组合旋转气固分离与排气一体机制造技术

本发明专利技术提供一种提高和稳定超细颗粒的分离效率，降低分离能耗，减少设备投资和占地面积的组合旋转气固分离与排气一体机，由转子系统和定子系统构成，转子系统在定子系统内转动，所述的转子系统包括旋转轴和安装在其上的组合叶轮，叶轮包括有轮盘，和沿轮盘圆周分布的径向叶片，轮盘边缘还设有与轮盘面垂直的轴向叶片，轴向叶片围成的空间中部设置有圆锥筒，所述的定子系统为密封的筒状结构，从上至下依次为盖板，分离圆筒，扩散锥筒，灰斗，在定子系统中间设有中心出气管，在扩散锥筒内设有反射屏。提高和稳定超细颗粒的分离效率，降低分离能耗，减少设备投资和占地面积，并能在高温下进行工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气固分离
，具体涉及ー种组合离心风机的強力旋转，提高气体中固体超细颗粒(粒径< IOym)的分离效率，同时，又将气固分离和气体输送两大功能用一台设备完成，降低设备成本的组合旋转气固分离与排气一体机。
技术介绍
含尘气体的气固分离是火电、钢铁和有色金属冶炼、水泥、石油、矿山、化工、医药、粮食加工等行业的主要エ艺流程。目前，在用的气固分离设备有多种多祥，根据分离过程中，有无液体參与来分类，可分两类，一类是干法除尘，一类是湿法除尘。湿法除尘器对细颗粒的分离效率高，但带来水污染和资源浪费，因为多数粉尘收集后是可利用的原料，浸水后就失去了应用价值，既是对水不敏感的材料，要回收还要干燥，増加能耗。在寒冷地区的冬天，还要对除尘系统进行加热和保温，增加耗能。如果含尘气体的温度较高时，湿法除尘中水的消耗会随着温度的增高而增加。所以，大多场合尽量不用湿法除尘。其干法除尘是最常用的除尘方式。干法除尘设备主要有旋风分离器(或称旋风除尘器)、静电除尘器、袋式除尘器和各类惯性除尘器。其中旋风分离器的基本原理是含尘气流沿切线进入筒体做螺旋形旋转运动，在离心力作用下将粉尘颗粒分离。如图I所示。因其结构简单，运行可靠，一百多年以来，在エ业中应用最广泛。旋风分离器的缺点是对细小颗粒的分离效率很低。当含尘气体中的固体颗粒粒径> 50 μ m时，旋风分离器的分离效率可达94%，但当含尘气体中固体颗粒粒径为5μ m吋，分离效率仅27%，当粒径为I μ m吋，分离效率仅为8%。当含尘气体中的固体颗粒粒径く 10 μ m吋，必须采用袋式除尘器或静电除尘器。另外旋风除尘器进ロ气流速度波动时，对分离效率影响较大。袋式除尘器的基本原理是用纤维性滤袋捕集粉尘。袋式除尘器的分离效率高，既是气体中的固体颗粒粒径为Iym，袋式除尘器的分离效率也高达99% [1]，它是目前干式除尘器中分离效率最高的除尘器。但袋式除尘器的平均过滤速度为I I. 2m/min(0. 017 O.02m/s)，所以当含尘气体的流量大时，纤维的过滤面很大，致使设备庞大，投资高，且只能适用于气体温度< 250°C的场合[2]，在允许温度范围内，高于80°C时，温度越高，滤袋材料的价格越高。除袋式除尘器造价高外，运行费用也较高，因滤袋磨损和尘粒结垢堵塞，需经常更换滤袋。目前，我国废旧布袋的堆积量也非常之大，又造成固体的二次污染。静电除尘器的基本原理是在高压电场作用下，使含尘气流中的颗粒粒子荷电，并被吸引、捕集。静电除尘器的分离效率高，对于粒径为5μπι的分离效率为99%[1]，对粒径为I μ m的分离效率为86%[1]。在静电除尘器中含尘气体的平均流动速度为O. 4 I. 8m/sCl],所以过流面积也较大。因为有高压电系统，其结构更复杂，静电除尘器的一次性投资费用和运行维护费用也较高。能否研究出一种造价低，运行费用低的除尘器代替或部分代替袋式除尘器和静电除尘器，这是目前气固分离研究者的追求目标。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供一种提高和稳定超细颗粒的分离效率，降低分离能耗，減少设备投资和占地面积的组合旋转气固分离与排气一体机。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是 组合旋转气固分离与排气一体机(以下简称一体机)，由转子系统和定子系统构成，转子系统在定子系统内转动，所述的转子系统包括旋转轴和安装在其上的组合叶轮，叶轮包括有轮盘，和沿轮盘圆周分布的径向叶片，轮盘边缘还设有与轮盘面垂直的轴向叶片，轴向叶片围成的空间中部设置有圆锥筒，所述的定子系统为密封的筒状结构，从上至下依次为盖板，分离圆筒，扩散锥筒，灰斗，在定子系统中间设有中心出气管，在扩散锥筒内设有反射屏。在上述方案中，所述的定子系统由轴承箱、含尘气体进ロ、旋转密封组件、分离圆筒、扩散锥筒、反射屏、灰斗、中心出气管、净化气体出口、粉尘排出ロ等部件构成。在上述方案中，所述转子系统包括组合叶轮、旋转轴，组合叶轮固定在旋转轴上，设置于一体机的最上端。旋转轴安装于轴承箱中，轴承箱安装于定子系统中分离圆筒最上端盖板上。组合叶轮在旋转轴的带动下做定轴转动，转动的组合叶轮为气体中的固体颗粒施加了离心カ的同时也为含尘气体提供转动动能。组合叶轮的环ロ(叶轮进气ロ)与定子之间有ー旋转密封组件。所述组合叶轮有类似离心风机叶轮的叶片和轮盘，且在叶轮轮盘最大外圆处还有一段轴向叶片，离心风机的径向叶片和轴向叶片连为一体构成组合叶片，数个组合叶片沿组合叶轮的轮盘圆周均布。组合叶轮还有一段上端直径大下端直径小的圆锥筒，圆锥筒的大直径端与组合叶轮的轮盘最大外圆处连为一体且有圆弧过渡，圆锥筒的外壁面还与轴向叶片连为一体。组合叶轮中的圆锥筒与分离圆筒为同轴线安装，两者构成圆台状环形空间，这ー环形空间又被轴向叶片分割成数个扇形柱空间。整个转子系统与定子系统保持同轴线安装，并保证有一定的间隙。所述定子系统的含尘气体进ロ与定子系统中的分离圆筒最上端的盖板固定连接。分离圆筒与其最上端的盖板由设备法兰连接且保持同轴线安装。分离圆筒位于扩散锥筒的上部，两者固定连接且保持同轴线。在扩散锥筒最下端大口径处有一反射屏。反射屏是ー个圆锥筒，其下端大直径ロ与扩散锥筒最下端的大口径处的内壁面之间有ー环形缝隙B，反射屏与扩散锥筒之间由多个圆周均匀分布的支撑筋板，支撑筋板将反射屏准确定位，保证反射屏与扩散锥筒之间同轴线安装。反射屏上端小直径ロ与中心出气管的外壁面之间有ー环形缝隙A，在中心出气管外壁面上与缝隙A的轴线等高位置处，沿圆周均匀分布多个支撑筋板，支撑筋板将反射屏准确定位并通过螺栓将两者固定连接，保证反射屏与中心出气管之间同轴线安装。中心出气管与分离圆筒应保持同轴线安装。扩散锥筒最下端的大口径处与灰斗之间由设备法兰连接且保持同轴线安装。净化气体出口与中心出气管之间固定连接。粉尘排出ロ与灰斗之间固定连接且保持同轴线安装。转子系统中的各部件可以使用金属材料，在受流动冲刷部件处附加耐磨材料。定子系统均可以使用金属材料制造，在受流动冲刷部件处附加耐磨材料。所述转子系统中与气体接触的壁面的相关部件中可以设计冷却夹套，其冷却剂可是气体，也可是液体。以使本专利技术可用在更高的温度下。一体机与现有技术相比，具有以下特点 I.一体机与旋风分离器相比，相关条件同等时，使固体颗粒所受的离心カ提高数十倍，提高了超细颗粒(粒径< 10 μ m)的分离效率。根据为一体机所建立的理论数学模型计算结果可知，最小分离粒径可达I μ m。2. 一体机对气体中固体颗粒施加的离心カ提高数十倍,但几乎不增加能耗，因为提高颗粒离心力的同时也提高了气体的动能，在除尘系统中省去了离心风机的能耗，也就是说这一旋转能耗是除尘系统中离心风机必须付出的。从除尘系统而言省去了配套的离心风机，減少了占地面积。3.由于一体机对固体颗粒的分离カ取决于组合叶轮6的转速和相关几何參数，所以当含尘气体进ロ 3处的流量在一定范围内波动时，不会影响分离效率。換言之，一体机避 免了现有旋风分离器因流量波动而致使分离效率波动的固有缺点。4. 一体机可代替袋式除尘器。同时减少与袋式除尘器配套的风机。也省去了大量的布袋材料，钢材需求量也大大減少。设备的一次性投资可大幅度地減少。同时也大幅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.组合旋转气固分离与排气一体机(以下简称一体机)，由转子系统和定子系统构成，转子系统在定子系统内转动，其特征在于所述的转子系统包括旋转轴和安装在其上的组合叶轮，叶轮包括有轮盘，和沿轮盘圆周分布的径向叶片，轮盘边缘还设有与轮盘面垂直的轴向叶片，轴向叶片围成的空间中部设置有圆锥筒，所述的定子系统为密封的筒状结构，从上至下依次为盖板，分离圆筒，扩散锥筒，灰斗，在定子系统中间设有中心出气管，在扩散锥筒内设有反射屏。2.根据权利要求I所述的组合旋转气固分离与排气一体机，其特征在于所述的组合叶轮设置于一体机的最上端，组合叶轮的环口与定子系统之间有旋转密封组件，组合叶轮的径向叶片和轴向叶片连为一体构成组合叶片，多个组合叶片沿组合叶轮的轮盘圆周均布。3.根据权利要求I或2所述的组合旋转气固分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇婧，
申请(专利权)人：刘宇婧，
类型：发明
国别省市：