Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Циклонный сепаратор для нефти


Циклонный сепаратор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Циклонный сепаратор

Cтраница 2

Циклонные сепараторы предназначены для обработки продукции газовых и гавоконденсатннх сквахин при больших газовых факторах.  [16]

Циклонный сепаратор предназначен для удаления из газа коксовой пыли при минимальном перепаде давления; он оставляет лишь частицы такого размера, которые не вредят воздуходувке горячего газа.  [17]

Циклонный сепаратор со сборником жидкости устанавливается на отдельном фундаменте.  [19]

Циклонные сепараторы, как правило, предназначены для улавливания частиц размером порядка 10 мкм и более. Однако циклоны обычного типа имеют эффективность улавливания выше 90 % лишь для частиц диаметром более 25 мкм. Тем не менее имеются высокоэффективные циклоны, которые могут применяться для частиц размерами вплоть до 5 мкм. При любой конструкции циклона фракционная эффективность улавливания быстро падает при снижении размера частиц ниже определенного значения.  [21]

Циклонные сепараторы применяют на газовых промыслах для очистки газа от механических примесей, грязи и конденсата.  [22]

Циклонные сепараторы наиболее пригодны для удаления довольно крупных частиц.  [24]

Циклонные сепараторы, установленные за ЦВД влажнопаро-вых турбин, находят промышленное применение.  [26]

Современные высокоэффективные циклонные сепараторы, в частности трех описанных выше типов, способны удалять до 99 % частиц диаметром более 40 мк, 95 % диаметром от 15 до 40 мк и 80 % диаметром от 5 до 15 мкм.  [27]

Циклонными сепараторами, или просто циклонами, называются газоочистные устройства, в которых для отделения твердых или жидких частиц от газа-носителя используются центробежные силы, возникающие в результате закручивания газового потока. Агрегатом сепаратора может быть одиночная крупная камера, ряд небольших трубчатых камер, работающих параллельно или последовательно, или динамическая установка, подобная вентилятору. Параллельно работающие камеры обладают повышенной объемной производительностью, в то время как последовательные обеспечивают высокую эффективность улавливания. Все циклоны подразделяются на два основных класса: циклоны с тангенциальным вводом газа и циклоны лопаточные с осевым вводом газа. Единственным различием между ними является способ введения газа внутрь цилиндрической камеры с целью придания ему быстрого вращательного движения. В простом циклонном сепараторе сухого типа, изображенном на рис. 5.12, а, вращательное движение достигается тангенциальным размещением входного патрубка.  [28]

Диаметр циклонного сепаратора практически определяется возможностью его прохождения через торцевые лазы барабана. Его производительность не превышает 10 - 12 т пара в час, из-за чего приходится устанавливать по нескольку десятков сепараторов на котел. Обычно их размещают в два ряда, оставляя между ними проход для людей.  [30]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

Циклонный сепаратор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Циклонный сепаратор

Cтраница 1

Циклонные сепараторы были применены на первых АЭС фирмы Вестингауз. Они имеют несложную конструкцию, компактны, однако эффективность влагоудаления в них недостаточно высока. Применение специальных конструкций завихри-телей, которые встраиваются в сепаратор, позволяет несколько повысить их эффективность.  [2]

Циклонный сепаратор обладает в широком диапазоне изменения скоростей сравнительно высоким коэффициентом очистки газа. С увеличением скорости выше оптимальной эффективность циклона снижается.  [3]

Циклонные сепараторы с плотной средой в основном работают при избыточных давлениях 0 85 - 2 5 ат. Применение более высоких давлений позволяет увеличить производительность, но при этом ускоряется износ аппарата.  [5]

Циклонный сепаратор ( рис. 55) представляет собой аппарат цилиндрической формы, состоящий из сварного корпуса / с донышком 4, сварной трубы 2 и сетки 3, свернутой в виде конуса и вставленной в раструб трубы. Труба установлена внутри корпуса и закреплена фланцем.  [7]

Циклонные сепараторы, предусмотренные в технологической схеме очистки газа от масла, обычно выбирают одного размера.  [9]

Циклонный сепаратор ( рис. 13.23) выполнен в виде конической камеры с входным патрубком а, установленным перпендикулярно оси корпуса и тангенциально его поверхности, и двумя выходными патрубками, расположенными на торцах сепаратора, один из которых ( б) соединен со всасывающим патрубком центробежного насоса или дренажной системой, другой ( в) - с камерой уплотнения.  [11]

Циклонные сепараторы способны к большим перегрузкам по расходу газа, но плохо работают при больших количествах примесей в газе.  [13]

Циклонный сепаратор представляет собой один из наименее дорогостоящих и наиболее важных типов приборов для улавливания диспергированных частиц. Он обычно состоит из цилиндрической или конической камеры, куда из одной или из нескольких точек тангенциально поступает нагруженный частицами газ. Обычно газ дважды меняет направление своего пути вниз, к периферии камеры, и вверх, к выпускному отверстию цилиндрического отдела ее.  [14]

Циклонные сепараторы находят широкое применение для очистки газа от содержащихся в нем частиц при таких производственных процессах, как агрегирующие операции, производство цемента, пищевая и зернообрабатывающая промышленность, производство напитков, минералообрабатывающая промышленность, бумажная и текстильная промышленность и лесообрабатывающая промышленность.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

Принцип работы циклонного сепаратора

Первичную очистку сжатого воздуха от мельчайших взвешенных частиц и компрессорного конденсата выполняют сепараторы циклонного типа. Отделяя ненужные примеси, они эффективно справляются со своим предназначением. Устройство размещается на выходе воздуха из охладителя компрессора и существенно снижает нагрузку на систему отводов и трубопроводов.

Как функционирует циклонный сепаратор

Принцип работы циклонного сепаратора для сжатого воздуха базируется на придании воздушному потоку центробежного характера движения посредством завихрителя. В результате в среде происходит разделение частиц с различной плотностью. Поток, перемещаясь по трубопроводу, соударяется с решетку блокиратора и стенками корпуса устройства.

В итоге из воздушного потока выделяются частицы влаги. Осаждаясь в нижней части корпуса, они впоследствии выводятся из системы посредством поплавкового конденсатоотводчика. Он, как и блокиратор, предотвращает удаленной жидкости вновь вернуться в воздушный поток. Применяя сепараторы циклонного типа для сжатого воздуха в Москве, снижают нагрузку на осушители и фильтры в вакуумной системе.

Серии устройств

В каждой вакуумной системе используется определенный тип сепаратора для удаления влаги из сжатого воздуха:

  • с фланцевым присоединением, где вход воздушного потока расположен сверху;
  • с резьбовым присоединением к пневматической сети и наличием смотрового окна;
  • с фланцевым присоединением, с боковым входом воздуха и сгоном для подключения термометра.

Эффективность устройств

Несмотря на простой принцип работы сепаратора циклонного типа, их применение повышает КПД компрессора, позволяя извлекать из среды до 98,5% взвешенных частиц. При этом значительно снижается вероятность выхода из строя оборудования, а затраты в случае поломки в Москве снижаются до минимальных вложений. Принцип действия устройств исключает применение внешних источников энергии.

Простота в обслуживании подразумевает нечастую профилактику всего оборудования, что весьма выгодно в Москве. Работа эффективного устройства в вакуумной системе не требует специального технического обслуживания, что определяет его экономичность и выгодное применение. Кроме того, в его конструкции нет изнашивающихся фильтров, необходимых менять периодически. Для подключения устройств предусмотрены специально предназначенные присоединительные клапаны.

ultrafilter.su

Циклонный сепаратор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 5

Циклонный сепаратор

Cтраница 5

Принцип действия циклонного сепаратора заключается в сле - дующем. Гае, введенный в цилиндрическую часть циклона по касательной к его окрухности, приобретает вращательное движение и, огибая выходную трубу, направляется вниз по винтовой линии в сторону вериинн конуса, образуя устойчивый нисходящий вихрь. Газ, капли гида о от и и механические примеси, поступал в циклон, стремятся сохранить свое первоначальное прямолинейное направление к стенкам цилиндра в периферийных слоях газа.  [61]

Теория расчетов циклонных сепараторов основана на предположении, что центробежная сила, действующая на частицу, равна силе сопротивления, которую оказывает газ, препятствуя ее движению в радиальном направлении.  [63]

Принцип действия циклонного сепаратора основан на использовании центробежной силы, возникающей на гидроциклоне, для отде-ления основной части газа от нефти и доразделении их в емкости, работающей по принципу гравитационного разделения фаз.  [64]

Принцип действия циклонного сепаратора основан на использовании центробежной силы, возникающей на гидроциклоне, для отделения основной части газа от нефти и до разделения их в емкости, работающей по принципу гравитационного разделения фаз.  [66]

При установке циклонных сепараторов в какой-либо части котла солесодержание котловой воды в этой части не ограничивается.  [67]

Принцип действия циклонного сепаратора заключается в следующем. Газ, введенный в цилиндрическую часть циклона по касательной к его окружности, приобретает вращательное движение и, огибая выходную трубу, направляется вниз по винтовой линии в сторону вершины конуса, образуя устойчивый нисходящий вихрь. Газ, капли жидкости и механические примеси, поступая в циклон стремятся сохранить свое первоначальное прямолинейное направление к стенкам цилиндра в периферийных слоях газа. По мере движения к вершине конуса внутренние слои газа нисходящего вихря отделяются от основного потока и двигаются к оси циклона ( радиальный поток), меняя свое направление, а затем к выходной трубе, образуя восходящий вихрь, вращающийся в ту же сторону, что и нисходящий. Под действием центробежной силы капли жидкости поступающие с газом в циклон, отбрасываются на стенку циклона, сливаясь в пленку; последняя увлекается газовым потоком вниз, в бункер, а затем в емкость.  [69]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

Циклонный сепаратор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Циклонный сепаратор

Cтраница 3

Для циклонных сепараторов, располагаемых большей частью в соленых отсеках котлов со ступенчатым испарением, критические концентрации, очевидно, намного превышают обычные значения. Это позволяет принимать для соленых отсеков те же значения коэффициентов выноса, что и для чистых отсеков, и не ограничивать концентрацию котловой воды соленых отсеков.  [31]

Эффективность циклонного сепаратора по отделению твердых частиц резко увеличивается с перепадом давлений в нем. При перепаде давлений 0 35 МПа циклонные сепараторы удаляют 90 - 95 % частиц размером 5 мкм, 95 - 98 % частиц размером до 15 мкм и 100 % более крупных частиц.  [33]

Применение циклонных сепараторов в значительной степени облегчает работу торцового уплотнения, но не позволяет полностью избежать абразивного изнашивания пар трения, которое происходит под действием оставшихся частиц размером 5 мкм и.  [34]

Расчет циклонных сепараторов базируется в сущности на данных о дисперсном составе пыли, доступных проектировщику, и снижение внимания к этим данным часто приводит к неудовлетворительной работе аппаратов. В литературе имеются многочисленные сведения об анализе размеров частиц, при этом, однако, отмечается тот факт, что на практике иногда использовались статистически недостоверные данные, не представляющие ценности для расчета циклонного сепаратора. Измерение размеров частиц не всегда дает абсолютные величины, поэтому метод измерения должен быть основан на тех физических свойствах, о которых мы хотим получить сведения.  [35]

Работа циклонных сепараторов основана на принципе испольво-вания силн инерпии, в них происходит как очистка газа от нефти, тая и от твердых частиц.  [36]

Для циклонных сепараторов, располагаемых большей частью в соленых отсеках котлов со ступенчатым испарением, критические концентрации, очевидно, намного превышают обычные значения. Это позволяет принимать для соленых отсеков те же значения коэффициентов выноса, что и для чистых отсеков, и не ограничивать концентрацию котловой воды соленых отсеков.  [37]

Из циклонного сепаратора, а оксовад й Укаталшатор самотеком [ поступает / в бункер регенератор Р - Щ -, где происходит выжиг кокса с поверхности к адйизатора в токе воздуха, сопровождающийся Bi [ де7ГСттиег больщбго количества тепла.  [38]

Блок циклонных сепараторов предназначен для очистки пенных систем от выбуренной породы в условиях замкнутой герметизированной системы циркуляции.  [39]

Из циклонного сепаратора отработанный катализатор самотеком опускается в бункер, из которого распределяется по сечению регенератора.  [40]

Действие циклонных сепараторов основано на разделении компонентов потока, имеющих различную плотность, при винтовом движении.  [42]

КПД циклонного сепаратора снижается. Конструктивные параметры циклонов выбираются на основе эмпирических соотноше.  [44]

Эффективность конкретного циклонного сепаратора возрастает также при увеличении длины его корпуса и при повышении отношения диаметра корпуса к диаметру газоотводной трубы. Хотя теоретически наиболее эффективен циклонный сепаратор с минимальным внутренним диаметром, практически для этого диаметра существует нижний предел. Он обусловлен тем, что частицы могут отскакивать обратно от стенки сепаратора, если они ударяются о нее, двигаясь со слишком большой скоростью.  [45]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

Циклонный сепаратор

Изобретение предназначено для каталитического крекинга. Циклонный сепаратор снабжен впускным отверстием для приема газа и твердых частиц, выпускным отверстием для газа в самой верхней части сепаратора и нижней цилиндрической частью, где у нижней цилиндрической части нижний конец закрыт. Через закрытый нижний конец от точки, расположенной ниже закрытого нижнего конца, до точки в цилиндрической части, расположенной ниже впускного отверстия для приема газа и твердых частиц, проходит по существу вертикальный канал для отбора частиц. Канал снабжают отверстиями для отбора твердых частиц из циклонного сепаратора. Канал имеет меньшую площадь поперечного сечения по сравнению с нижней цилиндрической частью, что, таким образом, определяет зазор между каналом и внутренней стенкой нижней цилиндрической части, где в нижней части упомянутого зазора находится основное устройство ввода первичной ожижающей среды. Технический результат: улучшение эффективности отгонки. 5 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к циклонному сепаратору, снабженному впускным отверстием для приема газа и твердых частиц, выпускным отверстием для газа в самой верхней части сепаратора и нижней цилиндрической частью. Изобретение в особенности относится к такому циклонному сепаратору как части реактора для каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором (FCC), где циклонный сепаратор через линию для текучей среды присоединяют к части удлиненного лифт-реактора, соответствующей завершающей стадии технологического процесса в реакторе, и где газ представляет собой подвергнутые крекингу пары углеводородов, а твердой фазой являются частицы крекирующего катализатора.

Уровень техники

Реактор для FCC, снабженный стояком и циклонным сепаратором, упомянутым выше, описывается в US-A-5039397. Данная публикация описывает емкость удлиненного вертикального реактора, включающую часть лифт-реактора, соответствующую завершающей стадии технологического процесса в реакторе. Лифт-реактор через линию для текучей среды присоединяют к одному или нескольким первичным циклонам, каждый из которых, в свою очередь, присоединяют к одному или нескольким вторичным циклонам. Очищенный газ, полученный во вторичном циклоне, подают в самую верхнюю часть емкости реактора. Первичный и вторичный циклоны производят подачу отделенных частиц катализатора для FCC в нижнюю часть, в плотный псевдоожиженный слой через свои соответствующие погружные патрубки возврата уноса. В качестве газа, создающего псевдоожиженное состояние, вводят пар для того, чтобы произвести отгонку адсорбированных и/или захваченных углеводородов, которые присутствуют в потоке катализатора. В самой нижней части данной зоны отгонки подвергнутые отгонке частицы катализатора отбирают из емкости и транспортируют в отдельную емкость регенератора. В емкости регенератора посредством сжигания из катализатора удаляют кокс для того, чтобы получить регенерированный катализатор, который можно будет повторно использовать в лифт-реакторе.

Недостаток описанного выше способа заключается в том, что эффективность отгонки у существующих установок зачастую слишком мала.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является создание циклонного сепаратора, использование которого позволит добиться достижения улучшенной эффективности отгонки.

Данная цель достигается при использовании следующего циклонного сепаратора. Циклонный сепаратор снабжают впускным отверстием для приема газа и твердых частиц, выпускным отверстием для газа в его самой верхней части сепаратора и нижней цилиндрической частью, где у нижней цилиндрической части нижний конец закрыт, при этом через данный закрытый нижний конец от точки, расположенной ниже закрытого нижнего конца, до точки в цилиндрической части, расположенной ниже впускного отверстия для приема газа и твердых частиц, проходит по существу вертикальный канал для отбора частиц, причем упомянутый канал снабжают отверстиями для отбора твердых частиц из циклонного сепаратора, и где упомянутый канал имеет меньшую площадь поперечного сечения по сравнению с нижней цилиндрической частью, что, таким образом, определяет зазор между каналом и внутренней стенкой нижней цилиндрической части, где в нижней части упомянутого зазора находится основное устройство ввода первичной ожижающей среды.

Заявитель обнаружил, что циклон, соответствующий изобретению, может улучшить общую эффективность отгонки в случае использования его в установке для каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором и в том случае, если ожижающей средой, вводимой в самой нижней части циклона, является среда, используемая для проведения отгонки, например пар. Следующее преимущество заключается в том, что многие из существующих реакторов для FCC, оснащенных циклонными сепараторами, можно легко модифицировать и получить реактор, соответствующий изобретению. Дополнительное преимущество заключается в том, что функционирование циклона, оборудованного каналом для отбора твердой фазы и своим псевдоожиженным слоем, в меньшей степени зависит от давления за пределами циклонного сепаратора. В противоположность этому на эффективность разделения, например, в циклоне для FCC предшествующего уровня техники, который не имеет данной специальной цилиндрической нижней части, оказывают влияние флуктуации давления в емкости реактора для FCC. В дополнение к этому заявители обнаружили, что на эффективность разделения в сепарационной системе, включающей упомянутый циклон и вторичное устройство разделения, например, вторичный циклон, в значительной степени негативного влияния не оказывается, что не так у сепарационной системы, включающей первичный и вторичный циклон современного уровня техники.

Во время использования в предпочтительно кольцевом зазоре между каналом для отбора катализатора и внутренней стенкой цилиндрической части будет находиться плотный псевдоожиженный слой. Слой находится в псевдоожиженном состоянии под действием первичного газа, создающего псевдоожиженное состояние, подаваемого в самую нижнюю часть плотного псевдоожиженного слоя. Твердую фазу можно отбирать из данной зоны псевдоожижения через отверстия, имеющиеся в канале для отбора частиц. На верхнем конце канала для отбора катализатора предпочтительно имеются одно или несколько отверстий. В подходящем случае верхний конец канала для отбора частиц открыт. Самые верхние отверстия, имеющиеся в канале, определяют максимальный уровень псевдоожиженного слоя.

В нижней половине канала для отбора частиц также предпочтительно имеются одно или несколько отверстий, через которые твердую фазу можно отбирать из циклона. Это в особенности предпочтительно тогда, когда псевдоожиженный слой в нижней цилиндрической части циклонного сепаратора также функционирует и в качестве зоны отгонки, как, например, в конфигурации для FCC. В таком случае при обычном использовании более значительную часть твердой фазы будут отбирать через данные отверстия, расположенные внизу. Отверстие на верхнем конце канала для отбора в таком случае будут использовать в качестве отверстия для отбора только в случае засорения вторичных отверстий, например коксом или мелкими обломками. Таким образом, в зоне псевдоожиженного слоя в большей степени присутствует противоточный контакт между средой, используемой для проведения отгонки, и катализатором, что оказывает благоприятное воздействие на эффективность отгонки. Более предпочтительно, если в нижней половине канала будет иметься ряд таких отверстий на одной и той же высоте. Еще более предпочтительно, если один над другим будут располагаться два или более таких рядов так, чтобы при использовании более значительная часть твердых частиц перетекала бы через нижние отверстия, тогда как через верхние отверстия проводили бы отвод газа и уравновешивание давления. Того же самого действия двух рядов можно добиться при использовании отверстий прямоугольной формы, где удлиненная сторона отверстия направлена снизу вверх. Отверстиями с другими возможными формами являются, например, круглые отверстия, отверстия в форме замочной скважины, отверстия овальной формы или отверстия с прямыми сторонами, закругляющиеся по концам. Данные отверстия в подходящем случае располагаются на той же самой высоте или выше, что и место расположения устройства ввода первичной ожижающей среды, так, чтобы обеспечить степень ожижения твердых частиц, достаточную для их свободного перетекания через отверстия.

Предпочтительным отверстием для отбора твердых частиц из нижней цилиндрической части циклона являются один или несколько по существу горизонтальных каналов, через линии для текучей среды соединяющих нижнюю цилиндрическую часть и канал для отбора частиц, где упомянутый по существу горизонтальный канал снабжают устройством ввода вторичной ожижающей среды. Данный по существу горизонтальный канал располагается ниже места расположения устройства ввода первичной ожижающей среды описанного выше циклонного сепаратора. Поскольку твердые частицы не ожижаются полностью ниже первичных устройств для ожижения, твердые частицы не будут протекать через данные по существу горизонтальные каналы или же будут протекать через них с очень малой скоростью. В результате отдельного ввода вторичной ожижающей среды в соединительные каналы течение твердых частиц будет значительно увеличиваться. Например, если частицами катализатора для FCC являются твердые частицы, то в результате ввода в соединительный канал вторичной ожижающей среды расход можно увеличить в более, чем 10 раз. Таким образом, получают средство контроля течения твердых частиц, выходящих из псевдоожиженного слоя, находящегося в нижней цилиндрической части циклона. Это позволяет контролировать уровень слоя у упомянутого псевдоожиженного слоя посредством измерения уровня слоя при помощи, например, хорошо известных методик, таких, как измерение давления на различных высотах в циклоне, и регулирования потока вторичной ожижающей среды в соединительные каналы для доведения уровня слоя до желательной высоты при различных скоростях циркуляции катализатора. Хорошо определенный и контролируемый уровень слоя выгоден потому, что перед отбором из псевдоожиженного слоя все твердые частицы будут в достаточной степени контактировать с ожижающей средой. Таким образом, при использовании в циклонном сепараторе для FCC и при том условии, что ожижающей средой будет газ, используемый для проведения отгонки, обеспечивается проведение более эффективной отгонки для частиц катализатора для FCC. Количество таких соединительных каналов может находиться в диапазоне от одного до сорока или более, но предпочтительно от четырех до шестнадцати.

Устройство подачи газа, используемого для проведения отгонки, в подходящем случае включает, по меньшей мере, одно кольцо для подачи газа. Данное кольцо для подачи газа может быть присоединено к каналу для подачи газа, используемого для проведения отгонки, который либо присоединен к устройству подачи для проведения отгонки в основном слое проведения отгонки в самой нижней части реактора, если таковое имеется, либо делает стенку реактора ближе к самому циклону. Предпочтительной средой, используемой для проведения отгонки, является пар.

Поскольку имеется канал для отбора частиц, газ не может или по существу не может попасть в циклон снизу. Циклон в конфигурации для FCC предпочтительно проектируют так, чтобы обеспечить минимальное время пребывания частиц катализатора для FCC в плотном псевдоожиженном слое. Упомянутое минимальное время пребывания катализатора предпочтительно равно 5 секундам, более предпочтительно, когда данное время пребывания превышает 10 секунд, наиболее предпочтительно, когда данное время пребывания превышает 30 секунд. В подходящем случае время пребывания будет меньше 60 секунд.

Для предотвращения возникновения ситуации, когда вихрь, существующий в функционирующем вертикальном циклоне, будет контактировать с верхним концом канала для отбора частиц и вызывать его коррозию или поступать в необязательно открытый верхний конец упомянутого канала, в подходящем случае непосредственно над упомянутым отверстием может находиться горизонтальная пластина. Более предпочтительно, когда для гашения вихря до того, как он попадет в открытый конец канала для отбора, будут использовать вихревой стабилизатор. Вихревой стабилизатор может включать пластину вихревого стабилизатора, расположенную перпендикулярно центральной вертикальной оси циклона, и шток разгрузочной вставки, расположенный параллельно упомянутой оси и проходящий в направлении выпускного отверстия для газа у вертикального циклона. Вихревой стабилизатор будет располагаться между верхним концом канала для отбора катализатора и впускным отверстием циклона для газа и твердой фазы. Специалист в соответствующей области, принимая во внимание то, что для обеспечения хорошего отделения катализатора у вихря должна быть определенная длина, легко сможет определить фактическое местоположение вихревого стабилизатора.

Циклонный сепаратор, соответствующий настоящему изобретению, в подходящем случае используют в способе FCC. Изобретение в особенности относится к такому циклонному сепаратору как части реактора для каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором (FCC), где циклонный сепаратор через линию для текучей среды присоединяют к части удлиненного лифт-реактора, соответствующей завершающей стадии технологического процесса в реакторе, и где газ представляет собой подвергнутые крекингу пары углеводородов, а твердой фазой являются частицы крекирующего катализатора. В таком случае из конца канала для отбора катализатора, соответствующего завершающей стадии технологического процесса в канале, частицы катализатора будут отводить в самую нижнюю часть реактора. В подходящем случае реактор может иметь в самой нижней части реактора плотную фазу псевдоожиженного слоя катализатора и может иметь устройство подачи среды, используемой для проведения отгонки, в качестве газа, создающего псевдоожиженное состояние, что, например, описывается в упомянутом выше US-A-5039397. Частью установки для FCC, включающей реактор, соответствующий изобретению, также могут быть отдельные или дополнительные емкости для проведения отгонки.

Изобретение может найти применение в новых реакторах для FCC или при проведении модифицирования существующих реакторов для FCC. Существующие реакторы для FCC, которые можно модифицировать и получать реактор, соответствующий настоящему изобретению, в подходящем случае будут включать реактор, включающий устройство для циклонного разделения, присоединенное через линию для текучей среды к части лифт-реактора, соответствующей завершающей стадии технологического процесса в реакторе. Примеры таких реакторов для FCC проиллюстрированы на фигурах 1-16, 1-17, 1-19, 1-21 и 1-22, опубликованных в "Fluid Catalytic Cracking Technology and Operation" by Joseph W. Wilson, PennWell Publishing Company, Tulsa Oklahoma (US), 1997, pages 31-39. Проиллюстрированные реакторы описывают оба варианта реализации, у которых самая верхняя часть лифт-реактора помещается в пределах емкости реактора или вне емкости реактора. Для настоящего изобретения местоположение самой верхней части лифт-реактора несущественно.

Циклонный сепаратор, который оборудуют зоной предварительной отгонки, представляет собой так называемый циклон для черновой очистки или первичный циклон, в котором происходит первое разделение между катализатором и подвергнутым крекингу паром. В подходящем случае к одному лифт-реактору через линии для текучей среды присоединяют от 1 до 4 первичных циклонов. В реакторе можно предусмотреть дополнительные стадии разделения, например вторичные циклоны, для дополнительного разделения мелких частиц катализатора и подвергнутого крекингу пара. Один первичный циклон через линии для текучей среды в подходящем случае можно присоединить к 1-4 вторичным циклонам. Конструкцию первичного циклона можно варьировать. Циклон, например, может быть горизонтальным циклоном, описанным в ЕР-А-332277, или обычно используемым вертикальным циклоном.

Если модифицировать существующий первичный циклон, то в подходящем случае его можно модифицировать так, как описывается далее в настоящем документе. Реактор для FCC, оборудованный циклонами с верхним цилиндрическим телом, сектором сужения, присоединенным в своей нижней части к погружному патрубку возврата уноса, можно модифицировать посредством замены сужающейся части и части погружного патрубка возврата уноса на цилиндрическую часть с закрытым нижним концом, описанную выше. Цилиндрическая часть может иметь тот же самый диаметр, что и диаметр верхнего цилиндрического тела существующего циклона. Канал для отбора катализатора можно получить в результате модифицирования существующего погружного патрубка возврата уноса.

Нижний конец канала для отбора катализатора можно погрузить в плотный псевдоожиженный слой катализатора зоны отгонки, либо канал может оканчиваться выше упомянутого уровня слоя. Если канал будет оканчиваться выше уровня псевдоожиженного слоя, то предпочтительно его снабжают клапаном, например, описанным в одновременно находящейся на рассмотрении заявке РСТ РСТ/ЕР00/06591. Если канал оканчивается ниже уровня псевдоожиженного слоя, то ниже отверстия предпочтительно находится горизонтальная пластина.

Поток катализатора в таком первичном циклоне, соответствующем настоящему изобретению, в подходящем случае находится в диапазоне от 100 до 600 кг/м2·сек согласно вычислениям для площади поперечного сечения в канале для отбора катализатора.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется чертежами. Фигура 1 иллюстрирует реактор для FCC предшествующего уровня техники. Фигура 2 иллюстрирует элемент реактора для FCC, соответствующей настоящему изобретению. Фигура 3 демонстрирует предпочтительный вариант реализации изобретения. Фигура 4 иллюстрирует установку для способа FCC, где не используют реактор. Фигура 5 иллюстрирует соединительные каналы для регулирования уровня слоя в цилиндрической части.

Осуществление изобретения

Фигура 1 демонстрирует верхнюю часть реактора для каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором (1), состоящую из верхней части удлиненного лифт-реактора (2) и реактора (3). Реактор (3) в его самой нижней части снабжают выпускным отверстием для катализатора (не показано), в ее самой верхней части выпускным отверстием для подвергнутого крекингу пара (4) и первичным вертикальным циклонным сепаратором (5). Циклонный сепаратор (5) снабжают впускным отверстием (6) для приема газа и катализатора из выпускного отверстия (7) лифт-реактора (2). Циклон дополнительно состоит из верхней цилиндрической части (8), сужающейся части (9) и погружного патрубка возврата уноса (10). Первичный циклон (5) дополнительно оснащают крышей (11), через которую проходит канал выпускного отверстия для газа (12). Канал выпускного отверстия для газа (12) снабжают отверстием (13) для приема газа, используемого для проведения отгонки, и отогнанных углеводородов, которые перетекают из расположенного ниже плотного псевдоожиженного слоя для проведения отгонки (14). Канал (12) через линию для текучей среды присоединен к впускному отверстию для газа у вторичного циклона (15). Вторичный циклон (15) снабжают погружным патрубком возврата уноса (16) и выпускным отверстием для газа (17), которое через линию для текучей среды сообщается с выпускным отверстием для газа (4).

Фигура 2 демонстрирует реактор фигуры 1 с модифицированным первичным циклоном (18), снабженным нижней цилиндрической частью (19). Нижняя цилиндрическая часть (19) имеет закрытый нижний конец (20). Через упомянутый закрытый нижний конец (20) от точки (22) ниже закрытого нижнего конца (20) в цилиндрическую часть (19) вплоть до точки (23) ниже впускного отверстия (6) для приема газа и катализатора проходит вертикальный канал для отбора катализатора с открытым концом (21). Упомянутый канал (21) имеет меньшую площадь поперечного сечения по сравнению с цилиндрической частью (19), что, таким образом, определяет наличие кольцевого зазора (24) в промежутке между каналом (21) и внутренней стенкой цилиндрической части (19). В самой нижней части данного кольцевого зазора (24) находится устройство (25) ввода среды, используемой для проведения отгонки. Кольцо для подачи газа (25) принимает среду, используемую для проведения отгонки, через канал (26). Канал для отбора катализатора (21) дополнительно снабжают несколькими вертикальными прорезями (27) и отверстием (28) в его верхней точке (23). Также демонстрируется разгрузочная вставка, состоящая из пластины вихревого стабилизатора (29) и штока разгрузочной вставки вихревого стабилизатора (30).

Фигура 3 демонстрирует реактор фигуры 2 за исключением того, что первичный циклон (31) снабжен приподнятой крышей (32) и каналом выпускного отверстия для газа (33), который проходит сквозь крышу до точки выше впускного отверстия (6) для приема газа и катализатора. Было показано, что вертикальные циклоны, приведенные на фигуре 3, позволяют добиться высокой эффективности разделения. Такие циклоны отличаются тем, что у них имеется крыша (32), приподнятая по отношению к месту впускного отверстия (6) для приема газа и катализатора. Более предпочтительно, когда приподнятая крыша (32) будет расположена на расстоянии (d1) по вертикали над центром (34) тангенциально расположенного впускного отверстия (6), и при этом соотношение данного расстояния (d1) и диаметра (d2) у верхней цилиндрической части (8) циклона будет находиться в диапазоне от 0,2 до 3, а наиболее предпочтительно от 0,5 до 2. Канал выпускного отверстия для газа (33) может проходить через приподнятую крышу (32) сверху, при этом степень выступания у прошедшего сквозь крышу канала может находиться в диапазоне от отсутствия выступа до выступа, доходящего по вертикали приблизительно до уровня впускного отверстия (6) для приема газа и катализатора.

Циклонный сепаратор и зона отгонки необязательно должны находиться в одном реакторе. Фигура 4 представляет собой пример того, как скомпонован такой вариант реализации. Фигура 4 демонстрирует внешний лифт-реактор (35) через линию для текучей среды тангенциально расположенного впускного отверстия (36), сообщающийся с циклоном, соответствующим настоящему изобретению (37). Данный циклон (37) снабжают выпускным отверстием для газа (38) и нижней цилиндрической частью (39). Через закрытый нижний конец цилиндрической части (39) проходит канал для отбора катализатора (40), снабженный открытым верхним концом (41) и рядом прямоугольных отверстий (42). Между стенкой (43) нижней цилиндрической части (39) и верхней частью (44) канала для отбора катализатора (40) находится кольцевой зазор (45). В самой нижней части данного зазора (45) располагается кольцо для подачи газа (46), используемое для ввода пара, который сохраняет состояние псевдоожижения в зоне предварительной отгонки (47). Над каналом (40) располагается разгрузочная вставка (48).

Канал для отбора катализатора (40) имеет конец, соответствующий завершающей стадии технологического процесса в канале, который оканчивается в зоне основной отгонки (49), состоящей из псевдоожиженного слоя (50), заключенного в емкость для отгонки (51). Непосредственно под нижним концом канала для отбора катализатора (40) и на некотором расстоянии от него располагается пластина (52), предотвращающая легкое попадание газа, создающего псевдоожиженное состояние, в канал (40). Емкость для отгонки (51) дополнительно оборудуют устройством (52), например кольцом для подачи газа, обеспечивающим подачу газа, используемого для проведения отгонки, каналом для отбора катализатора (53), через который производят отбор катализатора в регенератор (не показан), и каналом выпускного отверстия для газа (54). Через канал выпускного отверстия для газа (54) газ, используемый для проведения отгонки, и отогнанные углеводороды покидают емкость для отгонки (51). Данный канал (54) через линию для текучей среды может сообщаться с выпускным отверстием для газа (38) циклонного сепаратора (37) или с частью лифт-реактора (35), соответствующей завершающей стадии технологического процесса в реакторе.

Выпускное отверстие для газа (38) через линию для текучей среды соединяют с одним или несколькими вторичными циклонами (55) (из которых демонстрируется только один). Погружной патрубок возврата уноса (56) вторичного циклона (55) через линию для текучей среды сообщается с емкостью для отгонки (51).

Фигура 5 демонстрирует цилиндрическую часть (57) циклонного сепаратора, соответствующего изобретению. Также демонстрируется верхняя часть канала для отбора частиц (58), снабженная открытым верхним концом (59). Показаны два соединительных канала (60) для отбора твердых частиц из псевдоожиженного слоя (61). Каналы с открытыми концами (60) располагаются таким образом, что впускное отверстие для частиц (66) располагается ниже основного устройства, например кольца для подачи пара (62), ввода первичной ожижающей среды. Каналы (60) дополнительно снабжают выпускным отверстием (67), которое линией текучей среды соединяет канал (60) с каналом для отбора частиц (58). Канал (60) дополнительно оборудуют каналом (63) для ввода вторичной ожижающей среды. Поток вторичной ожижающей среды в канал (63) можно регулировать независимо от потока в кольцо для подачи пара (62). Уровень слоя (64) для псевдоожиженного слоя (61) можно измерять, используя точки для измерения давления (65). В результате регулирования потока вторичной ожижающей среды в канал (63) при различных скоростях циркуляции катализатора можно поддерживать достаточно высокий уровень слоя без какого-либо обхода твердой фазой псевдоожиженного слоя по байпасу через переливное отверстие (59).

Устройство для отбора твердой фазы, используемое для отбора твердой фазы из псевдоожиженного слоя через канал для отбора твердой фазы, описанный выше, такое, что ниже устройства ввода первичной ожижающей среды располагается отдельное устройство ввода вторичной ожижающей среды для того, чтобы регулировать поток твердой фазы через отверстия, имеющиеся в канале для отбора твердой фазы, может найти применение для любого псевдоожиженного слоя, а более предпочтительно для любого псевдоожиженного слоя, содержащего частицы катализатора для FCC. Вариант реализации на фигуре 5 представляет собой пример такого устройства для отбора частиц. Поэтому изобретение также относится к устройству для отбора твердой фазы, подходящему для контролируемого отбора твердых частиц из псевдоожиженного слоя упомянутых твердых частиц. Устройство для отбора твердой фазы включает по существу вертикальный канал для отбора с открытым верхним концом, проходящим снизу сквозь псевдоожиженный слой. Канал для отбора снабжают одним или несколькими по существу горизонтальными каналами, линиями для текучей среды, соединяющими псевдоожиженный слой и канал для отбора частиц, где упомянутый по существу горизонтальный канал оборудуют устройством ввода вторичной ожижающей среды. Данный по существу горизонтальный канал располагается ниже места расположения основного устройства ввода в псевдоожиженный слой первичной ожижающей среды. Преимущества, функционирование и дополнительные варианты реализации устройства для отбора твердой фазы являются теми же самыми, что и описанные выше для циклонного сепаратора.

Описанные выше установки для каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором, включающие циклон, соответствующий настоящему изобретению, в подходящем случае можно использовать для проведения каталитического крекинга углеводородного исходного сырья, кипящего выше 370°С, до получения топлив, кипящих ниже 370°С. Катализаторы и рабочие условия, а также подходящее исходное сырье и предпочтительные продукты могут быть такими же, как, например, описанные в General Textbook Fluid Catalytic Cracking, Technology and Operation, Joseph W. Wilson, PennWell Publishing Company, 1997.

1. Циклонный сепаратор, снабженный впускным отверстием для приема газа и твердых частиц, выпускным отверстием в самой верхней части сепаратора и нижней цилиндрической частью, у нижней цилиндрической части нижний конец закрыт, при этом через данный закрытый нижний конец проходит по существу вертикальный канал для отбора твердых частиц от точки, расположенной ниже закрытого нижнего конца, до точки в цилиндрической части, расположенной ниже впускного отверстия для приема газа и твердых частиц, причем указанный канал имеет открытый верхний конец и одно или несколько отверстий для выгрузки твердых частиц из циклонного сепаратора, причем самые верхние отверстия, имеющиеся в канале, определяют максимальный уровень псевдоожиженного слоя и одно или несколько отверстий размещаются в нижней половине канала для отбора твердых частиц для выгрузки частиц из циклона, при этом указанный канал имеет меньшую площадь поперечного сечения по сравнению с нижней цилиндрической частью, что, таким образом, определяет зазор между каналом и внутренней стенкой нижней цилиндрической части, а в нижней части упомянутого зазора находится основное устройство ввода первичной ожижающей среды.

2. Циклонный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что над каналом для отбора частиц располагается разгрузочная вставка, находящаяся на некотором расстоянии от указанного отверстия и расположенная ниже впускного отверстия для приема газа и катализатора.

3. Циклонный сепаратор по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что несколько отверстий канала для отбора твердых частиц располагаются выше устройства ввода первичной ожижающей среды или на одном с ним уровне.

4. Циклонный сепаратор по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что канал для отбора твердых частиц оборудован одним или несколькими по существу горизонтальными каналами для текучей среды, соединяющими цилиндрическую часть сепаратора с каналом для отбора частиц, причем указанный по существу горизонтальный канал снабжен устройством ввода вторичной ожижающей среды, расположенным ниже места расположения основного устройства ввода первичной ожижающей среды.

5. Реактор, содержащий один или несколько циклонных сепараторов по любому из пп.1-4, причем указанные сепараторы через линии для текучей среды присоединены к части лифт-реактора, соответствующей завершающей стадии технологического процесса в реакторе, при этом реактор дополнительно снабжен выпускным отверстием для газа и выпускным отверстием для твердых частиц.

6. Реактор по п.5, отличающийся тем, что в самой нижней части реактора находится зона отгонки.

7. Применение циклонного сепаратора по любому из пп.1-4 для отделения газообразных углеводородов, подвергнутых крекингу, от частиц катализатора в способе каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором.

8. Применение реактора по любому из пп.5 или 6 для каталитического крекинга углеводородного исходного сырья с точкой кипения выше 370°С с получением топлив, кипящих ниже 370°С.

9. Устройство для отбора твердых частиц, содержащее основное устройство для ввода первичной ожижающей среды, по существу вертикальный канал для отбора твердых частиц, проходящий снизу сквозь псевдоожиженный слой, причем указанный по существу вертикальный канал для отбора твердых частиц имеет открытый верхний конец и снабжен одним или несколькими по существу горизонтальными каналами для текучей среды, соединяющими псевдоожиженный слой в точке ниже основного устройства ввода первичной ожижающей среды с каналом для отбора твердых частиц, при этом указанный по существу горизонтальный канал оборудован устройством для ввода вторичной ожижающей среды.

www.findpatent.ru

Циклонный сепаратор

 

Изобретение касается устройств для очистки сажи и может найти применение в производстве технического углерода. Цель изобретения - повышение эффективности очистки сажи за счет сокращения вторичного уноса частиц посторонних включений и 2 уменьшения содержания сажи в отходах. Сепаратор имеет цилиндрический корпус .1 с коническим днищем 3, тангенциальными входным 2 и выходным 7 патрубками. Диаметр основания конического днища, соприкасающегося с цилиндрическим корпусом. равен 1,1-1,2 диаметра корпуса. Над корпусом установлен усеченный конус 4 с углом раскрытия 60-120° и диаметром большего основания, равным 1,1-1,2 диаметра цилиндрического корпуса. Между корпусом 1 и конусом 4 установлена диафрагма 5 с отверстием , имеющим диаметр 0.4-0,6 диаметра корпуса. На диафрагме концентрично отверстию установлена насадка 6 с углом раскрытия 60-90°, высота которой равна 1- 1,5 высоты цилиндрического корпуса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл. 7 /л сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1727918 А1 (19) (

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4735978/26 (22) 20.07.89 (46) 23.04.92. Бюл. N. 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт технического углерода (72) Г.П, Щетинин, И.Г, Зайдман, К:),В. Гимаутдинов, Г.П. Люст и В.А, Белов (53) 621.928.37(088,8) (56) Патент США М 2534702, кл. В 04 С 5/12, 1950. (54) ЦИКЛОННЦЙ СЕПАРАТОР (57) Изобретение касается устройств для очистки сажи и может найти применение в производстве технического углерода. Цель изобретения — повышение эффективности очистки сажи за счет сокращения вторичного уноса частиц посторонних включений и уменьшения содержания сажи в отходах, Сепаратор имеет цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 3, тангенциальными входным 2 и выходным 7 патрубками. Диаметр основания конического днища, соприкасающегося с цилиндрическим корпусом. равен 1,1-1,2 диаметра корпуса. Над корпусом установлен усеченный конус 4 с углом раскрытия 60 — 120 и диаметром большего основания, равным 1,1-.1,2 диаметра цилиндрического корпуса. Между корпусом 1 и конусом 4 установлена диафрагма 5 с отверстием, имеющим диаметр 0,4-0,6 диаметра корпуса. На диафрагме концентрично отверстию установлена насадка 6 с углом раскрытия 60 — 900, высота которой равна 1—

1,5 высоты цилиндрического корпуса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл, 7

1727918

Изобретение относится к устройствам для классификации зернистых и пылевидных материалов по размеру частиц и их плотности и может быть использовано в производстве технического углерода для очистки его от посторонных включений, Целью изобретения является повышение эффективности очистки сажи за счет сокращения вторичного уноса частиц посторонних включений и уменьшения содержания сажи в отходах, На фиг. 1 изображен предлагаемый сепаратор; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — пылеопускной короб сепаратора, вертикальный разрез.

Циклонный сепаратор имеет цилиндрический корпус 1 с тангенциальным патрубком 2 для ввода аэрозоля и коническим днищем 3, К цилиндрическому корпусу 1 сверху большим основанием присоединен усеченный конус 4. Между корпусом 1 и усеченным конусом 4 установлена диафрагма 5 с центральным отверстием и насадкой б, представляющей собой усеченный конус, обращенный большим основанием в сторону конического днища 3. Над усеченным конусом 4 установлена камера вывода очищенного аэрозоля с тангенциальным выпускным патрубком 7.

К коническому днищу 3 прикреплен патрубок 8 удаления отходов. В диафрагме 5 на периферии выполнено отверстие с отражательной лопастью 9. Отклоняющая лопасть

10 установлена под отверстием в стенке 11, соединяющей цилиндрический корпус 1 и коническое днище 3. Отверстия в периферической части диафрагмы 5 и стенке 11 расположены по одной. вертикальной линии, одно над другим, и соединены пылеопускным коробом 12, установленным снаружи цилиндрического корпуса 1.

Усеченный конус 4, расположенный над диафрагмой 5, выполнен с углом раскрытия а, равным 60 — 120, и диаметром большего основания О, составляющим 1,1-1,2 диаметра d цилиндрического корпуса 1. Диаметр центрального отверстия d

1-1,5 высоты h корпуса 1. Диаметр 01 основания конического днища 3 составляет 1,11,2 диаметра d корпуса 1, Сажевый аэрозоль, содержащий частицы посторонних включений, подаваемый в циклонный сепаратор через тангенциальный патрубок с определенной кинетической. энергией, закручивается в

30

Величина угла раскрытия усеченного

40 конуса, составляющего 60 — 1200, связана с

55 периферийной части цилиндрического корпуса и, образуя вращающийся нисходящий поток, поступает в коническое днище. В коническом днище из него формируется восходящий вращающийся поток. Основной процесс сепарации протекает при переходе частиц из нисходящего в восходящий поток.

При этом изменении направления движения потока большинство частиц посторонних включений поддействием инерционных сил выделяется из аэрозоля и осаждается в нижней части конического днища, Остальные частицы включений, наиболее легкие и мелкие, в процессе вторичного уноса захватываются вращающимся восходящим потоком и попадают в полость конической насадки, которая, оказывая влияние на формирование восходящего вихря, стабилизирует поток, предохраняет его от размывания и непосредственного взаимодействия с нисходящим потоком. При движении потока вверх внутри конической насадки радиус его вращения уменьшается, а возникающие центробежные силы соответственно возрастают и возвращают некоторую часть посторонних включений в сепарационную зону.

При выходе потока сажевого аэрозоля из конической насадки через центральное отверстие в диафрагме в усеченный конус его скорость резко снижается и неуловленные ранее частицы включений собираются на периферийной части диафрагмы.

Эти включения через отверстие в периферийной части диафрагмы и пылеопускной короб удаляются в коническое днище. Очищенный сажевый аэрозоль через камеру вывода с тангенциальным патрубком удаляется из сепаратора. условиями осаждения частиц, определяя границу их разделения, и влияет на степень возрастания центробежных сил по мере движения потока. При угле раскрытия усеченного конуса менее 60 (например, 55 ) осаждение частиц посторонных включений происходит не в полной мере, некоторое их количество уносится с потоком сажевого аэрозоля, Содержание посторонйих включений в саже после сепаратора возрастает и в данном случае составляет

0,0016%, что превышает норму, допускаемую по ГОСТ 7885 — 86.

При угле раскрытия усеченного конуса более 120 (например, 125 ) центробежные силы возрастают по мере движения потока вверх столь быстро, что приводят к осаждению и некоторого количества сажевых частиц. Содержание сажи в отходах уве1727918 личивается и составляет 48,1 . Кроме увеличения сажи в отходах возрастает возможность забивания усеченного конуса сажей, что существенно усложняет эксплуатацию циклонного сепаратора.

Отношение диаметра большего основания усеченного конуса над диафрагмой к диаметру цилиндрического корпуса D/d составляет1,1 — 1,2 и определяет гидродинамический режим в сепарационной зоне над диафрагмой. При значении отношения диаметров менее 1,1 (например, 1,05) скорость аэрозоля в усеченном конусе остается достаточно большой и часть посторонних включений уносится потоком. Содержание посторонних включений в саже после сепаратора составляет в данном случае 0,0012, что превышает норму ГОСТ на.сажу. При отношении диаметров более 1,2 (например, 1,25) скорость аэрозоля в усеченном конусе снижается до такой степени, что происходит улавливание не только частиц посторонних включений, но и сажи. Количество сажи в отходах возрастает и составляет 50,0%, Значение отношения диаметра центрального отверстия диафрагмы к диаметру цилиндрического корпуса d >/d составляет

0,4-0,6 и определяет гидродинамический режим выхода потока аэрозоля из конусной насадки в усеченный конус. При отношении этих диаметров менее 0,4 (например, 0,375) резко увеличивается гидравли еское сопротивление сепаратора и в данном случае составляет 1,65 кПа.

При отношения диаметра центрального отверстия диафрагмы к диаметру цилиндрического корпуса более 0,6 (например, 0,625) скорость аэрозоля в конической насадке и в центральном отверстии диафрагмы снижается и количество уловленной сажи увеличивается. В этом случае содержание сажи в отходах возрастает и составляет 51,8о, Угол раскрытия конической насадки у, который составляет 60 — 90О, оказывает влияние на формирование и стабилизацию восходящего вихря. При значении угла раскрытия насадки менее 60 (например, 55О) изменяется соотношение между аксиальной и угловой составляющими скорости потока, что приводит к увеличению вторичного уноса частиц посторонних включений. Содержание включений в саже после сепаратора в этом случае возрастает до 0,0012, что выme нормы ГОСТ, При значении угла раскрытия конусной насадки более 90 (например, 95О) сепарационная зона в коническом днище уменьшается, восходящий вихрь начинает формироваться раньше, продолжительность процесса сепарации уменьшается и наблюдается проскок. частиц посторонних включений. Их содержание в саже после . сепаратора s этом случае возрастает до

0,0018, 5 Высота конической насадки Н составляет 1-1,5 высоты цилиндрического корпуса и и выбрана из условия стабилизации восходящего вращающегося потока сажевого аэрозоля. При значении отношения высоты

10 конической насадки к высоте цилиндрического корпуса менее 1 (например, 0,9) восходящий вихрь становится менее устойчивым и начинает взаимодействовать с нисходящим потоком. Концентрация сажи в

15 сепарационной зоне конического днища возрастает и соответственно увеличивается количество уловленной сажи, т.е. количество сажи в отходах возрастает до 54,2, Одновременно нарушается гидродинамический

20 режим в сепарационной зоне насадки, возрастает вторичный унос частиц посторонних включений и их содержание в саже после сепаратора увеличивается до

0,0013%.

25 При значении отношения указанных высот более 1,5 (например, 1,6) нарушается формирование оптимального восходящего вихря, что выражается в повышении аксиальной составляющей скорости потока и ча30 стиц и соответствующем уменьшении их угловой скорости вращения. Это приводит к увеличению вторичного уноса частиц посторонних включений, содержание которых в саже после сепаратора возрастает до

35 0,002, что превышает норму ГОСТ 7885—

86 на сажу.

Отношение диаметра основания кони. ческого днища к диаметру цилиндрического корпуса Dl/d составляет 1,1-1,2 и выбрано

40 из условия формирования устойчивого вихря сажевого аэрозоля, способного преодолеть определенное гидравлическое сопротивление сепаратора.

При значении отношения этих диамет45 ров менее 1,1 (например, 1,05) гидравлическое сопротивление сепаратора возрастает до 1,4 кПа, снижается устойчивость вихря и наблюдается вторичный унос частиц посторонних включений. Содержание этих частиц

50 в саже после сепаратора возрастает до

0,0014, что превышает норму ГОСТ 7885—

86 на сажу, согласно которой массовая доля частиц посторонних включений размером более 0,5 мм должна быть не более 0,001%, 55 При отношении диаметра основания конического днища к диаметру цилиндрического корпуса более 1,2 (например, 1,25) нарушается оптимальный гидродинамический режим в сепарационной зоне конического днища и возрастает количество сажи

1727918 в отходах, составляя вданном случае 52,7 .

Одновременно с этим возрастают габаритные размеры циклонного сепаратора.

Пример. Циклонный сепаратор опробован для очистки сажи от частиц посторонних включений в технологическом потоке мощностью 1800 кг сажи в час при расходе сажевого аэрозоля 6400 м /ч, Диаметр циз линдрического корпуса циклонного сепаратора составляет 800 мм. Сажевый аэрозоль, содержащий в саже 0.157 частиц посторонних включений размером более 0,5 мм, поступает в цилиндрический корпус 1 через тангенциальный входной патрубок 2. Образующийся вращающийся нисходящий поток аэрозоля поступает в коническое днище 3, в котором осаждается основная доля частиц включений, Образованный восходящий поток попадает в полость конической насадки

6 и через центральное отверстие диафрагмы

5 — в усеченный конус 4. Очищенный сажевый аэрозоль через камеру вывода с тангенциальным патрубком 7 удаляется из циклонного сепаратора, Частицы посторонних включений, осажденные в усеченном конусе, удаляются через отверстие с отражательной лопастью 9, пылеопускной короб

12, отверстие в стенке 11 с отклоняющей лопастью 10 в коническое днище 3. Отходы выгружаются из конического днища 3 через патрубок 8 их удаления.

Полученные данные представлены в таблице.

Из таблицы видно, что предлагаемое устройство обеспечивает очистку сажи в соответствии с нормами ГОСТ 7885-86 при одновременном снижении содержания сажи в отходах.

Формула изобретения

1. Циклонный сепаратор, преимущественно для очистки сажевого аэрозоля от посторонних включений, содержащий

5 цилиндрический корпус с коническим днищем и тангенциальным патрубком для ввода аэрозоля, присоединенным к корпусу под диафрагмой, имеющей центральное отверстие с насадкой, размещенной в полости

10 корпуса, расположенную над диафрагмой камеру вывода очищенного аэрозоля с тангенциальным выпускным патрубком, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки сажи за счет сокра15 щения вторичного уноса частиц посторонних включений и уменьшения содержания сажи в отходах, он снабжен усеченным конусом, который большим основанием присоединен к корпусу над диафрагмой, а

20 меньшим основанием — к камере вывода очищенного аэрозоля, при этом в диафрагме на периферии имеется отверстие, соединенное пылеопускным коробом с коническим днищем, а насадка выполнена в

25 виде усеченного конуса, большим основанием обращенного в сторону конического днища, 2, Сепаратор пои. 1, отл ича ю щи йс я тем, что усеченный конус, расположен30 ный над диафрагмой, выполнен с углом раскрытия 60 — 120 и диаметром большего основания, равным 1,1 — 1,2 диаметра корпуса, центральное отверстие диафрагмы имеет диаметр, равный 0,4-0,6 диаметра

35 корпуса, насадка выполнена с углом раскрытия 60 — 90 и высотой, равной 1 — 1 5 высоты корпуса, а диаметр основания конического днища составляет 1,1-1,2 диаметра корпуса, 1 727918

1 I

1!

Ч 1

01 1!

01 1

I

1, 1

1

1 м

1!

Ч

С>

Ю

LA

С>

Ю

С>

Ю

lA

Ч>

С> сЧ

LA

С>

С>

С>

1

1

1

1

1 !

1

1

1

1

I

1, 1 г"1

1 !

1 О ю1

1

1 !

1

1 C>1

-5

С>

О 11

О Р л

О -5 М

3Ч м

С>

С>

С>

CD а а. О л

С>

О

С5

LA !

3УЪ

Ю

С>

CD

С>

О>

3Ч!

Ч

5 м

Ю со

С>

С>

О)

С. >

33

X

IЭ а

3О о

CD

С>

CD

С>

lA

-5 .

С>

С>

Ю

LA

С>

С>

С>

С>

CD

3Ч л

CD

CD

CD

С>

3Ч О

С>

С>

С>

З

z. и

O R C5

3-6Z, V Z 55

ОФЭ

C 35 35 ° ае е

=3 V.а о.

3-S63u z m ее а.

О SZ а

9 3 ЭЭС

S YLAV

Z и

Э О 15 м х z

О.s Е

6 X Е 6

Ч.X C Ct и З.33 >С

О Ф

3. И

6 Л

Э X л о с м о

3О О

m o а z

I- x е э

S О

m Э

s u ч л

5> с

5>

I о „

Q. с

3 е Э о о х о о

Э 6

С5 с с

53 Э а

S z

X о. ч

Х г

X 0 сл ч

У 35 л

Q. C5 и

6 Л

z c

Ф а

z o сх о

L о

М

v е у

S а ч

X с

S w

У 33 л лд а

3Э i5

s v

6 Л

S ч а о

Y >С о

Z

Э з е и л ч

Ф

z а

3- С

Tl а

v 53

I5 а е

v с л о х

3- О л х

I I

1- В

Z Ф

Э S

m к а z

3- 3Э О а

Ф Э

X Ф

Ct I» о

s o

Z е о

53 Z о Ф х с

3- Э о а с

Э

IС5

С5

>С о

Э IL

z z

z z

Э 35

53 а о о

Х Х

3- V ю о х о

L з о

Y с и

С5 Э а х

I 1

I

1 1

I

СО

1 1

1 1

1 Л 1

I 1

I — — 1

1 1

1 1

1 1

1 I

Ч5 3

I 1

1 1

1 3

1 1

1 1

1 1

LA 1

1 1 ! 1

1 1

1 1

1 1

1 1

t -5

t 3

1 !

1

1 1 м

1

3 3

1 1

С>

"О в

О Л

CD

3>1 с> л

3>1 л м а с» л

LA

331

3>1

331 ю л

34 \

LA

О Л

3> \ а

О Л

33 Ъ

lA

О I c

lA

LA ю л

lA

LA

Ю I

lA е 331 ю л

0 о

Э

X о х ч

1С а

Z L

К5.".

5L Y с ч о v л х

>z о

v

oI ° m

S6 V

X I- Л

zoc оо а

>ЗЛО

Ф

3-YO о

v o

Л >3

Ф v

6 Г

S X

z s Q. ем ч

:-3 Ч х -i оmzc хис-3-mхх

oz y

lA

° !3\

I Л а Ф

Х3-И оел

YSC

C5 Q.

Эхо ачба

I6 Y O

mmo

s g Y ч х и

Х 9

6 Ц,У

S S х оа

Э С Цг

Ч ОХ 0

О Y Х л хос

1-9ХД о

С>

CQ

lA -5

OO

% а а

С>

О м 10

LA 5

О

СЧ

-5 М

Ю

LA LA

Ю (Ч

-5 М

СЧ м

-3 м

СЧ

CQ а -5.

Ш. л (Ч

«ф!

4

5 м

О\

СО

° СО м !Ч

55 х

Х 6

-Ct

Y >C

О Ф

«S о х

3» 30 о v о е

Ф X

v m е м а

X Э с о о

1> л

CA 1!

I л !

01 1

01 !!

СО I

О \ .1

01 1

1 а! а

01 1

1

1 л

01 1

01 1

1

>О 1

CA I

1 (.

3Ч I!

01 !

01 1

t!! л !

01

1

Л 1

01 I

01 1

LA

01

01

1

1

01 1

50 1

01 1

1

1

z

Y 1

3- 1 и

S, 1

Х 1

О

1 .5 1

О х

5I

X 1

1- 1, Y 1

Э I

1727918

12! ° â

1 т

1 Х

1 о! о

1 00

С> l a! е а ° е ае

С МЪ

1 9 ъ

ОЪ I Ф

Оъ! а

»Х 0

6 11 Г >0 а а с с л э

ОЪ 1. 1- О

v о Ф с

1 9 ъ,0 1 ь Ч

* о

Оъ! Зх

0 Ъ 1 CO ф

Д3 I

1! с

Г ) 1

11

С>> 1

Z ф 1

О

1 о а

С ti м м

С>

Ю

СЧ

С>

С>

CD

-0

Ю

CD

С>

lA

Ю

CV ъ0

С)

C)

CD

С) О е

Ct X о х э

О !!

i0 Е

ОЪ а О

С>

Ю

СЧ

° » Ф

1 т

i . "ъ Л .

C)

СЧ

С:>

С>

Ф

Ю е

lA

О о о ъ0 Ф

Э

«с ао

О Со

)С0

ОЪ

Я

9 а

>О о е о о

МЪ

ОЪ

ОЪ 1

1

I ъо

ОЪ

ОЪ е е

a o е а

C 6

Ф Е

О CO е

Ф О. м

Ю

Ю

Ю

iD

CO С)

Ю

С> ъ0 I

CD

Ю

Ю

С>

CD.0

С>

Ю

CD

CD м

1

I

1 !

1

1

1 !

I

1

О. ч е

X О с

z О л

a e

I- V э л

io a

* о ч ы

Э с

Iо а.

О

v

Э 10 о а

)с о

v ). т а у е с С и а

Ct

1* X о

L о

X

Ф т

Ф

О л ч

0С Е

s а

I- ъ а х. е а е с л о z

1- 0

v

Э X т ю

z e о )х о

v ъ ъ

)- m о

И Y ъ

О) X

9

z e

z О

9 Е

3 Х

z >s

)- о с ы

1 О о а

l Э

v X

О CO с е

X )Е

I- Z о z. !

0 Э т т

Э(X 9

)0 Х

О. X

Э Z ч* о о

1 1

1- е

X i0

9 X

Ct

Е CC

I- IЭ О

z а

i0 9

X Ф ч Iо

Э

s o

9 О

3 X

О )>

i- >0 о а.

t и

Ф

X Ct е о а

Y 1

I Л

z a

10 X

Q. ч

IЭ )С

i0 Е

X 3

Ct

Ф ч

X е о

9 1

3 О о х

z v

I- 9 о т

i0 и

0> с а о

Y е и л

C а о х

Э!! е е а

v o

I.Ф >0 а

z e е C

МЪ И о ю) X

Э е Ф с ч о о

СО Х о

L о

О

9 т

X а

Ч О

Ел

s с с)

Я .

=г а

Iъ х а х

Х Ct

v e

e v е

z с о >s

О л х о

L о

Y о

Э т

X а

Ч,с

z x

С ъ с

Ф

С)

i0 х о х о

1 ъ о

v е 9 а т

1 Л

I X

1 Iо

)1 Я

1 C

1 о

1

1 1

С) !

1) t

1

СЧ I г)

I !

I ! СЧ 1

1 С 4 ! I !. «!

1

1

I СЧ 1

I 1

1,)

1 1

1 1

1 1 ! 1

1 О 1

I СЧ I

I 1

1- .)

1 1

1 1

1 1

1 1

1 ОЪ I

1 1 ! «Ъ

СО

1 (- )

1

1

I «

) ) I 1 -б 1

I 1 I ! I о е

Luo

O) W L

3хО

С Y V !

3 о т еоа ае ч

I-ZZ

Э ф и

i0 Ф X

z V .О а л л с)

Э ССаь

* z

Z Z Э Е

ФЕЕ О

3 Ф Е Л ооес

ct a

)-О О осах

1 I

МЪ

МЪ о

lA

МЪ

О. !

МЪ

МЪ о

lA

МЪ о л

МЪ

lA о л

lA

МЪ о л

МЪ

iA

С> !

lA

МЪ о г

lA

М\

C) О Ъ

М\

О

С) О Ъ

lA о

С) ъ0

1 ъ

lA

СЧ С>

МЪ

° ОЪ

« О

СЧ м о

° Сф л л

СЧ

МЪ МЪ

С>

lA

СЧ

СМ ъ л м

МЪ о

СЧ

° 4 CA!

СЧ

МЪ

-Ф С Ъ

СО

С> СЧ о м

° «л

О -0 м

С)

Ю CD о о ъ0 о in

СЧ с ф

МЪ МЪ

СЧ

° м

СЧ м л. г м ъ0 л

СЧ

0 О

00 х е ч о х

Ф

Ct

О Ф о х е

О v

О 9

Ф z

u e

Э X т а

z e с о о

« а

ОЪ i

О\ 1

I

CO 1

)х) 1

ОЪ 1

1

I ъ0 !

ОЪ 1

1 л !

ОЪ 1

С)Ъ I

1

1

X х

I» 1 о

О !

>> !

1 1 и о !

Z 1

О) !

1" I

)С I

C>) о >z

L X

:-3 о сХ

"X

ic o с а о о

Е I»

2 р

o x

L l

О О

Ф IO э т !

0 ч >с о а

x e и ч д о

1727918

Фиг. 2

Составитель В.Белов

Техред M.Ìîðãåíòàë

Редактор Г.Бельская

Корректор Н.Ревская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1362 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

       

www.findpatent.ru