簡述三級旋風分離器
論文導讀：煉油廠催化裂化（FCC）裝置中的三級旋風分離器（簡稱三旋）是催化裂化裝置能量回收系統(tǒng)的關鍵設備，它起著回收催化劑細粉，保護煙機正常運行和減少污染排放的作用。對于多管式旋風分離器，各種類型的單管在冷態(tài)試驗時，分離效率都很高，達到95%以上，但實際工業(yè)應用中單管并聯(lián)組合后使用的整體效率并不理想。主要由殼體、中心管氣體分配器和8組并聯(lián)的小旋分組成。
關鍵詞：三級旋風分離器，小旋分，分離效率
0.概述
煉油廠催化裂化（FCC）裝置中的三級旋風分離器（簡稱三旋）是催化裂化裝置能量回收系統(tǒng)的關鍵設備，它起著回收催化劑細粉，保護煙機正常運行和減少污染排放的作用。論文格式。國內的三旋大多采用立管式多管旋風分離器和臥管式多管旋風分離器。BSX型三級旋風分離器是由SEI 和營口慶營石化設備總廠共同擁有的專利技術， 2006年9月建成投產的海南煉化280萬噸／年重油催化裂化裝置首次成功地采用了BSX型三旋。中海油惠州煉油120萬噸/年催化裂化裝置于2009年5月投產，采用的也是BSX型三旋，取得了滿意的使用效果。
1.幾種三級旋風分離器的技術性能對比
立管式多管旋風分離器（見圖1）。論文格式。主要由殼體、中心管膨脹節(jié)、吊筒和若干根旋風分離單管組成。論文格式。主要分離元件為安裝固定在上、下分離隔板上的分離單管。在旋分器工作時，煙氣由入口進入氣體分配室中，再分配到各旋流分離單管內，分離凈化后的煙氣由單管升氣管進入集氣室，后經煙氣出口排出，分離出的粉塵則經排塵結構排入集塵室。
臥管式多管旋風分離器（見圖2）。它由外殼、中間殼體、煙氣出口集合管和旋風管等主要部件組成。旋風單管沿圓周方向臥式布置，殼體直徑較小。含塵煙氣從頂部橫管切向進入進氣室，先在進氣室內對其中的粗顆粒進行慣性預分離，再進入各排旋風單管，在臥式旋風單管內靠離心力作用與粉塵分離，凈化氣從中央集氣室排出，粉塵進入集塵室從底部排出。
1.3多管式三旋不可克服的結構缺陷[3]
對于多管式旋風分離器，各種類型的單管在冷態(tài)試驗時，分離效率都很高，達到95%以上，但實際工業(yè)應用中單管并聯(lián)組合后使用的整體效率并不理想。造成多管式旋風分離器整體效率下降的主要原因在于單管組合后的抗返混能力差，組合后的各單管由于壓降不均勻或不一致，造成部分單管不工作、失效、甚至返混，從而導致整體效率嚴重下降。造成各單管壓降不均勻或不一致的主要原因是由單管的加工、制造和安裝精度產生的，單管和隔板的拼焊組裝，施工難度較大，組裝后單管的同軸度和其他精度很難達到要求；三旋正常運行時在高達700℃高溫的工況下，隔板受熱受壓變形，也使焊接在上面的單管產生變形，造成分離效率的降低；運行中集塵室粉塵較多時，排塵不暢，粉塵分布不均也會造成各單管的壓降分布不均，使各單管的效率下降，甚至部分返混。
單管的直徑較小且結構復雜，在相同的入口線速下，離心力很大，從而導致催化劑的磨損和粉碎，使煙機入口的細粉含量增加。
多管式三旋的結構相對復雜，其內部件損壞的幾率相對較多，由于處理量變動、效率下降、內件（單管、隔板、膨脹節(jié)）損壞等各種原因，經常要對三旋進行改造和更換，由于多管三旋內部結構的限制，其內部件的改造和更換就比較困難，有時甚至需要打開三旋的頂封頭，這對施工現(xiàn)場是件比較困難和麻煩的事情，加大了施工難度和工作量。
1.4 BSX型三級旋風分離器[3]
中海油惠州煉油120萬噸/年催化裂化裝置采用的是BSX型三級旋風分離系統(tǒng)（見圖3）。主要由殼體、中心管氣體分配器和8組并聯(lián)的小旋分組成。小旋分（見圖4）結構類似再生器一級和二級旋分，由筒體、灰斗、出口管、料腿組成，筒體直徑1.16m ，內涂有高溫高耐磨剛玉襯里。含塵煙氣從頂部進入旋分器后，以切向進入各并聯(lián)的小旋分，在離心力和重力的作用下，凈化氣體從小旋分頂部出口管進入集氣室，從煙氣出口排出，粉塵則沿筒體內壁旋轉下落由灰斗進入集塵室，靠重力從底部排出。這種形式的三旋，結構簡單，占地小，布置和設計均很方便，便于施工和檢修，可避免返混，設備的整體分離效率比傳統(tǒng)的三旋高，并且投資低。
2.BSX型三級旋分在惠煉項目上的使用情況
在裝置正常運行半年后，中海油惠州煉油委托岳陽長嶺設備研究所對三旋出入口的煙氣粉塵進行測試分析，主要分析結果如下。
2.1 粉塵濃度分析結果
通過多次采樣分析，三旋入口的平均粉塵濃度為380.6mg/m3 ，經過三旋后出口的粉塵濃度為70.5mg/m3，遠遠低于煙機入口粉塵濃度控制指標≤200 mg/m3。
2.2粉塵粒度分析結果
表1 粉塵粒度分析主要數據表
| 序號 | 三旋入口 | 三旋出口（煙機入口） | ||
| 體積百分比（%） | 粒徑范圍（μm） | 體積百分比（%） | 粒徑范圍（μm） | |
| 1 | 10.00 | <1.54 | 3.00 | <0.06 |
| 2 | 30.4 | <5.00 | 10.00 | <0.18 |
| 3 | 50.0 | <9.28 | 25.9 | <0.5 |
| 4 | 52.8 | <10.00 | 46.2 | <1.0 |
| 5 | 65.6 | <14.0 | 50.00 | <1.11 |
| 6 | 90.0 | <29.1 | 80.2 | <2.5 |
| 7 | 92.1 | <32.0 | 90.0 | <3.49 |
| 8 | 99.7 | <70.0 | 100 | <14.0 |
| 煙機入口粉塵粒度控制指標D（V，90%）≤10.00μm | ||||
由表1可見三旋入口粉塵粒徑的主要分布情況：體積占總顆粒體積10%的顆粒粒徑小于1.54μm，占50%的小于9.28μm，占90%的小于29.1μm。粉塵粒徑小于10.00μm的顆粒占52.8%，最大粉塵粒徑小于100.0μm。
經三旋后出口的粉塵粒徑較小，小于1μm的顆粒占總的46.2%，小于2.5μm的占80.2%，總顆粒體積90%的顆粒粒徑小于3.49 μm，粒徑大于14.0μm的完全除凈，完全能滿足煙機長周期生產的要求。
3.結論
3.1 BSX型三旋與傳統(tǒng)的多管式三旋相比，返混小，整體分離效率高，可靠性高，適應性強，使用壽命長，結構更加簡單，便于施工和檢修，能夠適應較大的入口線速和較大的處理量，是國內三旋技術的革新。
3.2 BSX型三旋在使用過程中，偶爾會出現(xiàn)內部噪聲大的現(xiàn)象，請設計單位進一步分析和優(yōu)化設計。
參考文獻
[1]梁鳳印.流化催化裂化[M].北京：中國石化出版社，2006，218-225.
[2]孫濤.催化裂化裝置中臥管式第三級旋風分離器的結構分析[J].石油化工設備技術，2002，23（4）：14-16.
[3]黃榮臻等.催化裂化第三級旋風分離器的現(xiàn)狀和發(fā)展方向[J].石油化工設備技術，2005，26（1）：29-31.
