本发明专利技术披露了一种具有凹形上盖的压力旋流器，其中所述凹形上盖具有设置在旋流器容器的内部中的基本上平坦的顶部。入口与容器切向连接并且具有设置在其中的入口喷嘴，入口喷嘴构成为平滑过渡到旋流器容器以产生出涡流，该涡流使得固体颗粒物与输入的颗粒物-流体悬浮体分离。具体地说，入口喷嘴的一个表面与旋流器容器的内表面相切并且入口喷嘴的另一个表面与基本上平坦的顶部平行并且随基本上平坦的顶部连续。入口外壳围绕入口喷嘴的长度设置并且构成为沿着入口喷嘴的长度从圆形外壳过渡成椭圆形外壳，并且与具有椭圆形外壳的容器连接。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于降低压力旋流器中的液上气体的系统相关申请的交叉参考本申请要求2010年5月4日提交的序列号为No. 12/773206的美国专利申请的权益， 该文献通过参考并入这里。
本专利技术的实施方案总体涉及旋流分离装置。更具体地说，本专利技术的实施方案涉及 具有凹形或倒置上盖的高压旋流器。
技术介绍
旋流分离涉及在由向心运动产生出的离心力下使得两种或多种相物质例如流 体-颗粒物悬浮体分离，其中一种或多种固体颗粒物悬浮在载体流体中。旋流分离器是通 常用于进行旋流分离过程的机械装置。在正常的旋流分离器操作中，通过切向入口将颗粒 状悬浮体引入到旋流分离器的顶部中，在那里固体颗粒物趋向于聚集在分离器的内表面上 并且其流体对应物夹杂到涡流中。固体颗粒物逐渐落入到分离器容器的底部以便进行进一 步处理，同时流体对应物最终被抽吸通过中心定位的输出管。旋流分离方法的使用可以包 括将相纯化、使得相浓缩、终止在混合的相之间的化学和物理相互作用的装置操作或其组口 ο在受到高压和超高压的应用中，旋流分离操作通常通过压力旋流分离器来进行。 压力旋流器通常包括抗压缩容器，该容器在几何和结构上设计成承受高压和高温。但是，尽 管如此在低压环境中采用压力旋流器并非是闻所未闻的。实际上，可以制造几乎任意规格 或尺寸的压力旋流器以适于任意特定的分离应用。适用于压力旋流器的至少一个高压应用包括碳氢化合物气化过程，其中含碳材料 例如煤、石油、原油、焦油、生物燃料或生物质(biomass)转变成“合成气”例如一氧化碳和 氢。根据所使用的碳氢化合物和所采用的转换过程，在碳氢化合物气化过程中的压力可以 为从大约50psi至IOOOpsi的范围，并且甚至达大约7000psi的超高压。因为这些潜在的 极端条件，所以如果要具有较长的使用寿命，则压力旋流器的结构设计是至关重要的问题。压力旋流器的上盖和切向入口是在改善高压旋流分离过程的整体效率中的关键 部件。在现有的应用中，上盖在入口附近已经设计成平坦表面，由此产生接头和边缘，这反 映出在高压和高温下失效的明显倾向。现有的应用已经采用了半球形凸形上盖以利用弧形 表面的结构完整性，以便承受高压。但是，凸形上盖设计在切向入口和上盖之间实质上产生 出空隙区域，在那里涡流会受到明显干扰，由此导致分离过程的效率明显降低。同样，围绕着切向入口的外壳往往设计有方形或矩形特征，这也趋向于在极端条 件下失效或破裂。在采用连续圆形入口外壳的应用中，入口喷嘴往往需要偏移成与中心定 位的涡流输出管直接对准或半直接对准，由此在输出管处直接喷射颗粒物，这会使得其表 面过早腐蚀并且干扰涡流。为了解决这个问题，一些设计已经在输出管中形成弯曲部，由此 使之与涡流偏心并且实际上降低了该过程的效率。因此，压力旋流器需要一种改进的上盖设计和切向入口，它能够承受高压并且保 持或提高过程效率。附图说明通过参照实施方案可对本专利技术进行更详细的说明，能够详细理解本专利技术的所述特 征，附图中示出实施方案中的一些。但是，要指出的是，附图仅显示出本专利技术的典型实施方 案，并且因此不会被认为是对其范围进行限制，对于本专利技术而言可以允许其它等同实施方案。图1显示出根据本专利技术的一个或多个实施方案的示例性旋流器的侧视图。图2显示出根据本专利技术的一个或多个实施方案的图1的示例性旋流器的顶视图。图3为根据本专利技术一个或多个实施方案的如图1所示的上盖的一部分。图4显示出根据本专利技术一个或多个实施方案的旋流器入口的侧视图。图5显示出根据本专利技术一个或多个实施方案的沿着在图4所示的5-5线所取的图 4的旋流器入口的端视图。图6显示出根据本专利技术一个或多个实施方案的图4的旋流器入口沿着在图4中所 示的6-6线所取的相对端视图(相对于在图5中所示的端视图)。图7显示出根据本专利技术一个或多个实施方案的具有设置在其上的示例性防雨罩 的一部分上盖。图8显示出在图7中所示的盖帽部分的放大图。具体实施方式现在进行详细说明。每个从属权利要求限定了单独专利技术，这对于侵权目的被认知 为包括与在这些权利要求中所规定的各种要素或限制的等同物。根据上下文，下面针对“发 明”的所有参考在一些情况下都可以只是涉及某些具体实施方案。在其它情况下，要知道 的是，对于“专利技术”的参考将涉及在这些权利要求中的一个或多个而不必是全部中所述的主 题。下面将对每个专利技术进行更详细说明，包括具体实施方案、形式和实施例，但是这些专利技术 不限于这些实施方案、形式或例子，它们包括用来使得本领域技术人员在将在该专利中的 信息与公知信息和技术结合时能够制造和使用本专利技术。图1和2显示出根据本专利技术一个或多个实施方案的示例性旋流器100。图1显示 出示例性旋流器100的侧视图，而图2显示出其端视图。在示例性实施方案中，旋流器100 可以构成为用在高压旋流分离应用中的压力旋流器。在至少一个实施方案中，一种高压旋 流分离应用可以包括碳氢化合物气化处理。但是，示例性旋流器100可以在低压应用例如 流体催化裂变组件中同样有效，其中催化剂颗粒与碳氢化合物蒸汽悬浮体旋流分离。如所示一样，旋流器100可以包括旋流器容器102，其大体上限定了具有入口 104 和出口 106的圆筒形结构，其中出口 106包括构成密封地穿过上盖107的出口管105。在至 少一个实施方案中，旋流器容器102可以构成为能够在旋流分离过程中承受高温和高压的 压力容器。旋流器容器102可以包括容器外壳108、耐腐蚀层110和介于容器外壳108和耐 腐蚀层110之间的隔热层112。在一个或多个实施方案中，容器外壳108通常可以限定旋流 器容器102的外侧面，而耐腐蚀层110大体上限定了内圆柱面126。容器外壳108可以由例如碳钢如低合金钢制成，但是也可以由具有与碳钢类似的 强度特性的其它材料制成。耐腐蚀层110可以包括致密层耐火材料，被压制的或单体耐火 材料，构成用来保护相邻的隔热层112并且提供可以收集固体颗粒物的表面126，如将在下 面所述一样。在至少一个实施方案中，耐腐蚀层110可以由RESC0 RS-88VC耐火材料(Resco Products Inc.)制成,并且可以通过振动铸造技术安装。隔热层112可以用作后备的耐火材料层，但是更重要的是可为旋流器容器102提 供隔热材料。在至少一个实施方案中，隔热层112可以包括耐热陶瓷例如KA0LITE 2300 LI 耐热陶瓷(Thermal Ceramics Inc.),并且可以通过铸造技术安装。隔热层112可以构成为 承受大约1800° F的高温。如在图2中最清楚地所示，入口 104可以切向设置在旋流器容器102上，并且包括 入口外壳116、入口耐腐蚀层118和设置在入口外壳116和入口耐腐蚀层118之间的入口隔 热层120。如将在下面更详细描述的一样，入口外壳116沿着其长度为大体圆柱形，但是沿 着其长度逐渐变细或过渡成椭圆形或卵圆形管道，因其最终与容器外壳108相交。在至少 一个实施方案中，入口 104可以焊接在旋流器容器102上以确保压紧互连。在其它示例性 实施方案中，入口 104可以机械连接或以其它方式附接到旋流器容器102，同时保持耐压互 连。在示例性实施方案中，入口外壳116可以由碳钢例如低合金钢制成。与耐腐蚀层 110类似，入口耐腐蚀层1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.04 US 12/7732061.一种旋流分离器，包括旋流器容器，所述旋流器容器具有连接到其的入口，所述入口构成为接收包括流体和悬浮在所述流体中的至少一种固体颗粒物的颗粒物-流体悬浮体；出口管，所述出口管安装在所述旋流器容器内，并且构成为将从颗粒物-流体悬浮体分离流体分离出的流体从所述旋流器容器去除；与所述旋流器容器连接并且围绕着所述出口管周向设置的凹形上盖，所述凹形上盖包括设置在所述旋流器容器的内部中的基本上平坦的旋流器顶部；以及设置在所述入口内并且具有第一表面和第二表面的入口喷嘴，其中所述第一表面平滑过渡到所述旋流器容器的内部的内圆柱面，并且所述第二表面平滑过渡到所述基本上平坦的旋流器顶部。2.如权利要求1所述的旋流分离器，其中所述旋流器容器为圆柱形压力容器，其构成为承受从大约50psi至大约800psi的内部压力。3.如权利要求1所述的旋流分离器，其中所述入口与所述旋流器容器切向连接。4.如权利要求3所述的旋流分离器，其中所述入口包括围绕着所述入口喷嘴的长度设置的入口外壳，所述入口外壳具有远离所述旋流器容器的第一端部和位于所述旋流器容器处或靠近所述旋流器容器的第二端部，其中所述第一端部具有圆形横截面，所述圆形横截面沿着所述入口喷嘴的长度转变成在第二端部处的椭圆形横截面。5.如权利要求1所述的旋流分离器，其中所述入口喷嘴为矩形。6.如权利要求1所述的旋流分离器，其中所述基本上平坦的旋流器顶部包括一系列饼状耐火砖。7.一种从颗粒物-流体悬浮体中分离固体颗粒物的方法，包括通过与旋流器容器切向连接的入口将所述颗粒物-流体悬浮体导入到所述旋流器容器中，其中所述入口包括入口喷嘴，所述入口喷嘴具有第一表面和第二表面，所述第一表面与所述旋流器容器的内圆柱面相切，所述第二表面与所述旋流器容器的凹形上盖的旋流器顶部基本上平行并且随所述旋流器顶部连续，并且所述颗粒物-流体悬浮体包括流体和悬浮在所述流体中的至少一种固体颗粒物；在所述旋流器容器内产生出涡流以将所述固体颗粒物朝着所述内圆柱面驱动，并且产生出含有更少颗粒物的颗粒物-流体悬浮体；并且通过设置在所述旋流器容器内的出口管从所述旋流器容器去除含有更少颗粒物的颗粒物-流体悬浮体。8.如权利要求7所述的方法,还包括在从大约50psi至大约800psi的压力下操作所述旋流器容器。9.如权利要求7所述的方法，还包括围绕着所述入口喷嘴的长度设置入口外壳；使所述入口外壳从位于所述入口外壳的第一端部处的圆形横截面沿着所述入口喷嘴的长度转变成在所述入口外壳的第二端部处的椭圆形横截面；并且将入口外壳的具有椭圆形横截面的第二端部连接至所述旋流...
【专利技术属性】
技术研发人员：WE菲利普斯，
申请(专利权)人：凯洛格布朗及鲁特有限责任公司，
类型：
国别省市：
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