[发明专利]用于从流体中分离颗粒的旋风分离器

说明书

本发明涉及用于从流体中分离固体颗粒和/或至少一种液体的旋风分离器(1)。一个斜坡(10a)布置在壳体盖(5)处和/或布置在进给通道(7)的上壁(9)处，其中，至少一个斜坡(10a)的斜度在15°至60°的范围内。

技术领域

本发明涉及用于从流体中分离固体颗粒和/或至少一种液体的旋风分离器。旋风分离器包括：壳体；入口，用于将流体与固体颗粒和/或所述至少一种液体一起引入壳体中；排出口，用于排出固体颗粒和/或所述至少一种液体；壳体盖，相对于排出口在对侧布置；浸入管(浸没管)，设置在壳体盖(盖)中，用于从壳体中排出流体；以及进给通道，通入壳体中的入口，用于将流体与固体颗粒和/或所述至少一种液体一起引入壳体中。通常，流体是气流，或者在水力旋流器的情况下是液体流。

背景技术

对于大多数不同类型的应用例如循环流化床燃烧(CFB燃烧)、煅烧、油回收以及其他工艺方法而言，必须先从含有固体或液体的热烟气或产物气体混合物中去除和/或分离固体或液体，然后将气体送入下一个净化阶段(例如电除尘器(ESP))，以满足环境要求或尤其是产物要求。

对于这些工艺方法而言，通常采用气体旋风分离器从热烟气或从产物气体混合物中滤出颗粒状固体。但是，此类旋风分离器也用在蒸汽发电厂中，用于在蒸汽发生器与涡轮机之间从新鲜蒸汽中分离水，或者用于气体冷却器中的冷凝物分离。利用水力旋流器，可以分离或分级包含在悬浮液中的固体颗粒。利用水力旋流器，还可以解决乳液(例如油-水混合物)的处理。

在不同的应用领域中，原理上，这些离心分离器的工作模式是相同的。流体与所包含的固体或液体一起从流体源经进给通道进给到旋风分离器壳体中。在旋风分离器的内部，流体体积流的主要部分(约90％)受迫作为螺旋路径上的主流，以使得待分离的颗粒在离心力作用下抛向壳体壁。这导致颗粒从流分离并朝向排出口的方向下降或向下流动。通过除去颗粒而净化的流体例如通过浸入管形式的漩涡溢流管离开旋风分离器。

占总体积流剩余约10％的副流经盖/浸入管的界面直接流入浸入管。在排出口对侧的壳体盖区域中形成低能量区，在低能量区中不能发生颗粒的有效分离。因此，颗粒积聚在该区域中；此外，由于内涡流区域中的低压，颗粒会朝向浸入管的方向吸入。因此，这些颗粒通过气体出口离开旋风分离器，而不是如所需的那样通过排出口离开。因此，旋风分离器的分离效率受到显著损害。

在旧式旋风分离器的情况下，进给通道的特征在于较大的长度。当流体流动通过这种长进给通道时，颗粒在重力影响下朝向进给通道下壁的方向行进。因此，减少了在壳体盖附近低能量区中的颗粒积聚。但是，由于尺寸(长度)的缘故，此类进给通道具有非常大的重量、占据很大空间、并且极昂贵。

在更现代的旋风分离器的情况下，进给通道设计成较小且较短，以节省空间和成本。但是，由于流体在进给通道中停留时间显著较短，所以颗粒不能朝向进给通道下壁的方向充分地移动。因此，颗粒也直接在壳体盖处引入旋风分离器壳体中，因此它们有可能积聚在低能量区中并损害分离效率。

从US 6,322,601 B1已知进给通道的变型。倾斜突起设置在进给通道上壁处，并沿着进给通道的整个长度(5m)和整个宽度延伸。突起的斜度20％，其中，突起从进给通道内壁到外壁的高度减小。通过这种设计，将向下带走颗粒并且将支持通过重力的分离。但是，没有解决在壳体盖附近低能量区中颗粒积聚的问题。由于斜度小，利用突起也不能防止颗粒积聚在壳体盖附近的低能量区中，并且损害分离效率。

文献DE 26 47 486 A1公开了一种水力旋流器，其中，进给通道从分选管外部开始并以螺旋形式继续进入水力旋流器内部。因此，通过进给通道引入的气流在上部环形空间中切向地朝向浸入管引导。然而，这产生的问题是：颗粒/液体被引导到浸入管、积聚在边界层中、并且会在未从气流分离的情况下沿着浸没管壁离开旋风分离器。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种旋风分离器，其特征在于，节省空间的设计、低生产成本和高分离效率。