帶漸擴(kuò)型入口、導(dǎo)流板和防塵網(wǎng)的旋風(fēng)分離器和實驗系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氣固非均相分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶漸擴(kuò)型入口、導(dǎo)流板和防塵網(wǎng)的旋風(fēng)分離器和實驗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氣-固旋風(fēng)分離器是一種將含塵氣體中的固體顆粒與其攜帶氣體進(jìn)行分離的裝置。氣體由切向或軸向進(jìn)口進(jìn)入旋風(fēng)的分離筒，旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力將氣固混合物進(jìn)行分離。旋風(fēng)分離器一般由進(jìn)氣口、分離筒、中心排氣管、灰斗等部分組成。旋風(fēng)分離器具有結(jié)構(gòu)簡單、使用簡便、操作穩(wěn)定、成本低、效率高、維修方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于環(huán)保、水泥、制藥、發(fā)電、化工等行業(yè)，尤其是循環(huán)流化床鍋爐燃燒與氣化、藥品制備與干燥、催化裂化等氣固接觸生產(chǎn)裝置的重要組成部分。
[0003]高速的含塵氣流進(jìn)入旋風(fēng)分離器時，會對進(jìn)口區(qū)域壁面產(chǎn)生強烈沖刷，這種物理磨損隨著含塵氣流的速度和含塵濃度的增加而劇烈增大。一旦旋風(fēng)分離器處于惡劣的工作環(huán)境中，內(nèi)部壁面的嚴(yán)重磨損將會對設(shè)備性能、使用壽命甚至人員安全產(chǎn)生重大隱患。當(dāng)需要增加旋風(fēng)分離器的處理能力時，通常會多設(shè)計幾個含塵氣流進(jìn)口，這樣會造成設(shè)備尺寸和占地面積的增大，合理分配不同進(jìn)口的氣流比列也是設(shè)計的難題。旋風(fēng)分離器內(nèi)絕大部分的含塵氣流進(jìn)入旋風(fēng)筒后將沿壁面向下螺旋運動，形成富含固體顆粒的外旋渦；外旋渦氣流到達(dá)分離器底部附近時，凈化后的氣體沿旋風(fēng)筒中心軸線螺旋向上運動，形成含塵量非常低的內(nèi)旋渦并最終沿著中心排氣管排出。當(dāng)含塵氣流內(nèi)固體顆粒直徑較小、密度較輕時，少部分顆粒不跟隨主流氣體沿分離筒螺旋運動，而是直接從旋風(fēng)筒的中心排氣管直接溢出，這會嚴(yán)重影響分離器的效率，不利于節(jié)能減排。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明公開了一種帶有漸擴(kuò)型入口、分級導(dǎo)流板和防塵網(wǎng)結(jié)構(gòu)的旋風(fēng)分離器，克服了現(xiàn)有旋風(fēng)分離器的不足。
[0005]該旋風(fēng)分離器采用的技術(shù)方案為:
[0006]該旋風(fēng)分離器包括摻混氣流進(jìn)口、中心排氣管、分離筒、分離筒下部的錐體筒、灰斗和料腿；所述摻混氣流進(jìn)口為漸擴(kuò)型入口，其頂部壁面為水平平面，外側(cè)壁面與分離筒的切面平行，進(jìn)口壁面為豎直平面，內(nèi)側(cè)壁面由外到內(nèi)向外側(cè)壁面傾斜，底部壁面由外到內(nèi)向頂部壁面傾斜；
[0007]在所述漸擴(kuò)型入口內(nèi)安裝兩塊水平與垂直位置均交錯布置的一級導(dǎo)流板和二級導(dǎo)流板；
[0008]所述中心排氣管的底部安裝防塵網(wǎng)。
[0009]所述一級導(dǎo)流板和二級導(dǎo)流板均與底部壁面平行。
[0010]所述一級導(dǎo)流板與進(jìn)口壁面相齊。
[0011]所述二級導(dǎo)流板與漸擴(kuò)型入口的出口端距離為d2，一級導(dǎo)流板和二級導(dǎo)流板在水平方向的間距為d1;—級導(dǎo)流板和二級導(dǎo)流板的長度均為L，為底部壁面長度的0.25?0.3倍，并且 0.SUd^d^0.4Lo
[0012]所述一級導(dǎo)流板的前沿到底部壁面前沿的垂直距離為Ii1，一級導(dǎo)流板的前沿到二級導(dǎo)流板的前沿的垂直距離為h2，二級導(dǎo)流板的前沿到頂部壁面的垂直距離為h3，且Ill =
h2= h 3o
[0013]所述底部壁面與頂部壁面之間的角度α為15°?25° ;內(nèi)側(cè)壁面與外側(cè)壁面的夾角β為5。?15°。
[0014]所述防塵網(wǎng)的網(wǎng)眼直徑小于待分離的顆粒粒徑分布中的最小直徑。
[0015]本發(fā)明還提供了一種基于所述旋風(fēng)分離器的旋風(fēng)分離實驗系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)為:空壓機通過氣體輸送管路與旋風(fēng)分離器的漸擴(kuò)型入口連接；空壓機的出氣口處設(shè)有空壓機電動閥；氣體輸送管路上依次設(shè)有溫度傳感器、質(zhì)量流量計、第一壓力傳感器、固體顆粒給料機的進(jìn)口、第二壓力傳感器；旋風(fēng)分離器的中心排氣管依次與排氣調(diào)節(jié)閥門、輸出管路、除塵設(shè)備連接；
[0016]所述固體顆粒給料機與氣體輸送管路之間的管道上設(shè)置固體顆粒給料機控制閥；
[0017]所述空壓機、空壓機電動閥、溫度傳感器、質(zhì)量流量計、壓力傳感器、固體顆粒給料機、固體顆粒給料機控制閥、排氣調(diào)節(jié)閥門和除塵設(shè)備通過各自的變送模塊與工控機連接，由工控機控制。
[0018]所述氣體輸送管路和輸出管路由有機玻璃制造。
[0019]所述除塵設(shè)備為布袋除塵器。
[0020]本發(fā)明的有益效果為:
[0021]漸擴(kuò)形進(jìn)口結(jié)構(gòu)保證了含塵氣流的逐漸穩(wěn)定增速，緩和了瞬間高速氣流對旋風(fēng)分離器壁面的強烈沖撞，提高了含塵氣流含塵量的均勻度、穩(wěn)定了氣固兩相流場、減少了設(shè)備的磨損、增加了使用壽命。
[0022]兩個導(dǎo)流板的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以在一個進(jìn)氣源的條件下，通過干擾氣流的進(jìn)氣方向，對總氣流進(jìn)行分流引導(dǎo)。從而在不增加裝置體積和整個系統(tǒng)占地面積，同時不影響旋風(fēng)分離器分離效率的前提下，解決了含塵氣體的均勻分配問題，提高了旋風(fēng)分離器的處理量。
[0023]在中心排氣管底部設(shè)計防塵網(wǎng)，改變了含塵顆粒的流動路徑，有效防止細(xì)小顆粒從中心排氣管中溢出，暫時附著在防塵網(wǎng)上的細(xì)小顆粒在高速來流的吹動下，將離開防塵網(wǎng)，在旋風(fēng)分離器的分離筒內(nèi)重新開始運動。當(dāng)遇到高速氣流時，有可能再次被攜帶，重新多次參與分離過程。這種結(jié)構(gòu)能夠防止細(xì)小顆粒的逃逸，有效提高分離效率，達(dá)到節(jié)能減排的目的。
【附圖說明】
[0024]圖1為帶有漸擴(kuò)型入口、分級導(dǎo)流板和防塵網(wǎng)結(jié)構(gòu)的旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為圖1的俯視示意圖；
[0026]圖3為漸擴(kuò)型入口的三維示意圖；
[0027]圖4為旋風(fēng)分離實驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中標(biāo)號:
[0029]1-一級導(dǎo)流板、2-二級導(dǎo)流板、3-漸擴(kuò)型入口、301-頂部壁面、302-外側(cè)壁面、303-進(jìn)口壁面、304-內(nèi)側(cè)壁面、305-底部壁面、4-中心排氣管、5-防塵網(wǎng)、6-分離筒、7-分離筒下部的錐體筒、8-灰斗、9-料腿、10-排氣調(diào)節(jié)閥門、11-輸出管路、12-連接管路、13-第二壓力傳感器、14-氣體輸送管路、15-固體顆粒給料機控制閥、16-固體顆粒給料機、17-第一壓力傳感器、18-溫度傳感器、19-空壓機電動閥、20-空壓機、21-質(zhì)量流量計、22-布袋除塵器。
【具體實施方式】
[0030]本發(fā)明提供了一種帶漸擴(kuò)型入口、導(dǎo)流板和防塵網(wǎng)的旋風(fēng)分離器和實驗系統(tǒng)，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0031]如圖1所示，該旋風(fēng)分離器包括漸擴(kuò)型入口 3、中心排氣管4、分離筒6、分離筒下部的錐體筒7、灰斗8和料腿9。漸擴(kuò)型入口 3由頂部壁面301、外側(cè)壁面302、進(jìn)口壁面303、內(nèi)側(cè)壁面304、底部壁面305組成，頂部壁面301為水平平面，外側(cè)壁面302與分離筒6的切面平行，進(jìn)口壁面303為豎直平面，內(nèi)側(cè)壁面304由外到內(nèi)向外側(cè)壁面302傾斜，底部壁面305由外到內(nèi)向頂部壁面301傾斜。
[0032]在漸擴(kuò)型入口 3內(nèi)安裝兩塊水平與垂直位置均交錯布置的一級導(dǎo)流板I和二級導(dǎo)流板2，且一級導(dǎo)流板I和二級導(dǎo)流板2均與底部壁面305平行，一級導(dǎo)流板I與進(jìn)口壁面303相齊；中心排氣管4的底部安裝防塵網(wǎng)5，防塵網(wǎng)5的網(wǎng)眼直徑小于待分離的顆粒粒徑分布中的最小直徑。
[0033]二級導(dǎo)流板2與漸擴(kuò)型入口 3的出口端距離為d2，一級導(dǎo)流板I和二級導(dǎo)流板2在水平方向的間距為d1;—級導(dǎo)流板I和二級導(dǎo)流板2的長度均為L，為底部壁面305長度的 0.25 ?0.3 倍，并且 0.SUd^d^0.4L。
[0034]一級導(dǎo)流板I的前沿到底部壁面305前沿的垂直距離為hp —級導(dǎo)流板I的前沿到二級導(dǎo)流板2的前沿的垂直距離為h2，二級導(dǎo)流板2的前沿到頂部壁面301的垂直距離為 h3，且 Ii1= h 2= h 30
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