CN121222165A - 一种容器、分离设备及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体分离技术领域，尤其涉及一种容器、分离设备及应用，用以对含气物料中气体进行分离，包括分离设备、筒体、上封头和下封头；所述上封头和下封头分别连接于所述筒体的上下两端，所述容器的侧壁或上封头上设有上出口，所述下封头上设有下出口；所述分离设备设置于所述筒体的内部，且所述分离设备安装在所述筒体的侧壁上，所述分离设备包括内伸管，所述内伸管的一端为物料进口，另一端设有堵板，并且在所述内伸管的侧壁上设有导气结构；所述导气结构与所述内伸管侧壁相连的另一端设有物料出口；相较于传统分离容器，无需额外设置大型驱动装置即可产生稳定离心场，显著提升分离效率。

Description

一种容器、分离设备及应用

技术领域

本发明涉及气体分离技术领域，尤其涉及一种容器、分离设备及应用。

背景技术

化工行业内，通常需要将气相流体中的液滴、固体颗粒、含有固体的液滴分离。通常使用重力式分离器或者过滤式分离器。但是这两种设备一般设备直径较大或者容易堵塞。为解决这种问题，可以采用旋风分离器。但是传统的旋风分离器一般为蜗壳造旋，其壳体并不是圆柱形筒体。也有的旋风分离器采用圆柱形筒体。

但是设备进口一般为切向与筒体连接：

如CN201842651U公开了一种三氯氢硅合成气旋风分离装置，该技术方案是进风管沿切线方向连接筒体，气体可盘旋而下，减小涡流，同时也降低气流阻力；

或如CN103056045A公开了用于煤气净化的一级旋风分离器、煤气净化系统、煤气净化方法及其应用，该一级旋风分离器包括：一级旋风粗煤气入口，设置在一级旋风分离器上部侧壁上；一级旋风雾化灰水入口，设置在一级旋风分离器上部侧壁上，并位于第一粗煤气入口的上方；一级旋风洗涤水入口，设置在一级旋风分离器上部侧壁上，并与一级旋风雾化灰水入口设置在同一水平位置的圆平面对称位置上；一级旋风煤气出口，设置在一级旋风分离器的顶部壁上；以及一级旋风黑水出口，设置在一级旋风分离器的底部壁上。该技术方案中的物料入口也均为切向与筒体连接。

而上述切向与筒体连接存在当压力较高时，壳体厚度大，异性焊缝导致制造困难。

因此CN205965382U公开了一种煤气过滤器，其包括圆筒状过滤器主体，在过滤器主体侧壁上方设有排气口；在排气口下方的过滤器主体内壁上固定设有水平设置的过滤栅网，在过滤栅网与排气口之间的过滤器主体内部设有过滤机构；在过滤器主体底端设有锥台腔形旋风分离室，在旋风分离室侧壁上设有进气口；在旋风分离室内壁上设有与进气口相对设置的折流板。该技术方案的进气口位于所述过滤器的下方，且配合特定角度的折流板，才能实现煤气过滤的效果，但是该装置并不适用于气液或气液固等流体的分离。

同样CN206970550U公开了一种高效旋转除灰装置，所述的效旋转除灰装置为在气体进口处设置旋转分离进口的多级灰尘沉降分离器，所述的旋转分离进口为在气体管道水平方向封堵，切向方向设置竖直向下的开口，但是也仅能实现气固的分离，且进口为切向，压力较高时，也存在壳体厚度大，异性焊缝导致制造困难的问题。

基于上述情况，现有技术中存在分离设备不能同时兼具分离气固和气液或气液固的特性，以及进料口多为切向，当压力较高时，异性焊缝导致制造困难，维护成本高等亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种容器，用以对含气物料中气体进行分离，包括分离设备、筒体、上封头和下封头；

所述上封头和下封头分别连接于所述筒体的上下两端，所述容器的侧壁或上封头上设有上出口，所述下封头上设有下出口；

所述分离设备设置于所述筒体的内部，且所述分离设备安装在所述筒体的侧壁上，所述分离设备包括内伸管，所述内伸管的一端为物料进口，另一端设有堵板，并且在所述内伸管的侧壁上设有导气结构；所述导气结构与所述内伸管侧壁相连的另一端设有物料出口；

含气物料从所述物料进口进入后，撞击所述堵板并受到所述内伸管和堵板的约束发生流体转向，经所述物料出口送至容器内，所述分离设备使含气物料沿筒体切向方向运动，含气物料撞击筒体内壁后在筒体约束下发生角度转变并产生离心力，所述含气物料包括气体组分以及固体组分和/或液体组分，基于各组分密度差异产生的离心力差异实现分离，气体组分从所述上出口排出，固体组分和/或液体组分从所述下出口排出；

通过将分离设备集成于筒体内部并优化结构设计，使物料经分离设备引导后沿筒体切向运动，借助离心力实现相分离，相较于传统分离容器，无需额外设置大型驱动装置即可产生稳定离心场，显著提升分离效率；同时上出口与下出口的差异化设置，确保分离后的不同组分精准分流，避免二次混合，提升分离纯度，且整体结构紧凑，减少容器占用空间。

进一步地，所述筒体的侧壁设置有至少一个分离设备；

通过设置至少一个分离设备，可根据含气物料的处理量灵活调整进料规模，单台分离设备可满足小规模物料处理需求，多台分离设备并行工作时能提升单位时间内的处理效率，适配不同工况下的分离需求，增强容器的实用性和适配性；同时多台分离设备对称或均匀分布时，可进一步优化物料在筒体内的运动轨迹，使离心场分布更均匀，提升整体分离效果的稳定性。

进一步地，所述导气结构由顶板、底板、后立板、前立板围成，使得所述物料出口为矩形切口；

通过多板围合形成稳定导流通道，增强结构强度，并优化气流与含气物料的分离路径，矩形切口能对经堵板转向后的含气物料形成“定向约束”：顶板与底板形成的平行通道，可精准控制物料流动的上下边界，避免物料因边界不规则出现扩散或偏流；后立板与前立板构成的纵向支撑，能进一步规整物料运动方向，确保物料以稳定的流速和角度沿筒体切向进入容器内部。这种定向引导作用，可使物料进入容器后直接形成符合离心分离需求的有序流动轨迹，无需额外调整即可触发稳定离心场，相比传统非规则出口结构（如圆形、梯形）更易实现物料切向运动的精准控制，为后续基于密度差异的高效分离奠定关键基础。

进一步地，所述顶板和所述底板平行于所述内伸管的轴心线，且位于所述矩形切口处的出口边缘线与所述内伸管的轴心线平行；

用以确保出口处流场均匀，减少紊流，提高分离效果与物料排出稳定性，即顶板与底板平行于内伸管轴心线的设计，可在物料出口处形成“平行于轴心的规整流道”：当含气物料经堵板转向后进入矩形切口时，平行于轴心的顶板和底板能为物料提供稳定的上下边界约束，避免物料在垂直于轴心方向出现上下偏移或扩散，确保物料以均匀的层流状态通过物料出口；同时，矩形切口处的出口边缘线同样与内伸管轴心线平行，进一步强化了物料的流动导向——该设计使物料从物料出口排出时，其流动方向始终与内伸管轴心保持平行，再配合分离设备整体对物料的引导，能精准衔接“沿筒体切向运动”的需求，避免因出口边缘线倾斜导致物料流动方向紊乱，确保物料进入容器后可稳定触发切向运动，为后续离心分离所需的有序流动轨迹提供关键保障，相比非平行设计（如边缘线倾斜）更能减少物料流动的不确定性，提升离心场形成的稳定性。

进一步地，所述内伸管的轴心线垂直于所述后立板和所述前立板所在平面；

使气流方向与前立板和后立板垂直，增强气体碰撞与分离效率，即为含气物料在矩形切口内的流动构建了“径向刚性约束”：后立板与前立板作为矩形切口的纵向边界，其平面与内伸管的轴心线垂直，可在物料通过出口时，从径向（垂直于轴心线方向）对物料形成均匀且稳定的阻挡与引导，避免物料因径向约束不足出现左右偏移或扩散。当物料经堵板转向后进入矩形切口，垂直结构能确保物料始终沿平行于轴心线的方向流动，不会因立板平面倾斜导致流动方向向径向偏移，进而精准衔接后续“沿筒体切向运动”的需求——这种径向约束与顶板、底板形成的轴向约束相配合，构建了“三维规整流道”，使物料以高度可控的姿态进入容器，彻底避免因边界角度偏差引发的流动紊乱，为稳定离心场的形成提供更可靠的前置保障。

进一步地，所述内伸管为圆柱形，所述内伸管的内径为a，所述前立板到所述容器的距离b为a的0.10-0.20倍；

通过设置所述前立板与所述容器间距，避免气流短路，提高气体捕集效率。

进一步地，所述后立板到所述前立板的距离c为a的0.20-0.78倍；

优化导气结构宽度，平衡气流速度与压力损失，提高分离性能。

进一步地，所述堵板为平板型、圆弧形、球冠型中的一种；

多种结构形式适应不同工况，提高设备适用性与分离效果。

进一步地，所述堵板为球冠型，此时所述堵板的内心球半径e为a的1.8-2倍；

球冠型堵板有利于引导物料流向侧壁，减少死区，提高分离效率与流动均匀性。

进一步地，当所述堵板为球冠型时，所述后立板到所述堵板的顶点的距离d为a的0.10-0.20倍；

通过设置所述堵板与所述后立板间距，优化内部流场分布，进一步增强气固分离效果。

进一步地，自所述堵板向所述内伸管方向形成的内伸管切口的角度h为0-110°；

通过调整切口角度，适应不同物料特性与流速，提高分离适应性与效率。

进一步地，所述顶板的长度f为a的0.10-0.20倍；

通过设计顶板长度，确保导流效果的同时减少结构尺寸，提高设备紧凑性。

进一步地，所述上出口设置于所述容器的侧壁或上封头；

上出口的双位置可选设计，可根据容器的安装环境、物料中气体组分的含量及流动特性灵活选择安装位置，当气体组分含量较高时，将上出口设置于上封头可利用气体自然上浮的特性，减少气体流动阻力，提升排气效率；当容器侧壁需适配其他管路布局时，选择侧壁安装可优化整体管路排布，降低安装难度，增强容器的结构灵活性和工程适用性。

进一步地，所述分离设备通过矩形出口将物料送至所述容器内，且所述矩形出口的朝向与所述筒体的切向方向一致；

矩形出口的朝向与筒体切向精准匹配，确保物料从出口排出后直接沿筒体切线方向运动，无需额外转向即可形成稳定的旋转流场，减少物料动能损耗，提升离心力的利用效率；同时矩形出口相较于圆形出口，能使物料在出口处形成更均匀的流速分布，避免局部流速过快或过慢导致的离心场紊乱，进一步提升分离效果的稳定性和可靠性，确保不同位置的物料均能受到均匀的离心作用，提升分离精度。

本发明提供一种分离设备，为上述容器中的分离设备。

本发明还提供一种煤气分离器，所述煤气分离器包括上述容器。

进一步地，所述容器的上封头上设有上出口。

进一步地，所述上出口延伸至所述容器内部并连接有内伸连接管。

进一步地，所述上出口和所述内伸连接管分体式或一体化连接，所述上出口和所述内伸连接管的轴线与所述筒体的轴线重合。

进一步地，所述下封头的底部设有下出口，所述下出口的轴线与所述筒体的轴线重合。

进一步地，所述上封头和所述下封头独立地为锥形封头、椭圆封头、球形封头中的一种。

进一步地，所述筒体的内部靠近所述下封头的位置还设有锥形内筒。

进一步地，所述锥形内筒所述筒体分体式连接或一体化连接。

进一步地，所述锥形内筒靠近所述下出口的一端连接有下降管。

进一步地，所述容器对所述煤气中气体的分离率≥90%。

本发明还提供一种加热炉，所述加热炉包括上述容器，所述容器内设有的分离设备作为烧嘴使用。

进一步地，上出口位于所述加热炉的侧壁。

进一步地，若干个所述烧嘴在所述加热炉侧壁上环形布置。

进一步地，若干个所述烧嘴分层设置或单层设置。

进一步地，同层的所述烧嘴的个数为偶数。

本发明的有益效果在于：

1、本发明提供一种容器，用以对含气物料中气体进行分离，包括分离设备、筒体、上封头和下封头；

所述上封头和下封头分别连接于所述筒体的上下两端，所述容器的侧壁或上封头上设有上出口，所述下封头上设有下出口；

所述分离设备设置于所述筒体的内部，且所述分离设备安装在所述筒体的侧壁上，所述分离设备包括内伸管，所述内伸管的一端为物料进口，另一端设有堵板，并且在所述内伸管的侧壁上设有导气结构；所述导气结构与所述内伸管侧壁相连的另一端设有物料出口；

含气物料从所述物料进口进入后，撞击所述堵板并受到所述内伸管和堵板的约束发生流体转向，经所述物料出口送至容器内，所述分离设备使含气物料沿筒体切向方向运动，含气物料撞击筒体内壁后在筒体约束下发生角度转变并产生离心力，所述含气物料包括气体组分以及固体组分和/或液体组分，基于各组分密度差异产生的离心力差异实现分离，气体组分从所述上出口排出，固体组分和/或液体组分从所述下出口排出；

通过将分离设备集成于筒体内部并优化结构设计，使物料经分离设备引导后沿筒体切向运动，借助离心力实现相分离，相较于传统分离容器，无需额外设置大型驱动装置即可产生稳定离心场，显著提升分离效率；同时上出口与下出口的差异化设置，确保分离后的不同组分精准分流，避免二次混合，提升分离纯度，且整体结构紧凑，减少容器占用空间；

2、本发明提供的分离设备，设置于对含气物料中气体进行分离的容器内部，包括内伸管，所述内伸管的一端为物料进口，另一端设有堵板，并且在所述内伸管的侧壁上设有导气结构；所述导气结构与所述内伸管侧壁相连的另一端设有物料出口，所述物料出口为矩形切口；

现有技术中，无论是利用容器外壁造旋、内置引流板造旋，还是采用螺旋桨式旋流片、蜗牛壳形结构造旋，均属于异形结构设计，不仅在高压工况下的结构稳定性难以保障，更存在设计计算精度低、参数调控难度大的问题，严重制约了分离效率的提升和工业化应用的可靠性；而本发明提出的“开口+引流+容器外壁旋转”内造旋方案，通过圆柱形内伸管与侧壁导气结构的精准配合，实现了含气物料流动的有序引导，高效完成气固/气液相分离；同时，分离设备在容器入口处的结构设计简洁紧凑，摒弃了复杂异形结构，大幅降低了设计计算难度，提升了实际应用中的可操作性和稳定性。此外，导气结构末端采用矩形切口作为物料出口，有效优化了物料排出路径，既保证了物料排放的顺畅性，又显著减少了物料残留导致的堵塞问题，进一步提升了设备运行的连续性和维护便捷性；

3、通过对分离设备核心结构参数的特殊精准限定，包括内伸管内径a、前立板与容器的间距b、后立板与前立板的间距c、后立板与堵板顶点的间距d、堵板内心球半径e、堵板向内伸管方向形成的内伸管切口角度h以及顶板长度f，实现了设备性能的全面优化；这些参数的科学匹配不仅确保了分离设备的结构尺寸符合工业化生产的加工制造要求，降低了生产工艺难度和制造成本，提升了设备的批量生产适配性；更通过各结构参数的协同作用，进一步优化了内造旋效果和物料分离路径，显著提高了相分离过程中的气体分离率，使设备既能满足大规模工业化生产的高效运行需求，又能精准适配不同含气物料的分离场景，兼顾了实用性、经济性和高效性。

4、同时本发明的分离设备具有多重应用场景，既能够在煤气分离器中对其中的气体进行高效的分离，即就能够保证每一批常规煤气物料在进行分离时，气体的分离率均大于等于90%；又能在加热炉中作为烧嘴使用，即所述烧嘴的出口的火焰受炉膛耐火料约束，形成环状火焰，燃尽的高密度灰分或者残余烟尘颗粒，相当于含气物料中的固体，受离心力影响，沿炉膛内壁循环下降，落入下封头，燃料初步裂解产生的可燃气气体继续螺旋上升较直流型炉膛增加了停留时间，可以增加反应深度，同时可以降低预混空气中的氧含量，达到降低氮氧化物（NO_x）产生的效果。

附图说明

图1为本发明分离设备的立体结构示意图；

图2为本发明分离设备俯视图；

图3为图2中A-A截面图；

图4为本发明容器结构示意图；

图5为本发明煤气分离器结构示意图；

图6为本发明加热炉结构示意图；

图7为本发明加热炉的俯视图。

图中标号的名称为：

1、内伸管；2、堵板；3、顶板；4、底板；5、后立板；6、前立板；7、容器；8、上出口；801、内伸连接管；9、下出口；10、锥形内筒；1001、11、分离设备；12、加热炉筒体；13、环状火焰；14、循环烟气入口；15、烟气出口；16、冷风筒；17、灰斗；18、排灰阀；19、排灰机；20、炉座。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种分离设备，设置于对含气物料中气体进行分离的容器7内部，包括内伸管1，所述内伸管1的一端为物料进口，另一端设有堵板2，并且在所述内伸管1的侧壁上设有导气结构；所述导气结构与所述内伸管1侧壁相连的另一端设有物料出口，所述物料出口为矩形切口；

通过所述内伸管1与所述导气结构的配合，能够有效引导含气物料流动，实现气体与物料的相分离，矩形切口便于物料顺畅排出并减少堵塞。

所述分离设备设置在所述容器7的侧壁上；

便于与容器7内部流场配合，提高气体分离效率，并简化设备安装结构。

所述导气结构由顶板3、底板4、后立板5、前立板6围成；

通过多板围合形成稳定导流通道，增强结构强度，并优化气流与物料的分离路径。

所述顶板3和所述底板4平行于所述内伸管1的轴心线，且位于所述矩形切口处的出口边缘线与所述内伸管1的轴心线平行；

用以确保出口处流场均匀，减少紊流，提高分离效果与物料排出稳定性。

所述内伸管1的轴心线垂直于所述后立板5和所述前立板6所在平面；

使气流方向与所述前立板5和所述后立板6垂直，增强气体碰撞与分离效率。

如图2所示，在本实施例中，所述内伸管1为圆柱形，所述内伸管1的内径为a，所述前立板6到所述容器7的距离b为a的0.15倍；

通过设置所述前立板6与所述容器7间距，避免气流短路，提高气体捕集效率。

所述后立板5到所述前立板6的距离c为a的0.50倍；

优化导气结构宽度，平衡气流速度与压力损失，提高分离性能。

如图1和2所示，在本实施例中，所述堵板2为球冠型，此时所述堵板2的内心球半径e为a的2倍；

球冠型的所述堵板2有利于引导物料流向侧壁，减少死区，提高分离效率与流动均匀性。

在一些实施例中，所述堵板2还能为平板型、圆弧形中的一种；多种结构形式适应不同工况，提高设备适用性与分离效果。

在本实施例中当所述堵板2为球冠型，所述后立板5到所述堵板2的顶点的距离d为a的0.15倍；

通过设置所述堵板2与所述后立板5间距，优化内部流场分布，进一步增强气固分离效果。

如图3所示，自所述堵板2向所述内伸管1方向形成的内伸管切口的角度h为110°；

通过调整切口角度，适应不同物料特性与流速，提高分离适应性与效率。

如图3所示，所述顶板3的长度f为a的0.15倍；

通过设计顶板3长度，确保导流效果的同时减少结构尺寸，提高设备紧凑性。

实施例2

如图1所示，本实施例提供一种分离设备，设置于对含气物料中气体进行分离的容器7内部，包括内伸管1，所述内伸管1的一端为物料进口，另一端设有堵板2，并且在所述内伸管1的侧壁上设有导气结构；所述导气结构与所述内伸管1侧壁相连的另一端设有物料出口，所述物料出口为矩形切口；

通过所述内伸管1与所述导气结构的配合，能够有效引导含气物料流动，实现气体与物料的相分离，矩形切口便于物料顺畅排出并减少堵塞。

所述分离设备设置在所述容器7的侧壁上；

便于与容器7内部流场配合，提高气体分离效率，并简化设备安装结构。

所述导气结构由顶板3、底板4、后立板5、前立板6围成；

通过多板围合形成稳定导流通道，增强结构强度，并优化气流与物料的分离路径。

所述顶板3和所述底板4平行于所述内伸管1的轴心线，且位于所述矩形切口处的出口边缘线与所述内伸管1的轴心线平行；

用以确保出口处流场均匀，减少紊流，提高分离效果与物料排出稳定性。

所述内伸管1的轴心线垂直于所述后立板5和所述前立板6所在平面；

使气流方向与所述前立板5和所述后立板6垂直，增强气体碰撞与分离效率。

如图2所示，在本实施例中，所述内伸管1为圆柱形，所述内伸管1的内径为a，所述前立板6到所述容器的距离b为a的0.10倍；

通过设置所述前立板6与所述容器7间距，避免气流短路，提高气体捕集效率。

所述后立板5到所述前立板6的距离c为a的0.78倍；

优化导气结构宽度，平衡气流速度与压力损失，提高分离性能。

如图1和2所示，在本实施例中，所述堵板2为球冠型，此时所述堵板2的内心球半径e为a的1.9倍；

球冠型的所述堵板2有利于引导物料流向侧壁，减少死区，提高分离效率与流动均匀性。

在一些实施例中，所述堵板2还能为平板型、圆弧形中的一种；多种结构形式适应不同工况，提高设备适用性与分离效果。

在本实施例中当所述堵板为球冠型，所述后立板到所述堵板的顶点的距离d为a的0.10倍；

通过设置所述堵板与所述后立板间距，优化内部流场分布，进一步增强气固分离效果。

自所述堵板向所述内伸管方向形成的内伸管切口的角度h为90°；

通过调整切口角度，适应不同物料特性与流速，提高分离适应性与效率。

如图3所示，所述顶板3的长度f为a的0.20倍；

通过设计顶板3长度，确保导流效果的同时减少结构尺寸，提高设备紧凑性。

实施例3

如图1所示，本实施例提供一种分离设备，设置于对含气物料中气体进行分离的容器7内部，包括内伸管1，所述内伸管1的一端为物料进口，另一端设有堵板2，并且在所述内伸管1的侧壁上设有导气结构；所述导气结构与所述内伸管1侧壁相连的另一端设有物料出口，所述物料出口为矩形切口；

通过所述内伸管1与所述导气结构的配合，能够有效引导含气物料流动，实现气体与物料的相分离，矩形切口便于物料顺畅排出并减少堵塞。

所述分离设备设置在所述容器7的侧壁上；

便于与容器7内部流场配合，提高气体分离效率，并简化设备安装结构。

所述导气结构由顶板3、底板4、后立板5、前立板6围成；

通过多板围合形成稳定导流通道，增强结构强度，并优化气流与物料的分离路径。

所述顶板3和所述底板4平行于所述内伸管1的轴心线，且位于所述矩形切口处的出口边缘线与所述内伸管1的轴心线平行；

用以确保出口处流场均匀，减少紊流，提高分离效果与物料排出稳定性。

所述内伸管1的轴心线垂直于所述后立板5和所述前立板6所在平面；

使气流方向与所述前立板5和所述后立板6垂直，增强气体碰撞与分离效率。

如图2所示，在本实施例中，所述内伸管1为圆柱形，所述内伸管1的内径为a，所述前立板6到所述容器的距离b为a的0.20倍；

通过设置所述前立板6与所述容器7间距，避免气流短路，提高气体捕集效率。

所述后立板5到所述前立板6的距离c为a的0.20倍；

优化导气结构宽度，平衡气流速度与压力损失，提高分离性能。

如图1和2所示，在本实施例中，所述堵板2为球冠型，此时所述堵板2的内心球半径e为a的1.8倍；

球冠型的所述堵板2有利于引导物料流向侧壁，减少死区，提高分离效率与流动均匀性。

在一些实施例中，所述堵板2还能为平板型、圆弧形中的一种；多种结构形式适应不同工况，提高设备适用性与分离效果。

在本实施例中当所述堵板2为球冠型，所述后立板5到所述堵板2的顶点的距离d为a的0.20倍；

通过设置所述堵板2与所述后立板5间距，优化内部流场分布，进一步增强气固分离效果。

自所述堵板5向所述内伸管1方向形成的内伸管切口的角度h为50°；

通过调整切口角度，适应不同物料特性与流速，提高分离适应性与效率。

如图3所示，所述顶板3的长度f为a的0.10倍；

通过设计顶板3长度，确保导流效果的同时减少结构尺寸，提高设备紧凑性。

实施例4

如图4所示，本实施例提供一种容器7，用以对含气物料中气体进行分离，包括实施例1中的分离设备11、筒体、上封头和下封头；

所述上封头和下封头分别连接于所述筒体的上下两端，在本实施例中，所述容器7的上封头上设有上出口8，所述下封头上设有下出口9；在一些实施例中，所述容器7的侧壁上设有上出口8。

所述分离设备11设置于所述筒体的内部，且所述分离设备11安装在所述筒体的侧壁上，所述分离设备包括物料进口、堵板2、内伸管1和矩形出口；

含气物料从所述物料进口进入后，撞击所述堵板2并受到所述内伸管1和堵板2的约束发生流体转向，经所述矩形出口送至容器7内，所述分离设备11使物料沿筒体切向方向运动，物料撞击筒体内壁后在筒体约束下发生角度转变并产生离心力，所述含气物料包括气体组分以及固体和/或液体，基于各组分密度差异产生的离心力差异实现分离，气体从所述上出口8排出，固体和/或液体从所述下出口9排出；

通过将分离设备11集成于筒体内部并优化结构设计，使物料经分离设备11引导后沿筒体切向运动，借助离心力实现相分离，相较于传统分离容器，无需额外设置大型驱动装置即可产生稳定离心场，显著提升分离效率；同时上出口8与下出口9的差异化设置，确保分离后的不同组分精准分流，避免二次混合，提升分离纯度，且整体结构紧凑，减少容器占用空间。

在本实施例中，所述筒体的侧壁设置有一个分离设备11；

在一些实施例中，通过设置至少一个分离设备11，可根据含气物料的处理量灵活调整进料规模，单台分离设备11可满足小规模物料处理需求，多台分离设备11并行工作时能提升单位时间内的处理效率，适配不同工况下的分离需求，增强容器的实用性和适配性；同时多台设备对称或均匀分布时，可进一步优化物料在筒体内的运动轨迹，使离心场分布更均匀，提升整体分离效果的稳定性。

在本实施例中，所述上出口8设置于所述容器7的上封头；在一些实施例中，所述上出口设置于所述容器7的侧壁。

在本发明中，上出口8的双位置可选设计，可根据容器7的安装环境、物料中气体组分的含量及流动特性灵活选择安装位置，当气体组分含量较高时，将上出口8设置于上封头可利用气体自然上浮的特性，减少气体流动阻力，提升排气效率；当容器7侧壁需适配其他管路布局时，选择侧壁安装可优化整体管路排布，降低安装难度，增强容器7的结构灵活性和工程适用性。

在本实施例中，所述分离设备11通过矩形出口将物料送至所述容器内，且所述矩形出口的朝向与所述筒体的切向方向一致；

矩形出口的朝向与筒体切向精准匹配，确保物料从出口排出后直接沿筒体切线方向运动，无需额外转向即可形成稳定的旋转流场，减少物料动能损耗，提升离心力的利用效率；同时矩形出口相较于圆形出口，能使物料在出口处形成更均匀的流速分布，避免局部流速过快或过慢导致的离心场紊乱，进一步提升分离效果的稳定性和可靠性，确保不同位置的物料均能受到均匀的离心作用，提升分离精度。

实施例5

本实施例提供一种容器7，用以对含气物料中气体进行分离，包括实施例2中的分离设备11、筒体、上封头和下封头；

所述上封头和下封头分别连接于所述筒体的上下两端，在本实施例中，所述容器7的侧壁上设有上出口8。

所述分离设备11设置于所述筒体的内部，且所述分离设备11安装在所述筒体的侧壁上，所述分离设备包括物料进口、堵板2、内伸管1和矩形出口；

含气物料从所述物料进口进入后，撞击所述堵板2并受到所述内伸管1和堵板2的约束发生流体转向，经所述矩形出口送至容器7内，所述分离设备11使物料沿筒体切向方向运动，物料撞击筒体内壁后在筒体约束下发生角度转变并产生离心力，所述含气物料包括气体组分以及固体和/或液体，基于各组分密度差异产生的离心力差异实现分离，气体从所述上出口排出，固体和/或液体从所述下出口排出；

通过将分离设备11集成于筒体内部并优化结构设计，使物料经分离设备11引导后沿筒体切向运动，借助离心力实现相分离，相较于传统分离容器，无需额外设置大型驱动装置即可产生稳定离心场，显著提升分离效率；同时上出口8与下出口9的差异化设置，确保分离后的不同组分精准分流，避免二次混合，提升分离纯度，且整体结构紧凑，减少容器占用空间。

在本实施例中，所述筒体的侧壁设置有一个分离设备11；

在一些实施例中，通过设置至少一个分离设备11，可根据含气物料的处理量灵活调整进料规模，单台分离设备11可满足小规模物料处理需求，多台分离设备11并行工作时能提升单位时间内的处理效率，适配不同工况下的分离需求，增强容器的实用性和适配性；同时多台设备对称或均匀分布时，可进一步优化物料在筒体内的运动轨迹，使离心场分布更均匀，提升整体分离效果的稳定性。

在本实施例中，所述上出口设置于所述容器7的侧壁。

在本实施例中，所述分离设备11通过矩形出口将物料送至所述容器内，且所述矩形出口的朝向与所述筒体的切向方向一致；

矩形出口的朝向与筒体切向精准匹配，确保物料从出口排出后直接沿筒体切线方向运动，无需额外转向即可形成稳定的旋转流场，减少物料动能损耗，提升离心力的利用效率；同时矩形出口相较于圆形出口，能使物料在出口处形成更均匀的流速分布，避免局部流速过快或过慢导致的离心场紊乱，进一步提升分离效果的稳定性和可靠性，确保不同位置的物料均能受到均匀的离心作用，提升分离精度。

实施例6

如图5所示，本实施例提供一种将实施例4中的容器7作为煤气分离器主体结构，用以对含气物料中气体进行分离，包括实施例1中的分离设备11、筒体、上封头和下封头；

所述上封头和下封头分别连接于所述筒体的上下两端，在本实施例中，所述容器7的上封头上设有上出口8，所述下封头上设有下出口9；在一些实施例中，所述容器7的侧壁上设有上出口8。

所述分离设备11设置于所述筒体的内部，且所述分离设备11安装在所述筒体的侧壁上，所述分离设备包括物料进口、堵板2、内伸管1和矩形出口；

含气物料从所述物料进口进入后，撞击所述堵板2并受到所述内伸管1和堵板2的约束发生流体转向，经所述矩形出口送至容器7内，所述分离设备11使物料沿筒体切向方向运动，物料撞击筒体内壁后在筒体约束下发生角度转变并产生离心力，所述含气物料包括气体组分以及固体和/或液体，基于各组分密度差异产生的离心力差异实现分离，气体从所述上出口排出，固体和/或液体从所述下出口排出；

通过将分离设备11集成于筒体内部并优化结构设计，使物料经分离设备11引导后沿筒体切向运动，借助离心力实现相分离，相较于传统分离容器，无需额外设置大型驱动装置即可产生稳定离心场，显著提升分离效率；同时上出口8与下出口9的差异化设置，确保分离后的不同组分精准分流，避免二次混合，提升分离纯度，且整体结构紧凑，减少容器占用空间。

在本实施例中，所述筒体的侧壁设置有一个分离设备11；

在一些实施例中，通过设置至少一个分离设备11，可根据含气物料的处理量灵活调整进料规模，单台分离设备11可满足小规模物料处理需求，多台分离设备11并行工作时能提升单位时间内的处理效率，适配不同工况下的分离需求，增强容器的实用性和适配性；同时多台设备对称或均匀分布时，可进一步优化物料在筒体内的运动轨迹，使离心场分布更均匀，提升整体分离效果的稳定性。

在本实施例中，所述上出口8设置于所述容器7的上封头；在一些实施例中，所述上出口设置于所述容器7的侧壁。

在本发明中，上出口8的双位置可选设计，可根据容器7的安装环境、物料中气体组分的含量及流动特性灵活选择安装位置，当气体组分含量较高时，将上出口8设置于上封头可利用气体自然上浮的特性，减少气体流动阻力，提升排气效率；当容器7侧壁需适配其他管路布局时，选择侧壁安装可优化整体管路排布，降低安装难度，增强容器7的结构灵活性和工程适用性。

在本实施例中，所述分离设备11通过矩形出口将物料送至所述容器内，且所述矩形出口的朝向与所述筒体的切向方向一致；

矩形出口的朝向与筒体切向精准匹配，确保物料从出口排出后直接沿筒体切线方向运动，无需额外转向即可形成稳定的旋转流场，减少物料动能损耗，提升离心力的利用效率；同时矩形出口相较于圆形出口，能使物料在出口处形成更均匀的流速分布，避免局部流速过快或过慢导致的离心场紊乱，进一步提升分离效果的稳定性和可靠性，确保不同位置的物料均能受到均匀的离心作用，提升分离精度。

在本实施例中，所述上出口8延伸至所述容器7内部并连接有内伸连接管801。

所述上出口8和所述内伸连接管801分体式或一体化连接，所述上出口8和所述内伸连接管801的轴线与所述筒体的轴线重合；

即恰好对准旋流场的中心区域——这是气体（密度最小）聚集的核心区域，确保内伸连接管801入口精准对接气体聚集区，最大限度减少液体和固体颗粒的夹带，并且轴线重合的设计使内伸连接管801对旋流的阻碍最小化，维持离心分离的动态平衡，确保不同流量工况下分离效率的稳定性。

所述下出口9的轴线与所述筒体的轴线重合；

即恰好对准液固混合物的汇聚终点，可直接将聚集的液固混合物排出，避免因出口偏心导致的“排料死角”——若出口偏离轴线，下封头底部边缘易残留液固物料，长期堆积会引发堵塞，或因残留物料二次蒸发/夹带气体，降低分离纯度，这种精准对接的排料设计，能将液固排出率大幅度提升，减少罐内残留。

所述上封头和所述下封头独立地为椭圆封头和锥形封头。

所述筒体的内部靠近所述下封头的位置还设有锥形内筒10。

所述锥形内筒10所述筒体一体化连接。

所述锥形内筒10靠近所述下出口的一端连接有下降管1001；

即沿容器内壁螺旋下降的液固混合物，进入锥形内筒10后，因锥形结构的“流道收缩效应”（从锥形上沿到下沿，截面积逐渐减小），液固混合物的流动速度会显著提升，旋流强度进一步增强——更强的离心力可将液固混合物中残留的微小气泡（未彻底分离的气体）再次“甩向”锥形内筒10的内壁，随后气泡沿内壁上升，重新汇入上方气体区域，通过内伸连接管801排出；而密度更大的液体和固体颗粒则沿锥形内壁继续向下流动，最终通过下降管1001排出。这种二次旋流设计，可将液固中的气体残留率下降，进一步提升气体分离率。

在本实施例中，所述煤气分离器在底部还设有水箱，所述水箱中含有过滤网，能够进一步将液体和固体进行再次分离。

当所述分离罐的设计压力为4.6Mpag，设计温度为260℃时，能实现将所述物料中的气体进行分离，分离率为91%。需要说明的是，设计压力和设计温度能够根据物料的成分进行变动，但是通过特定分离设备11的结构和尺寸设计应用在所述煤气分离器中，就能够保证每一批常规煤气物料在进行分离时，气体的分离率均大于等于90%。

实施例7

如图6所示，本实施例提供一种将实施例5中的容器7作为加热炉主体结构，包括实施例2中的分离设备11、筒体、上封头和下封头；

所述上封头和下封头分别连接于所述筒体的上下两端，在本实施例中，所述容器7的侧壁上的上出口等同于加热炉的烟气出口15。

所述烟气出口15位于所述加热炉的侧壁。

所述分离设备11的内外两侧施工市售现有的C级防火耐磨材料后能够作为烧嘴使用；

如图7所示，8个所述烧嘴在所述加热炉侧壁上环形布置。

在一些实施例中，根据燃烧强度，所述烧嘴还能够分层设置或单层设置。同层烧嘴为偶数。

在本实施例中，以煤粉+空气预混，同时也是作为热源，在一些实施例中，所述热源为燃料油+空气预混。

所述筒体内部也设置市售现有的耐磨隔热材料，包括但不限于砌磨砖或浇注料，制备成图6中的加热炉筒体12。

如图7所示，所述烧嘴的出口的火焰受炉膛耐火料约束，形成环状火焰13。燃尽的高密度灰分或者残余烟尘颗粒，相当于含气物料中的固体，受离心力影响，沿炉膛内壁循环下降，落入下封头，即图6中的灰斗17。燃料初步裂解产生的可燃气气体继续螺旋上升较直流型炉膛增加了停留时间，可以增加反应深度，同时可以降低预混空气中的氧含量，达到降低氮氧化物（NO_x）产生的效果。

在所述加热炉侧壁上还设有如下结构：

循环烟气入口14，进入炉膛的冷烟气，通过冷风筒16与加热后的烟气在炉膛上部混合，从烟气出口15排出。正常运行时，排灰阀18打开，落入灰斗13的灰分，通过排灰机19输送出加热炉。积灰期间，排灰阀18关闭。

除此之外，为了保持所述加热炉的稳定，还设有炉座20。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种容器，其特征在于，用以对含气物料中气体进行分离，包括分离设备（11）、筒体、上封头和下封头；

所述上封头和下封头分别连接于所述筒体的上下两端，所述容器（7）的侧壁或上封头上设有上出口（8），所述下封头上设有下出口（9）；

所述分离设备（11）设置于所述筒体的内部，且所述分离设备（11）安装在所述筒体的侧壁上，所述分离设备包括物料进口、堵板（2）、内伸管（1）和矩形出口；

含气物料从所述物料进口进入后，撞击所述堵板（2）并受到所述内伸管（1）和堵板（2）的约束发生流体转向，经所述矩形出口送至容器（7）内，所述分离设备（11）使含气物料沿筒体切向方向运动，含气物料撞击筒体内壁后在筒体约束下发生角度转变并产生离心力，所述含气物料包括气体组分以及固体组分和/或液体组分，基于各组分密度差异产生的离心力差异实现分离，气体组分从所述上出口（8）排出，固体组分和/或液体组分从所述下出口（9）排出。

2.根据权利要求1所述容器，其特征在于，所述筒体的侧壁设置有至少一个分离设备（11）。

3.根据权利要求2所述容器，其特征在于，所述导气结构由顶板（3）、底板（4）、后立板（5）、前立板（6）围成，使得所述物料出口为矩形切口。

4.根据权利要求3所述容器，其特征在于，所述顶板（3）和所述底板（4）平行于所述内伸管（1）的轴心线，且位于所述矩形切口处的出口边缘线与所述内伸管（1）的轴心线平行。

5.根据权利要求3所述容器，其特征在于，所述内伸管（1）的轴心线垂直于所述后立板（5）和所述前立板（6）所在平面。

6.根据权利要求2所述分离设备，其特征在于，所述内伸管（1）为圆柱形，所述内伸管（1）的内径为a，所述前立板（6）到所述容器（7）的距离b为a的0.10-0.20倍。

7.根据权利要求2所述分离设备，其特征在于，所述堵板（2）为平板型、圆弧形、球冠型中的一种。

8.一种分离设备，其特征在于，为权利要求1-7任一项所述分离设备（11）。

9.一种煤气分离器，其特征在于，所述煤气分离器包括权利要求1-7任一项所述容器（7）。

10.一种加热炉，其特征在于，所述加热炉包括权利要求1-7任一项所述容器（7）。