[发明专利]一种煤层气鼓风机低阻旋风分离器

说明书

技术领域

本发明涉及气体过滤设备，具体地说，是关于一种煤层气鼓风机低阻旋风分离器。

背景技术

随着能源问题越演越烈，煤层气等非常规天然气资源的开发利用成为我国能源发展的一项重要任务。但是近年来由于国内煤层气各种开发手段的应用，使原料气气质越来越差，携带粉煤灰、泥土、管道腐蚀物及少量水等杂质的煤层气进入后续鼓风机系统，造成鼓风机入口过滤网因杂质堵塞频繁停机，影响生产并造成损失。因此，迫切需要寻找一种能够高效去除煤层气中粉煤灰等杂质的除尘净化装置。

常规的重力沉降技术是利用重力作用使尘粒从气流中自然沉降的除尘装置。它的除尘效率与沉降室水平截面和气流速度有关，虽然重力除尘器的结构简单，压力损失小，但除尘效率低，单独使用时无法达到规定技术指标。因此，一般只把沉降室作为第一级粗净化。

离心分离技术是利用流体中相对较重的液体和固体颗粒在离心力作用下从气相中分离出来，旋风分离器作为离心分离的一种典型设备，具有结构简单，占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大等优点，一般用来捕集20μm以上的颗粒物。但是，需要有一定的速度，且操作弹性较小，如果设计不当，容易产生上涡流，降低分离效率。

过滤分离技术主要用于粒径很小的粉尘，过滤分离的种类很多，过滤精度可以做得很高，但压力损失相对较大，对过滤介质的运行工况要求较高。

煤层气中粉煤灰等杂质的浓度较大、粒度较粗，采用单一的重力沉降、旋风分离或者过滤分离都不能达到高效除尘净化的目的。考虑到高效性、操作弹性、经济性等问题，本领域迫切需要开发一种新的、能够有效克服上述现有设备不足的高效煤层气分离设备。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高效的煤层气鼓风机低阻旋风分离器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种煤层气鼓风机低阻旋风分离器，其特征在于，包括罐体，重力沉降室和旋风分离器，所述的旋风分离器设置于所述罐体的内部，该旋风分离器外壁与罐体内壁之间的空间为重力沉降室。

所述的罐体内还设有中间隔板，该中间隔板设于重力沉降室和旋风分离器的上端，用于将原料气和净化气有效分隔。

所述的旋风分离器包括由上到下依次连接在一起的筒体、锥体和灰斗，所述筒体、锥体位于罐体的内部，所述灰斗则伸出至罐体的下方，所述筒体的侧边上开有进口，筒体的上端设有排气管，该排气管的末端伸至中间隔板的上方，所述锥体的底部通过管路连接至灰斗顶部，以将分离的固体和液体杂质送至灰斗中。

所述的旋风分离器内设有渐缩形导流挡板，有利于气固两相分离，提高除尘效率。

所述的罐体底部还设有手孔，用于检修，以在必要的时候将杂质排除。

所述的罐体下部分设有一总进气口，上部分设有一总出气口，该总出气口设于中间隔板的上方。

所述的罐体两侧还设有腿式支座，用于支撑整个设备。

重力沉降室是罐体内壁与旋风分离器外壁之间的空间，原料气首先进入重力沉降室，含尘气体中粒径在150～200μm以上的大颗粒会由于沉降效应被分离出来，起到预除尘的作用，同时减少后续旋风分离器的负荷。

旋风分离器在出口管与顶部及器壁构成的环形区域内，由于顶部下面有一个流动缓慢的边界层，它的静压随半径″的变化比强旋流中的变化平缓，于是促使外侧静压较高的流体向上流人此边界层内，并沿边界层向内侧流动，经出口管外壁而转折向下，形成了局部环流，也称上涡流。这种短路流把一部分已浓集在除尘器器壁处的细颗粒向上带到顶板附近，而形成了″上灰环，并不时被带人上升的中心气流中逸出出口管，影响了除尘效率。筒体的侧边上开设的进口为延伸处筒体侧壁外的进口管道，其目的，是为了气流在流速较高处有相应的较大流通面积，有效地消除上涡流的影响。

渐缩形导流挡板使得颗粒随气流进入旋风体内，由直线流动变为圆周流动时，由于颗粒的径向分离距离逐渐减小，因此有利于气固两相的分离.提高了除尘效率，尤其是对细颗粒的捕集。此外，导流挡板与旋风顶板保持一定的缝隙，不仅阻力有显著下降，而且分离效率也有了一定的提高。

中间隔板设于旋风分离器上端，旋风分离器排气管口嵌于该隔板中间，起到原料气和净化气有效分隔的作用。

旋风分离器锥体底部通过法兰连接至灰斗顶部，当灰斗中积累一定量的粉尘时，可通过法兰拆卸清理。