[发明专利]旋风分离器

说明书

本发明涉及旋风分离器，更确切地说涉及将固体燃料颗粒从燃烧系统的排气中分离出来的分离器或类似的分离器。

普通的旋风分离器一般在其下端都带有一料斗，用以收集分离器中的固体颗粒。分离机器和料斗通常都装有整体式的外部耐火壁，该壁耐磨且隔热，从而使外壳处于较低的温度下。一般情况下，此壁均由一个金属外壳和两层内部隔热耐火材料构成，以使外壳免受高温作用，并减少热损失。然而，为取得适宜的隔热，这些耐火材料层必需具有相当的厚度，这样就增加了分离器和料斗的尺寸、重量和价格，并需对较长的起动和停机时间进行控制，以防耐火材料破裂。另外，这些设计中的金属外壳不能从外部进一步进行隔热，因为这样会使其温度上升至815℃，这远远超过其能够承受的最高温度。

此外，多数普通旋风分离器要求在反应器与旋风分离器之间，旋风分离器与热回收部分之间设置衬有较昂贵的高温耐火材料的管道和膨胀接头，这是极为复杂和昂贵的。另外，用上述方法制造的普通分离器在联机运行之前需求进行较长时间的加热，以免耐火材料壁早期破裂，这样很不方便，且增加了操作费用。此外，其他的旋风分离器可能还需单独设置顶盖的管路，这就提高了这种系统的费用。

因此，本发明的目的是提供一种热损失小，内部耐火材料隔热层减少到最低程度的旋风分离器。

本发明的另一个目的是提供一种上述类型的旋风分离器，其耐火材料无论在尺寸、重量和价格上都大大低于普通的分离器。

本发明的另一目的是提供一种上述类型的旋风分离器，此分离器由一些包括锥形部分、筒形部分和顶盖部分的传热管子构成，使蒸汽和水的混合物在管内保持循环，并可在装置外设置一泵，而在自然循环锅炉中则不用在炉外另行设泵。

为达到这些目的和其他一些目的，本发明的分离器具有筒体、顶盖和料斗，所有这些均由一些相互平行的管子构成。还设有集水环，以使冷却水或蒸汽通过各管。此外还设有一内部筒体，它与分离器的筒体构成一环形室，用以接收气体和固体颗粒的混合物，通过离心力的作用使固体颗粒从气体中分离出来。固体颗粒落入分离器的斗内以待处理或进行再循环，而气体则向上通过分离器进入外部热回收装置。

参看以下对本发明最佳实施例所作详细说明及其附图可以更加充分地理解本发明的上述简要说明、目的、特征和优点。

图1为本发明旋风分离器的透视简图，图上示有构成外部筒体的部分管子。

图2为图1中2-2截面。

图1中标号2所示为本发明旋风分离器，它具有一顶盖4、一圆锥形下部料斗6和一筒体8。一下集水环12设于料斗6的下端，上集水环14设于顶盖4的上方。

构件4、6、8均由一组连续的、相互隔开且平行的管20构成，这些管沿分离器2的全长设置，其下端与下集水环12相连，上端与上集水环14相连。

入口通道24通向筒体8的内部，可由一部分弯出筒体8平面以外的管子20构成，这在4，746，337号美国专利中有较详细的说明，此专利已转让给本发明的受让人。

顶盖4是将管20按20a所示角度径向向内弯曲，然后按20b所示角度向上弯曲形成的。

内管26位于筒体8内部，由耐用的金属材料，如不锈钢构成，其上端略为伸出顶盖4。管26直接装在由弯管20a和20b的顶端形成的开口内。在管26的外表面和筒体8的内表面之间形成一环形室28，其作用将在下面予以说明。

如图2所示，各管20彼此隔开，一连续的翅片30位于相邻各管之间并焊在相邻各管上。这部分构件位于内部耐火材料32和外部隔热材料34之间。耐火材材32可采用较薄的一层高导热率耐火材料，隔热材料可用任意通用材料。

自然循环蒸汽锅筒40通过管42、支管42a和42b与上集水环14连接。下降管44、支管44a和44b将蒸汽锅筒40连接到下集水环12上。于是，由于重力作用，水从蒸汽锅筒通过下降管44流到下集水环12，从这里通过自然对流作用经由管20向上流动，这在下面将予以说明。

本发明分离器2为锅炉系统的一部分，其中包括与分离器相邻设置的流化床反应器或类似装置（图中未示出）。在运转中，入口通道24接受来自反应器的热气，此热气中含有来自流化床的固体细颗粒燃料。入口通道24的布置应使含颗粒的气体切向进入环形室28，因而使其在环形室28内旋流。进入的固体颗粒由于离心力的作用撞在筒体8的内壁上，在此积聚，并由于重力作用向下落入斗6，留在环形室28内较清洁的气体受顶盖4阻挡而不能向上流动，因而通过内管26的下端进入其中。气体通过管26，从管26上端排出，进入外部装置供进一步利用。