[发明专利]轴向煤炭分离器

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求申请号为61/397,903、申请日为2010年6月18日的美国临时专利申请的优先权权益，该专利申请的全部内容通过引用的方式并入本申请。

技术领域

本申请大体涉及用于根据尺寸或质量分离颗粒的分离器。更具体地说，本申请涉及静态轴向分离器，所述静态轴向分离器被构造成更精确地分离燃料（比如煤）的固体颗粒，以使燃料的燃烧更有效并且减少不希望的排放物。

背景技术

在电力工业中例如在燃煤发电站中使用颗粒分离器，比如煤炭分离器，进行悬浮燃烧，是众所周知的。通常，颗粒分离器被安装在燃料破碎装置（例如粉碎机）和燃料燃烧装置（例如锅炉、火炉）之间。煤炭以大而无规则的块进入破碎机，并且转变为较小且更规则的块离开，这些较小且更规则的块随后被导入分离器中。分离器基于煤的尺寸或质量对其进行分离，较大的颗粒被引导再次穿过粉碎机以进一步减小尺寸，并且其中较小的颗粒被引导出分离器并进入燃烧装置。

通常，分离器被分为两种类型：静态型和动态型。传统的静态分离器一般涉及使用流体（例如空气、气体）流，以通过旋风流或涡旋流产生离心力以将颗粒移动到分离器的周边壁，在这里重力和摩擦力的合力克服拉拽力，使得较重或较大颗粒脱离流体流并且被剔除返回粉碎机。传统的动态分离器一般涉及使用旋转式分离器叶片，以产生改善颗粒分级所需的离心力，其中所述旋转叶片可以与颗粒实体撞击，以将其从总体的流体流中剔除返回粉碎机。本申请涉及一种改进的静态分离器，其更为有效地分离燃料（比如煤炭）的粗颗粒与细颗粒。

图1例示了传统的静态轴向分离器的一个实例，它包括壳体11、入口管12、出口管13、目标锥形部件14、一个挡板或多个叶片15，以及回收管16。所述壳体11包括连接至（coupled to）入口管12和回收管16的下部V型部分，并且进一步包括连接至出口管13的上部环形（低速）部分。所述锥形部件14设置在所述壳体11的内部，以便所述锥形部件14的外表面与所述壳体11的内表面为流体流19'（通过所述壳体与锥体之间的两个箭头以及出口管中的两个箭头例示）形成通道。所述锥形部件14的外表面可以连接至叶片15的内表面，并且所述叶片15的外表面可以连接至所述壳体11的内侧。与所述回收管16的横截面相比，所述入口管12具有较小的横截面（例如直径），以便所述回收管16连接到所述壳体11的下部V型部分的底部，围绕所述入口管12形成环形部分。

气动输送的粉煤进入传统静态轴向分离器10的入口管12的下端，正如流体流19所例示的那样。流体和煤炭颗粒离开所述入口管12，并且在穿过所述锥体14与壳体11之间形成的通道的同时，与所述锥体14的外表面或所述壳体11的内表面碰撞。流动截面积也被增大，使流动变慢。一些煤炭颗粒可能碰触所述椎体14或壳体11，由于摩擦力抵消来自流体流19'的向上拉拽力，煤炭颗粒将遭受进一步的减速。如果重力、摩擦力和非弹性碰撞的合力超过流体流所产生的拉拽力，那么颗粒将停滞并且可能从通道中掉落或下降至所述回收管16的环形部分中，通过所述回收管16的环形部分将煤送回至粉碎机。其它煤炭颗粒被流体流19'拉拽从通道穿过所述挡板15进入所述出口管13（如流体流19所示），所述出口管13既可以间接地也可以直接地将颗粒最终送往燃烧区，因为颗粒可以被存储在容器中。形成挡板的叶片15通常被构造成引导所述流体流19'以旋流或涡流的形式离开挡板，这增大了重力势能（the potential for gravity），从而克服了流体的拉拽力并使颗粒朝所述回收管16掉落。具有相对较高的动量和惯性的较大颗粒可能与所述叶片15撞击或碰撞，从而通过非弹性碰撞使颗粒变慢。形成的漩涡，连同在所述壳体11顶部的流动方向的变化，增加了较大颗粒的势能以撞击固定表面，这可能使颗粒变慢或者使撞击过的颗粒流从所述流体流方向朝所述回收管16改变方向。