Пылеуловитель для отделения твердых частиц от парогазовой смеси

ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ ОТ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ Изобретение относится к конструкции пылеуловителя для отделения твердых частиц от парогазовой смеси, являющейся частью установки, обрабатывающей материалы, содержащие ископаемое топливо или органические вещества. Пылеуловитель для отделения твердых частиц от парогазовой смеси относится к составу устройства, в котором осуществляется пиролиз распыленного ископаемого топлива (например, нефтеносный сланец) или материал, содержащий органическое вещество посредством твердого теплоносителя. Пылеуловитель для отделения твердых частиц от парогазовой смеси в соответствии с настоящим изобретением содержит основной корпус (2) с облицовкой его внутренней боковой поверхности (7), циклон первой ступени(3), циклон второй ступени (4), пластинчатые компенсаторы (18, 19), каналы для удаления пыли (5,15), впускной канал (13) для парогазовой смеси циклона первой ступени (3), впускное отверстие (9) для парогазовой смеси, содержащей частицы полукокса, основного корпуса (2) пылеуловителя (1),при этом основной корпус (2) пылеуловителя выполнен в виде цилиндра с одинаковым диаметром по всей его высоте, а на его нижнем конце (11) выполнено выпускное отверстие (8) для удаления частиц полукокса, тогда как впускное отверстие (9) основного корпуса (2) пылеуловителя (1) размещено над указанным выпускным отверстием (8).(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ЭЭСТИ ЭНЕРГИЯ ЫЛИТООСТУС АС. (EE) 017059 Область техники Настоящее изобретение относится к пылеуловителю для отделения твердых частиц от парогазовой смеси, особенно к структуре пылеуловителя, являющегося частью установки, обрабатывающей материалы, содержащие ископаемое топливо или органические вещества. Предшествующий уровень техники Из уровня техники известен пылеуловитель для отделения твердых частиц от парогазовой смеси,который описан следующим образом со ссылкой на фиг. 1. Для того чтобы получить более ясное и точное представление об устройстве, известном из уровня техники, а также чтобы подчеркнуть отличия от заявляемого изобретения, детали пылеуловителя в соответствии с настоящим изобретением, соответствующие тем, что известны из уровня техники, отмечены теми же позициями с добавлением апострофа (') к номеру позиции, чтобы отличить одно от другого. Пылеуловитель 1' для отделения твердых частиц от парогазовой смеси, известный из уровня техники, содержит цилиндрические корпуса 2', 2" различных диаметров с внутренней облицовкой, которые соединены конверсионным цилиндром 20, циклонами первой ступени 3' и второй ступени 4', каналами для удаления пыли 5', впускное отверстие 13' для парогазовой смеси циклона первой ступени 3' и впускное отверстие 9' для парогазовой смеси, содержащей частицы полукокса, основного корпуса 2', 2" с облицовкой. Указанное устройство имеет ряд недостатков, касающихся малой эффективности очистки и связанных с надежностью конструкции. В данном устройстве физическое осаждение полукокса из парогазовой смеси происходит посредством силы тяжести, что, исходя из конструкции устройства, вызывает следующее: в цилиндрической части основного корпуса (имеется, например, уменьшение диаметра от примерно 6,5 м до примерно 3,96 м) гравитационное осаждение полукокса из парогазовой смеси вызывает тяжелый полукоксовый осадок на поверхности скошенного цилиндра 20, что приводит к уменьшению диаметра указанного цилиндра 20. Это, в свою очередь, служит помехой работе пылеуловителя, т.е. осаждение под действием силы тяжести уменьшается, поскольку скорость парогазовой смеси, проходящей через основной корпус, увеличивается, так что частицы полукокса проносятся через паровую смесь, т.е. скорость выпуска частиц полукокса выше скорости осаждения частиц, на которые действует сила тяжести. Уменьшение гравитационного осаждения приводит к нежелательному увеличению концентрации полукокса в парогазовой смеси, проходящей из циклона второй ступени 4'; внутренняя двухслойная облицовка 7' пылеуловителя выполнена из огнеупорного кирпича с высокой пористостью и трещинами, и поэтому имеет несколько недостатков. Поры и трещины в огнеупорном кирпиче позволяют получить проницаемость парогазовой смеси и также проницаемость теплоизоляции,например, кирпичей, расположенных сзади огнеупорного кирпича, что заставляет углеводородный пар в парогазовой смеси конденсироваться на внутренней металлической стенке основного корпуса пылеуловителя. Это плохо влияет на облицовку и изоляцию, потому что используемый для облицовки материал теряет свойства теплоизоляции. Уменьшение теплоизоляции приводит к прилипанию полукокса к внутренним стенкам обкладки; структура пылеуловителя для очистки парогазовой смеси от частиц полукокса включает в себя инерционные осадители - циклоны 3', 4', которые размещены внутри пылеуловителя. Благодаря такому виду размещения и типу второго циклона 4' пылеуловитель, известный из уровня техники, имеет несколько дефектов: в процессе обработки циклоны 3', 4' наполнены осадками полукокса, что, в свою очередь, влияет на то, что циклоны и основные металлические корпуса их бункеров могут нагреваться; из-за больших параметров, жесткой фиксации и увеличения линейных параметров, вызванных температурой, циклоны, размещенные внутри пылеуловителя, нуждаются в пластинчатых компенсаторах 17 с большим диметром, которые размещаются между бункером и циклоном. Поскольку это местоположение больше всего подвержено появлению на поверхности полукокса, это вызовет поломку пластинчатых компенсаторов и последующую газопроницаемость. Это, в свою очередь, вызывает прекращение работы циклона для ремонта. Этот дефект также существует в газопроводе между первым и вторым циклоном; впускное отверстие 13' циклона первой ступени 3' размещено горизонтально, и во время работы,начиная и прекращая функционировать, он имеет тенденцию собирать остаток полукокса, что приводит к уменьшению производительности соединения; из-за высоких скоростей парогазовой смеси в циклонах эти циклоны подвержены высокому абразивному изнашиванию, что вызывает уменьшение толщины стенок основного корпуса циклона. Также из-за того, что они помещены внутри пылеуловителя, невозможно выполнить измерения толщины стенок циклона в любой выбранной точке, и чрезмерное изнашивание стенки циклона приведет к непригодности всей машины; циклон второй ступени имеет очень высокое гидравлическое сопротивление; большое количество осажденного полукокса (150 м 3), образующееся вследствие вышеперечисленных дефектов, приводит к большим затратам времени на техобслуживание и ремонт.-1 017059 Раскрытие изобретения Для увеличения эффективности, надежности и снижения времени подготовки к ремонтным работам в соответствии с настоящим изобретением предлагается изменить конструкцию пылеуловителя путем исключения скошенного цилиндра, находящегося между разными диаметрами основного корпуса пылеуловителя, т.е. пылеуловитель имеет одинаковый диаметр; это предотвращает осаждение полукокса на цилиндрических поверхностях основного корпуса пылеуловителя, что является причиной концентрации частиц полукокса в парогазовой смеси из циклона второй ступени во время работы пылеуловителя, и таким образом обеспечивает постоянство качества дальнейшего продукта; пористый материал, используемый при облицовке пылеуловителя, меняется на непористый, например бетон; это не дает парогазовой смеси проникать и образовывать нежелательный конденсат на внутренней металлической стенке пылеуловителя; конструкция с размещенными внутри циклонами меняется на такую, где циклоны размещены внешне, добавляя также внешнюю теплоизоляцию циклонам; эта внешняя конструкция не позволяет использовать пластинчатые компенсаторы между основным корпусом циклона и пылеуловителем; также такая конструкция циклона обеспечивает малое время ремонта и возможность постоянно измерять толщину стенок основного корпуса циклона; для уменьшения абразивного изнашивания циклонов, износоустойчивой облицовки, например, бетон наносится на внутренние поверхности циклонов; для увеличения производительности парогазовой смеси без уменьшения эффективности очистки парогазовой смеси циклон второй ступени замещен циклоном с более низким гидравлическим сопротивлением, что позволяет уменьшить гидравлическую стойкость всей установки для обработки золы. Пылеуловитель для отделения твердых частиц от парогазовой смеси, который соответствует настоящему изобретению, описан без ограничения следующими примерами осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, где фиг. 1 иллюстрирует пример осуществления пылеуловителя, используемого, как описано в уровне техники; фиг. 2 иллюстрирует пример осуществления пылеуловителя согласно настоящему изобретению; фиг. 3 иллюстрирует альтернативный пример осуществления пылеуловителя согласно настоящему изобретению. Описание вариантов осуществления Пылеуловитель для отделения твердых частиц от парогазовой смеси относится к устройству, в котором осуществляется пиролиз распыленного ископаемого топлива (например, нефтеносный сланец) или материал, содержащий органическое вещество посредством твердого теплоносителя. Температура парогазовой смеси, поступающей для обработки, составляет примерно 480 С и ее композиция содержит частицы полукокса до 230 г/м 3 остатка углеводородных паров, паров воды и газа от пиролиза и другие примеси или газы. Парогазовая смесь очищается путем осаждения частиц посредством силы тяжести. Пылеуловитель 1 для отделения твердых частиц от парогазовой смеси согласно настоящему изобретению, показанный на фиг. 2, содержит основной корпус 2, внутренняя боковая поверхность которого имеет облицовку 7. Внутренняя облицовка 7 выполнена из износоустойчивого и непористого материала,такого как бетон, так что парогазовая смесь не может вытекать и углеводородные пары не могут конденсироваться между облицовкой и внутренней металлической поверхностью основного корпуса 2 пылеуловителя 1. Основной корпус 2 пылеуловителя 1 является цилиндрическим, и его диаметр остается одинаковым по всей его высоте, например используются основные корпуса с диаметром около 3-9 м. Впускное отверстие 9 для парогазовой смеси, содержащей частицы полукокса, расположено на одной из сторон нижней части основного корпуса 2 пылеуловителя 1. Выпускное отверстие 8 для частиц полукокса находится на нижнем конце 11 основного корпуса 2 пылеуловителя 1. Центробежные осадители циклона - циклоны первой ступени 3 и второй ступени 4 находятся вне основного корпуса 2 пылеуловителя 1. Впускной канал 13 циклона первой ступени 3 соединен с верхним концом 10 основного корпуса 2 пылеуловителя 1, тогда как впускной канал 13 расположен вертикально и параллельно вертикальной оси пылеуловителя 1. Выпускное отверстие 12 циклона первой ступени 3 соединено с впускным каналом 14 циклона второй ступени 4. Для компенсации напряжения пластинчатые компенсаторы 18 добавлены к вышеперечисленным соединениям в впускной канал 13 циклона первой ступени 3 и в канал, соединяющий циклон первой ступени 3 и второй ступени 4, соответственно. Выпускные отверстия 15 для полукокса размещены в нижней части циклонов первой ступени 3 и второй ступени 4 и соединены каналами 5 с нижней частью основного корпуса 2 пылеуловителя 1, так что каналы пылеулавливания 5 проходят к выпускному отверстию 8 для частиц полукокса, расположенному в основном корпусе 2 пылеуловителя 1. Кроме того, пластинчатые компенсаторы 19 меньших размеров добавлены в каналах пылеулавливания 5, чтобы компенсировать нагрузку. Внутренняя поверхность 16 циклонов первой ступени 3 и второй ступени 4 облицована износоустойчивым материалом, например бетоном, и поскольку циклоны не находятся внутри основного кор-2 017059 пуса 2 пылеуловителя 1, возможно измерить толщину стенки циклонов 3, 4 и при необходимости произвести ремонт. В альтернативном примере осуществления пылеуловителя 1 согласно настоящему изобретению,показанному на фиг. 3, соответствующие впускные каналы 13, 14 для центробежных осадителей циклона- для циклонов первой ступени 3 и второй ступени 4 соединены с верхней частью 10 основного корпуса 2 пылеуловителя 1. Выпускной канал циклона второй ступени 4 соединен с впускным каналом циклона первой ступени 3, так что парогазовая смесь, содержащая частицы полукокса, направляется параллельно относительно обоих циклонов 3, 4 и парогазовая смесь, выходящая из циклона второй ступени 4, направляется в циклон первой ступени 3. Пластинчатый компенсатор 18 также установлен между выпуском циклона второй ступени 4 и впускным каналом циклона первой ступени 3 для компенсации напряжения. Парогазовая смесь, очищенная от частиц полукокса, направляется из циклона первой ступени 3 через выпускной канал 12 для последующей обработки. Такое размещение центробежных циклонов позволяет параллельную работу циклонов 3, 4, и в случае поломок в работе одного циклона очищения парогазовой смеси она продолжается в другом циклоне. Работа предприятия по тепловой переработке ископаемого топлива и веществ, содержащих органический материал, нуждается в устройстве, в котором пиролиз измельченного материала с твердым теплоносителем создает парогазовую смесь, которую нужно очистить от частиц полукокса. С этой целью пылеуловитель соединен с устройством с целью отделения твердых частиц от парогазовой смеси или пылеуловитель 1, основной корпус 2 и центробежные циклоны 3, 4 используются для очистки парогазовой смеси от частиц полукокса. Для достижения указанного парогазовая смесь, содержащая частицы полукокса, направляется в основной корпус 2 пылеуловителя 1, где сила тяжести вынуждает более тяжелые частица полукокса оседать в нижней части 11 основного корпуса 2 пылеуловителя 1, парогазовая смесь с более легкими частицами полукокса направляется через впускной канал 13, размещенный в верхнем конце основного корпуса 2 пылеуловителя 1 к циклону первой ступени 3, где центробежные силы помогают осаждать остающиеся частицы полукокса. Для окончательной очистки парогазовой смеси она направляется из циклона первой ступени 3 в циклон второй ступени 4, где происходит окончательная очистка парогазовой смеси от частиц полукокса. После этого очищенная парогазовая смесь направляется из циклона второй ступени 4 для последующей обработки. Конструкция пылеуловителя 1 для отделения твердых частиц от парогазовой смеси согласно настоящему изобретению позволяет производить ремонтные работы быстро и без остановки всего производственного цикла на более длительный период. Для специалистов данной области должно быть ясно,что пылеуловитель, соответствующий настоящему изобретению, не ограничен примером осуществления,как он представлен выше, но при защите объема изобретения следует принять во внимание то, что описано в прилагаемой формуле изобретения, а также признаки и их совокупность того же характера. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Пылеуловитель (1) для отделения твердых частиц от парогазовой смеси, содержащий основной корпус (2) с внутренней огнеупорной облицовкой (7), расположенной на внутренней боковой поверхности указанного основного корпуса, циклон первой ступени (3), циклон второй ступени (4), пластинчатые компенсаторы (18, 19), размещенные между каналами для компенсации напряжений, каналы для удаления пыли (5, 15), впускной канал (13) для подачи парогазовой смеси в циклон первой ступени (3), образованный в верхней части основного корпуса (2) пылеуловителя (1), впускное отверстие (9) для парогазовой смеси, содержащей частицы полукокса, образованное в нижней части основного корпуса (2) пылеуловителя (1), отличающийся тем, что основной корпус (2) пылеуловителя (1) выполнен в виде цилиндра с одинаковым диаметром по всей его высоте, а на его нижнем конце (11) выполнено выпускное отверстие (8) для удаления частиц полукокса, тогда как впускное отверстие (9) размещено над выпускным отверстием (8) нижней части основного корпуса (2) пылеуловителя (1), и тем, что циклоны первой и второй ступени (3, 4) размещены вне основного корпуса (2) пылеуловителя (1). 2. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что впускной канал (13) для парогазовой смеси циклона первой ступени (3) расположен вертикально на верхнем конце (10) указанного основного корпуса(2) пылеуловителя (1), так что его вертикальная ось параллельна вертикальной оси основного корпуса (2) пылеуловителя (1). 3. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что внутренняя облицовка (7) основного корпуса (2) пылеуловителя (1) выполнена из изноустойчивого и непористого теплоизоляционного материала. 4. Пылеуловитель по п.3, отличающийся тем, что указанным износоустойчивым и непористым теплоизоляционным материалом является бетон. 5. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что циклоны первой и второй ступени (3, 4) соединены каналами для удаления пыли (5) с нижним концом (11) указанного основного корпуса (2) пылеуловителя (1), тогда как указанные каналы (5) направлены выше выходного отверстия полукокса (8), образованного в указанном основном корпусе (2) пылеуловителя (1). 6. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что внутренние поверхности циклонов первой и вто-3 017059 рой ступени (3, 4) облицованы износоустойчивым материалом (16). 7. Пылеуловитель по п.6, отличающийся тем, что указанным износоустойчивым материалом (16),используемым для внутренней поверхности циклонов первой и второй ступени (3, 4), является бетон. 8. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что указанный циклон второй ступени (4) имеет более низкое гидравлическое сопротивление по сравнению с циклоном первой ступени (3).