一種大型第三級旋風分離器的製作方法
2023-05-19 10:44:51 3
專利名稱：一種大型第三級旋風分離器的製作方法
技術領域：
本發明屬於石油煉製與化工設備，更具體地說是一種用於石油煉製催化裂化裝置 中將高溫煙氣和其所含的微量催化劑進行氣固分離的設備。
背景技術：
現有技術中用於催化裂化裝置中的第三級旋風分離器有單管式和內部子旋風器 兩種類型。美國專利US7048782及中國專利ZL02245967. 7都公布了一種單管式旋風，這和本 發明有本質的區別。中國專利ZL200820108124公布了一種和本發明同屬內部子旋風器的第三級旋風 分離器，見圖1。由圖可見其子旋風通過其頂部的升氣管直接連在內集氣室底隔板上，並在 徑向處於集氣室內部，這種結構用於子旋風數量相對較少的第三級旋風分離器時，結構不 難實現；但對於如需數量很多的子旋風所示的大型第三級旋風分離器時，會造成內集氣室 直徑巨大，使處於高溫設備內部的熱壁集氣室與帶內隔熱的冷壁封頭在設備直徑方向上的 膨脹差加大，造成內集氣室垂直器壁熱應力加大，產生疲勞；同時，內集氣室底隔板由於子 旋風的重力作用，易出現變形。另外一個問題是由於至少兩個包含在內集氣室內部的淨化 氣體出口的存在，也使得內集氣室的直徑較大。這兩個問題使得這種結構的第三級旋風分 離器在裝置規模進一步擴大時遇到困難。
發明內容
為了解決現有技術的旋風分離器大型化過程中，由於子旋風數量加大帶來的集氣 室加大以及相應的膨脹差加大、熱應力加大、重力加大導致的變形等諸多技術問題，本發明 提供了一種新結構的大型第三級旋風分離器。本發明通過內部吊杆將旋風的重量單獨支持 在設備封頭上，並通過組合式內集氣室的設置，徹底解決上述由於設備大型化後內集氣室 巨大所引起的諸多問題，真正實現並成為適用的大型化的第三級旋風分離器。本發明是通過以下技術方案實現的—種大型第三級旋風分離器，包括煙氣入口 1、旋風出口 7、冷壁上封頭8、冷壁殼 體9、多個子旋風器10、內隔熱層11、冷壁下封頭12、催化劑出口 13、淨化煙氣出口 14、熱壁 旋風入口 20，其特徵在於，在所述的大型第三級旋風分離器上部有凸起的組合集氣室，所述的 集氣室自上而下依次由以下部件組成a.凸起集氣室冷壁封頭2，b.凸起冷壁集氣小室3，c.煙氣入口熱壁內管15和下部的膨脹節17，d.集氣室熱壁內器壁16及集氣室熱壁內隔板18，e.集氣室熱壁封頭19。
所述的進入旋風器10的煙氣通道，是由煙氣入口 1、煙氣入口熱壁內管15內壁、煙 氣入口熱壁內管15下部的膨脹節17內壁、膨脹節17內壁下部的集氣室熱壁內隔板18內 壁以及集氣室熱壁封頭19組成的中空通道；其中的集氣室熱壁內隔板18和集氣室熱壁封 頭19構成旋風器10的熱壁旋風入口 20。所述排出旋風器10的煙氣通道，是由凸起集氣室冷壁封頭2、淨化煙氣出口 14、凸 起冷壁集氣小室3、集氣室熱壁內器壁16形成的外環，和煙氣入口熱壁內管15及其下部的 膨脹節17以及集氣室熱壁內隔板18的外壁形成的內環組成的環形通道；其中的集氣室熱 壁內器壁16和集氣室熱壁內隔板18構成旋風器10的旋風出口 7。在具體實施中，所述的冷壁上封頭8上設置了冷壁吊座4，利用內部吊杆5、鉸鏈6將每一個子旋 風器10懸掛在冷壁上封頭8上；所述的多個子旋風器10布置在一個同心圓上或者兩個同心圓上；所述的布置在兩個同心圓上的多個子旋風器10，其內圈的子旋風器10的熱壁旋 風入口 20垂直或者不垂直與集氣室的熱壁內器壁16連接；所述的子旋風器10在垂直方向在同一同心圓上布置在同一標高，或者不同的同 心圓上布置在不同的標高上；在所述的煙氣入口熱壁內管15、組合式集氣室熱壁內隔板18之間安裝有膨脹節 17 ；所述的子旋風器10的個數為10 50。本發明中所述冷壁是指由碳鋼外殼和內隔熱層組成的殼結構，由於有內隔熱層， 使碳鋼外殼的溫度降低，熱脹量小。熱壁指由單層不鏽鋼材料或不鏽鋼與耐磨層製成的殼 結構，處於設備內部，溫度高，膨脹量大。本發明所描述的內部吊杆指吊杆，所描述的組合式集氣室是指具由凸起集氣室冷 壁封頭、凸起冷壁集氣室、煙氣入口熱壁內管、組合式集氣室熱壁內器壁、膨脹節、組合式集 氣室熱壁內隔板、組合式集氣室熱壁封頭所組成的組合件。本發明的要點是一 .將熱壁子旋風器10用內部吊杆5和鉸鏈6通過冷壁吊座4支持在冷壁上封 頭8上，從而使組合式集氣室熱壁內器壁16收縮到旋風布置圓以內。二 .組合式集氣室的設置將淨化煙氣出口 14由傳統的上封頭位置移到了凸起的 組合式集氣室的垂直器壁上。煙氣入口熱壁內管15、組合式集氣室熱壁內隔板18將含催化 劑煙氣與經旋風處理的淨化煙氣隔開，與組合式集氣室熱壁內器壁16、組合式集氣室熱壁 封頭19形成組合式集氣室。膨脹節17用於連接煙氣入口熱壁內管15與組合式集氣室熱 壁內隔板18。由於上述發明要點一的設置，使組合式集氣室熱壁內器壁16的直徑大大地減小， 從而有效地降低了在直徑方向上熱壁的件16與冷壁的凸起冷壁集氣室3之間的徑向膨脹 差，進而大大地降低了件16的熱應力水平，可提高其壽命；冷壁吊座4和鉸鏈6的設置使得 內部吊杆5可通過向外傾斜的方式吸收熱壁子旋風器10、熱壁旋風入口 20、旋風出口 7、組 合式集氣室熱壁封頭19的組合體由內向外的徑向膨脹。由於上述發明要點二的設置，使淨化煙氣出口 14由傳統的上封頭位置移到了凸起的組合式集氣室的垂直器壁上，使得淨化煙氣出口 14不再佔用冷壁上封頭8上傳統布置 的集器室內部空間，保證了組合式集氣室熱壁內器壁16的直徑的減小。煙氣入口熱壁內管 15、膨脹節17、組合式集氣室熱壁內隔板18將含催化劑煙氣與淨化煙氣隔開。膨脹節17用 於吸收煙氣入口熱壁內管15與凸起冷壁集氣室3、冷壁上封頭8在垂直方向的膨脹差。
圖1是現有第三級旋風分離器的結構2是本發明大型第三級旋風分離器結構3是本發明大型第三級旋風分離器的子旋風器布置平面4是本發明提供的超大型第三級旋風分離器結構5是本發明提供的超大型第三級旋風分離器的子旋風器布置平面圖
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述如圖2、圖3、圖4和圖5所示，這種大型第三級旋風分離器，包括煙氣入口 1、旋風 出口 7、冷壁上封頭8、冷壁殼體9、熱壁子旋風器10、內隔熱層11、冷壁下封頭12、催化劑出 口 13、淨化煙氣出口 14、熱壁旋風入口 20，其特點在於在其上部設置了凸起的組合式集氣 室，所述的凸起的組合式集氣室是由凸起集氣室冷壁封頭2、凸起冷壁集氣室3、煙氣入口 熱壁內管15、組合式集氣室熱壁內器壁16、膨脹節17、組合式集氣室熱壁內隔板18、組合式 集氣室熱壁封頭19所組成的組合結構。所述的冷壁上封頭8上設置了冷壁吊座4，利用內部吊杆5、鉸鏈6將子旋風器10 懸掛在冷壁上封頭8上，子旋風器10通過熱壁旋風入口 20和旋風出口 7與組合式集氣室 相連。所述的子旋風器10既可布置在一個同心圓上，也可布置在兩個同心圓上；當布置在 兩個同心圓上時，其內圈的子旋風器10的熱壁旋風入口 20可垂直於組合式集氣室熱壁內 器壁16，也可成一定角度連於組合式集氣室熱壁內器壁16。所述的子旋風器10在垂直方 向既可布置在同一標高上，也可布置在兩個不同的標高上。所述的煙氣入口熱壁內管15、組 合式集氣室熱壁內隔板18之間安裝有膨脹節17。本發明所述的大型第三級旋風分離的工藝操作過程是含催化劑的煙氣由煙氣入 口 1進入，經煙氣入口熱壁內管15進入由組合式集氣室熱壁內隔板18、組合式集氣室熱壁 封頭19所組成的煙氣分配室。分配室將煙氣分配給每個子旋風器。經子旋風器處理後，淨 化的煙氣經子旋風器出口 7進入煙氣入口熱壁內管15和組合式集氣室熱壁內器壁16之間 的環形區域，最後由淨化煙氣出口 14流出。旋出的催化劑經由催化劑出口 13排出。圖2中的附圖標記21表示設置在大型第三級旋風分離器下部的用於固定子旋風 器10的定位拉杆。實施例1如圖2所示的大型第三級旋風分離器具有如圖3所示的子旋風器布置平面，所有 子旋風器都布置在同一圓周上。實施例2如圖4所示的超大型第三級旋風分離器具有如圖5所示的子旋風器布置平面，所有子旋風器都布置在二個同心圓周上。二個同心圓上的子旋風器在圖4中在垂直方向被分 層錯開。內圈布置的旋風入口可垂直於件16組合式集氣室熱壁內器壁，也可成一定角度連 於件16組合式集氣室熱壁內器壁圖5隻用虛線表示出了成一定角度連接的情況。
上述技術方案只是本發明的一種具體實施方式
，對於本領域內的技術人員而言， 在本發明公開了應用方法和原理的基礎上，很容易做出各種類型的改進或變形，而不僅限 於本發明上述具體實施方式
所描述的方法，因此前面描述的方式只是優選地，而並不具有 限制性的意義。
權利要求
1.一種大型第三級旋風分離器，包括煙氣入口(1)、旋風出口(7)、冷壁上封頭(8)、冷 壁殼體(9)、多個子旋風器(10)、內隔熱層(11)、冷壁下封頭(12)、催化劑出口 (13)、淨化煙 氣出口(14)、熱壁旋風入口(20)，其特徵在於，在所述的大型第三級旋風分離器上部有凸起的組合集氣室，所述的集氣 室自上而下依次由以下部件組成a.凸起集氣室冷壁封頭(2)，b.凸起冷壁集氣小室(3)，c.煙氣入口熱壁內管(15)和下部的膨脹節(17)，d.集氣室熱壁內器壁(16)及集氣室熱壁內隔板(18)，e.集氣室熱壁封頭(19)。
2.如權利要求1所述的大型第三級旋風分離器，其特徵在於所述的進入旋風器(10)的煙氣通道，是由煙氣入口(1)、煙氣入口熱壁內管(15)內壁、 煙氣入口熱壁內管(15)下部的膨脹節(17)內壁、膨脹節(17)內壁下部的集氣室熱壁內隔 板(18)內壁以及集氣室熱壁封頭(19)組成的中空通道；其中的集氣室熱壁內隔板(18)和 集氣室熱壁封頭(19)構成旋風器(10)的熱壁旋風入口(20)。
3.如權利要求2所述的大型第三級旋風分離器，其特徵在於所述排出旋風器(10)的煙氣通道，是由凸起集氣室冷壁封頭(2)、淨化煙氣出口(14)、 凸起冷壁集氣小室(3)、集氣室熱壁內器壁(16)形成的外環，和煙氣入口熱壁內管(15)及 其下部的膨脹節(17)以及集氣室熱壁內隔板(18)的外壁形成的內環組成的環形通道；其 中的集氣室熱壁內器壁(16)和集氣室熱壁內隔板(18)構成旋風器(10)的旋風出口(7)。
4.如權利要求1或3所述的大型第三級旋風分離器，其特徵在於所述的冷壁上封頭(8)上設置了冷壁吊座(4)，利用內部吊杆(5)、鉸鏈(6)將每一個 子旋風器(10)懸掛在冷壁上封頭(8)上。
5.如權利要求1或3所述的大型第三級旋風分離器，其特徵在於所述的多個子旋風器(10)布置在一個同心圓上或者兩個同心圓上。
6.如權利要求5所述的大型第三級旋風分離器，其特徵在於所述的布置在兩個同心圓上的多個子旋風器(10)，其內圈的子旋風器(10)的熱壁旋 風入口(20)垂直或者不垂直與集氣室的熱壁內器壁(16)連接。
7.如權利要求1或3所述的大型第三級旋風分離器，其特徵在於所述的子旋風器(10)在垂直方向在同一同心圓上布置在同一標高，或者不同的同心 圓布置在不同的標高上。
8.如權利要求1或3所述的大型第三級旋風分離器，其特徵在於在所述的煙氣入口熱壁內管(15)、組合式集氣室熱壁內隔板(18)之間安裝有膨脹節 (17)。
9.如權利要求1或3所述的大型第三級旋風分離器，其特徵在於所述的子旋風器(10)的個數為10 50。
10.如權利要求6所述的大型第三級旋風分離器，其特徵在於所述的冷壁上封頭(8)上設置了冷壁吊座(4)，利用內部吊杆(5)、鉸鏈(6)將每一個 子旋風器(10)懸掛在冷壁上封頭(8)上；所述的子旋風器(10)在垂直方向在同一同心圓上布置在同一標高，或者不同的同心 圓上布置在不同的標高上；在所述的煙氣入口熱壁內管(15)、組合式集氣室熱壁內隔板(18)之間安裝有膨脹節 (17)；所述的子旋風器(10)的個數為10 50。
全文摘要
本發明為一種大型第三級旋風分離器。這種大型第三級旋風分離器，包括煙氣入口、旋風出口、冷壁上封頭、冷壁殼體、熱壁子旋風器、內隔熱層、冷壁下封頭、催化劑出口、淨化煙氣出口、熱壁子旋風器入口，其特點在於在其上部設置了凸起的組合式集氣室，所述的凸起的組合式集氣室，是由凸起集氣室冷壁封頭、凸起冷壁集氣室、煙氣入口熱壁內管、組合式集氣室熱壁內器壁、膨脹節、組合式集氣室熱壁內隔板、組合式集氣室熱壁封頭所組成的組合結構。本發明主要用於石油煉製催化裂化裝置中將高溫煙氣和其所含的微量催化劑進行氣固分離，解決了由於設備大型化後內集氣室巨大所引起的諸多問題，是一種適用於大型化第三級旋風分離器。
文檔編號B04C5/24GK101992153SQ200910163078
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月24日 優先權日2009年8月24日
發明者馮清曉, 吳雷, 居穎, 張榮克, 張迎凱, 彭科靈, 曹佔飛, 李宇, 楊啟業, 程建民, 範聲, 閆濤, 黃榮臻 申請人:中國石油化工集團公司;中國石化工程建設公司