近固液混合物出口一端。进一步地,旋风分离器还包括位于旋流板除尘器上方的一级雾化喷淋装置。根据本专利技术的另一方面,提供了一种气液固分离系统,包括文丘里洗涤器、洗涤塔以及初级旋风分离器,文丘里洗涤器与洗涤塔连通,初级旋风分离器为上述的旋风分离器,初级旋风分离器的气体出口通过第一管路与文丘里洗涤器连通。进一步地,气液固分离系统还包括次级旋风分离器,次级旋风分离器包括第二壳体,第二壳体的上部具有第二进料口和液体出口,第二壳体的下部具有固体出口,第二进料口通过第二管路与固液混合物出口连通,液体出口通过第三管路与洗涤塔的塔盘连通。进一步地,气液固分离系统还包括设置在第二管路上的静态混合器。进一步地,气液固分离系统还包括锁斗集渣系统,锁斗集渣系统通过第四管路与固体出口连通。应用本专利技术的技术方案,在升气管的周向侧壁上增设过流结构。当对气液固混合物(例如粗煤气)进行净化时,上述气液固混合物先通过进料口结构进入到第一壳体内,并沿着升气管外侧向下运动。在运动过程中,气液固混合物中的部分轻组分气体可以通过上述过流结构直接进入到升气管内,并且沿着升气管上升至气体出口,通过气体出口流向后续设备。剩余的气液固混合物继续沿着升气管向下运动,并且在分离腔内进行气体和固液混合物的分离。分离出来的轻组分气体从升气管的下端口进入并上升至气体出口,重组分固液混合物下沉至固液混合物出口,并通过固液混合物出口流向后续设备。上述过流结构可以使气液固混合物中的部分轻组分气体直接进入到升气管内,减小了旋风分本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种旋风分离器,其特征在于,包括:第一壳体(101),所述第一壳体(101)的上部具有气体出口(102),所述第一壳体(101)的下部具有固液混合物出口(103);进料口结构(104),设置在所述第一壳体(101)的上部;升气管(106),设置在所述第一壳体(101)内,所述升气管(106)的内部与所述气体出口(102)连通,所述升气管(106)与所述第一壳体(101)之间形成分离腔,其中,所述升气管(106)的周向侧壁上具有过流结构(107)。

【技术特征摘要】
1.一种旋风分离器,其特征在于,包括:
第一壳体(101),所述第一壳体(101)的上部具有气体出口(102),所述第一壳
体(101)的下部具有固液混合物出口(103);
进料口结构(104),设置在所述第一壳体(101)的上部;
升气管(106),设置在所述第一壳体(101)内,所述升气管(106)的内部与所述
气体出口(102)连通,所述升气管(106)与所述第一壳体(101)之间形成分离腔,
其中,所述升气管(106)的周向侧壁上具有过流结构(107)。
2.根据权利要求1所述的旋风分离器,其特征在于,所述过流结构(107)包括多个沿所述
升气管(106)的轴向方向延伸的缝隙(1071)。
3.根据权利要求1所述的旋风分离器,其特征在于,所述旋风分离器还包括冷却水管束
(105),所述冷却水管束(105)设置在所述第一壳体(101)的周向侧壁上。
4.根据权利要求2所述的旋风分离器,其特征在于,多个所述缝隙(1071)沿所述升气管
(106)的周向方向间隔设置。
5.根据权利要求4所述的旋风分离器,其特征在于,每相邻的两个所述缝隙(1071)之间
错位设置。
6.根据权利要求4或5所述的旋风分离器,其特征在于,所述过流结构(107)为多个,多
个所述过流结构(107)沿所述升气管(106)的轴向方向间隔设置。
7.根据权利要求6所述的旋风分离器,其特征在于,在所述多个过流结构(107)中,靠近
所述升气管(106)端部的所述过流结构(107)中的多个所述缝隙(1071)的密度小于
位于所述升气管(106)中部的所述过流结构(107)中的多个所述缝隙(1071)的密度。
8.根据权利要求1所述的旋风分离器,其特征在于,所述进料口结构(104)为对称设置在
所述第一壳体(101)周向侧壁上的两个,每个所述进料口结构(104)包括弧形进料通
道(1041)。
9.根据权利要求8所述的旋风分离器,其特征在于,每个所述进料口结构(104)还包括设
置在所述弧形进料通道(1041)端部的第一进料口(1042),两个所述第一进料口(1042)
的所在平面平行设置。
10.根据权利要求8所述的旋风分离器,其特征在于,所述进料口结构(104)为进料罩,所
述进料罩的端部内壁与所述第一壳体(...

【专利技术属性】
技术研发人员:李志祥周鹏薛振欣冯长志陈峻贤刘强李雪冰刘柱元刘泽赵旭清
申请(专利权)人:中国神华能源股份有限公司神华包头煤化工有限责任公司中国神华煤制油化工有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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