专利名称：一种用于立管式第三级旋风分离器的分离单管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于立管式第三级旋风分离器的分离单管。所述的立 管式第三级旋风分离器主要用于石油化工和煤化工行业流态化反应再生装置的 再生烟气能量回收系统或油气中的催化剂分离回收系统中，将催化剂与烟气或 油气进行分离。
背景技术：
在石油化工和煤化工行业的流态化反应再生装置中，再生烟气的能量回收 系统或油气中的催化剂分离回收系统是必不可少的一部分，这些系统中的第三 级旋风分离器又是关键设备之一 。目前工业上应用的第三级旋风分离器主要有 立管式第三级旋风分离器和卧管式第三级旋风分离器两种类型。在立管式第三 级旋风分离器中，立式安装有多根分离单管，用于气固分离。美国专利
USP6797026B2公开了一种用于流化催化裂化(FCC)等装置的立管式第三级旋风 分离器，所用的分离单管设有单管壳体、排气管，排气管与单管壳体同轴设置。 单管壳体的顶部为含尘气体入口，含尘气体入口的下方设有导向叶片。单管壳 体的底部为封闭端(一般为水平板的形式)。单管壳体的较低部分设有多个排尘 口，用于排放分离出的催化剂粉尘以及少量的泄料气。排尘口一般为矩形缝， 长度方向基本上与单管壳体的轴线平行，长度值通常为单管壳体长度的5% 25%。排尘口的总开孔面积最好是单管壳体表面积的0.05% 5%。上述用于立管 式第三级旋风分离器的分离单管存在的主要问题是，当泄料气夹带着催化剂粉 尘从排尘口排出时，排尘口易于被催化剂粉尘堵塞。矩形缝如果较宽，堵塞可 适当减轻，但泄料气倒窜回分离单管单管壳体内的可能性加大，会影响分离单 管的分离效率。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于立管式第三级旋风分离器的分离单管， 以解决现有的分离单管所存在的排尘口易于被催化剂粉尘堵塞的问题。
为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是 一种用于立管式第三级 旋风分离器的分离单管，设有单管壳体、排气管以及排尘口，排气管与单管壳 体同轴设置，单管壳体的顶部为含尘气体入口，含尘气体入口的下方设有导向 叶片，其特征在于单管壳体的底部设有倒置圆锥面形的锥段，锥段的底部与 排气管的外壁之间构成圆环形的开口，作为排尘口，排尘口的面积为单管壳体 内腔横截面积的5% 15%，锥段的底部设有圆锥面形的防倒锥。
3同USP6797026B2公开的立管式第三级旋风分离器所用的分离单管相比，采 用本实用新型具有如下的有益效果在操作过程中，携带大量催化剂粉尘的含 尘气体从含尘气体入口进入分离单管的单管壳体内，在导向叶片的作用下绕单 管壳体的中心轴线环向流动，产生气固分离所需的离心力。含尘气体中的催化 剂粉尘在离心力作用下浓集于单管壳体的内壁上，由泄料气夹带可以顺利地由 圆环形的排尘口排出(排入立管式第三级旋风分离器的集尘室内)，不会发生堵 塞；并且，排尘口的面积还可以保证泄料气的排放速度及压降、防止泄料气倒 窜回分离单管的单管壳体内。另外，锥段的底部设有防倒锥，也是为了防止上 述泄料气的倒窜。同时，本实用新型还能够保留USP6797026B2公开的分离单管 所具有的各种优点。
釆用本实用新型分离单管的立管式第三级旋风分离器，主要用于炼油行业 的流化催化裂化、流化催化裂解以及煤化工行业的甲醇制烯烃等装置中，将催 化剂与烟气或油气进行分离。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。
图l是本实用新型用于立管式第三级旋风分离器的分离单管沿轴向的剖视图。 图2是图1中的A—-A剖视图。 图3是单管固定环沿轴向的剖视图。 图1至图3中，相同附图标记表示相同的技术特征。
具体实施方式
参见图l所示本实用新型用于立管式第三级旋风分离器的分离单管(简称为 分离单管)。它设有单管壳体3、排气管4以及排尘口。排气管4与单管壳体3同轴 设置。单管壳体3的顶部为含尘气体入口1，含尘气体入口l的下方设有导向叶片 2;导向叶片2的类型是常规的。参见图l,导向叶片2固定于叶片固定件12上， 叶片固定件12用数块连接板8连接于单管壳体3的顶部。单管壳体3的底部设有倒 置圆锥面形的锥段5，锥段5的底部与排气管4的外壁之间构成圆环形的开口，作 为排尘口6。排尘口6的面积应控制在一定的范围内，原则是既要保证泄料气的 排放速度及压降、以防止泄料气倒窜回分离单管的单管壳体3内，同时又要保证 排尘口6的面积足够大，以防止排尘口6被催化剂粉尘堵塞。综合考虑，排尘口6 的面积为单管壳体3内腔横截面积的5% 15%;单管壳体3内腔的横截面积按单管 壳体3的内直径d计算，参见图l。
锥段5的底部设有圆锥面形的防倒锥7，防倒锥7和排气管4之间用数块连接 板8连接在一起，参见图1和图2。设置防倒锥7，也是为了防止由排尘口6排出的泄料气倒窜回分离单管的单管壳体3内。
参见图l，本实用新型分离单管其它的主要结构参数一般如下单管壳体3
的内直径d为250 300亳米，长度a为1000 1500毫米；锥段5的锥角a为20 40 度，长度b为300 500毫米；防倒锥7的锥角yS为30 60度，长度c为50 100毫 米。
如图1所示，本实用新型的分离单管采用立式安装，单管壳体3和排气管4通 过单管固定环11分别固定在立管式第三级旋风分离器的上隔板9和下隔板10上。 上隔板9和下隔板10—般为倒置圆锥面形的结构，固定于立管式第三级旋风分离 器内。其中，上隔板9以上的区域为立管式第三级旋风分离器的进气室，上隔板 9和下隔板10之间的区域为立管式第三级旋风分离器的集尘室，下隔板10以下的
区域为立管式第三级旋风分离器的出气室。分离单管的含尘气体入口l与进气室 连通，排尘口6与集尘室连通，排气管4的底部出口与出气室连通。本实用新型 分离单管所适用的立管式第三级旋风分离器的整体结构属于常规(参见 USP6797026B2)，附图省略。参见图1和图3，本实用新型的单管固定环ll为斜切 的圆管段，长度e—般为100 200毫米。单管固定环ll的斜切角度，根据上隔板 9和下隔板10的倾斜角度确定。单管固定环11分别套装于单管壳体3和排气管4的 外部，再分别与单管壳体3、排气管4以及上隔板9、下隔板10焊接连接。与 USP6797026B2图3所示的单管固定环相比，采用本实用新型结构的单管固定环ll 的优点是可以节省材料。
本实用新型分离单管各部件之间的连接， 一般均采用焊接。 本实用新型的操作情况是这样的立管式第三级旋风分离器的进气室内携 带大量催化剂粉尘的含尘气体，从含尘气体入口1进入分离单管的单管壳体3内。 导向叶片2将含尘气体由沿分离单管轴向流动的方向改变为绕单管壳体3的中心 轴线环向流动的方向，产生气固分离所需的离心力。在单管壳体3内，含尘气体 中的催化剂粉尘在离心力作用下浓集于单管壳体3的内壁上，再随下行气流经圆 环形的排尘口6(以及防倒锥7)排入立管式第三级旋风分离器的集尘室内；夹带 催化剂粉尘由排尘口6排出的下行气流称为泄料气。在单管壳体3内经离心分离 之后形成的净化气体，从排气管4排入第三级旋风分离器的出气室内。立管式第 三级旋风分离器按常规方式操作，说明从略。
进入单管壳体3的含尘气体中的催化剂粉尘浓度一般为50 500毫克/立方 米，催化剂粉尘的中位粒径一般为10 20微米。含尘气体通过导向叶片2后的气 速一般为20 40米/秒。泄料气的体积流量一般为进入单管壳体3内的含尘气体 总体积流量的3% 5%。
权利要求1、一种用于立管式第三级旋风分离器的分离单管，设有单管壳体(3)、排气管(4)以及排尘口，排气管(4)与单管壳体(3)同轴设置，单管壳体(3)的顶部为含尘气体入口(1)，含尘气体入口(1)的下方设有导向叶片(2)，其特征在于单管壳体(3)的底部设有倒置圆锥面形的锥段(5)，锥段(5)的底部与排气管(4)的外壁之间构成圆环形的开口，作为排尘口(6)，排尘口(6)的面积为单管壳体(3)内腔横截面积的5％～15％，锥段(5)的底部设有圆锥面形的防倒锥(7)。
2、 根据权利要求l所述用于立管式第三级旋风分离器的分离单管，其特征 在于单管壳体(3)的内直径为250 300毫米，长度为1000 1500毫米，锥段(5) 的锥角为20 40度，长度为300 500毫米，防倒锥(7)的锥角为30 60度，长度 为50 100毫米。
3、 根据权利要求l所述用于立管式第三级旋风分离器的分离单管，其特征 在于单管壳体(3)和排气管(4)通过单管固定环(11)分别固定在立管式第三级 旋风分离器的上隔板(9)和下隔板(10)上，单管固定环(ll)为斜切的圆管段，长 度为100 200毫米。
专利摘要本实用新型公开了一种用于立管式第三级旋风分离器的分离单管，以解决现有的分离单管所存在的排尘口易于被催化剂粉尘堵塞的问题。本实用新型设有同轴设置的单管壳体(3)和排气管(4)。单管壳体的顶部为含尘气体入口(1)，含尘气体入口的下方设有导向叶片(2)。单管壳体的底部设有倒置圆锥面形的锥段(5)，锥段的底部与排气管的外壁之间构成圆环形的开口，作为排尘口(6)；排尘口的面积为单管壳体内腔横截面积的5％～15％。锥段的底部设有圆锥面形的防倒锥(7)。采用本实用新型分离单管的立管式第三级旋风分离器，主要用于石油化工和煤化工行业流态化反应再生装置的再生烟气能量回收系统或油气中的催化剂分离回收系统中。
文档编号B04C3/00GK201283317SQ20082022045
公开日2009年8月5日 申请日期2008年10月20日 优先权日2008年10月20日
发明者张世成, 张卫华, 丽 李, 田永成, 郝希仁, 顾月章 申请人:中国石化集团洛阳石油化工工程公司