CN102716628A - 一种颗粒除尘过滤器及除尘过滤方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种颗粒除尘过滤器及除尘过滤方法。本发明的颗粒除尘过滤器，包括：除尘过滤器主体、进料***、进气***以及出气口（8）和出料口（9）；其中，所述除尘过滤器主体部分由过滤器壳体（4）及内构件构成；所述内构件由塔形挡板组（5）构成，设置于过滤器壳体（4）内部；所述进料***由料层高度调节杆（1）、内筒（2）及进料口（3）构成；所述进气***由进气口（6）和进气管道（7）构成。本发明的颗粒除尘过滤器及除尘过滤方法利用固体颗粒物料作为过滤介质用以净化高温含尘气体，或者去除热解气中粉尘、重质焦油等杂质成分，具有结构简单，床层压降小等优点。

Description

一种颗粒除尘过滤器及除尘过滤方法

技术领域

本发明涉及颗粒除尘领域，具体地，涉及一种利用固体颗粒物料作为过滤介质用于净化高温含尘气体或者除去热解气中粉尘、重质焦油等成分的颗粒除尘过滤器及除尘过滤方法。

背景技术

本领域技术应用范围内常用的含尘气体除尘器有：旋风除尘器、布袋除尘器、静电除尘器等。旋风除尘器是利用离心力从气体中除去尘粒，该类型除尘器对于10-20μm的灰尘，除尘效率可达95%-98%，但对于小于10μm的灰尘，除尘效率非常低，只能达到60%-80%。布袋除尘器主要是靠外部过滤作用除尘，其除尘效率较高，但是布袋本身强度和耐磨性能较差，导致其寿命较短，需及时更换。静电除尘器是靠静电吸引力作用除尘，具有压降低、无堵塞的优点，但是该类型除尘器要求灰尘本身的比电阻控制在一定范围内，导致其结构复杂、造价高。而对于颗粒除尘器，一般按床层形式可分为固定床、流化床和移动床。固定床除尘效率较高，但它是一个非稳态过程，随粉尘在颗粒间孔隙中不断堆积，会导致压降增加，除尘效率降低，过滤的气量也较小，因此必须间歇运行，及时清灰处理。流化床除尘器虽然处理气体流量较大，可连续运行，但床内流化的气泡为粉尘提供了通道，使其避开了颗粒对它的捕集，导致除尘效率较低。移动床则兼顾了二者的优点，即可连续运行，又能保证较高的过滤效率。

移动床除尘器是通过颗粒滤料向下移动以达到更新滤料的目的，因此，这种过滤器一般采用垂直床层。根据气流方向和颗粒移动的方向又可分为逆流式和错流式。美国Westinghouse公司曾开发了立柱式颗粒移动床过滤器，它采用一短而直的立柱使含尘气流和移动床内滤料密切接触。国家电热工研究院开发了五筛逆流移动床颗粒层过滤器，但是当煤气与滤料接触时，可能会因煤气的温度降低而出现水蒸汽凝结的现象，水蒸汽的凝结使灰尘对滤料的粘附力大大增强，这将对清灰器中滤料与灰尘的分离造成困难，同时也可能造成滤料在循环供料器处的堵塞。日本采煤研究中心(CMRC)和川崎重工(Kawasaki Heavy Industries)联合开发了移动床颗粒层过滤器，它是采用错流接触方式用于热煤气除尘，国内清华大学也曾开发了错流形式的移动床过滤器。但是这种错流式的过滤器，结构设计较复杂，而且过滤板也需要特殊的设计。

由于煤热解过程会产生大量焦油，当温度低于300℃时，一部分重质焦油将析出，当热解气通过除尘器净化时，与除尘介质接触将使部分重质焦油冷凝并被捕获，但同时也会造成介质之间的粘结，可能造成死床，***无法继续进行。如果温度较高，又会导致获得的焦油品质下降；且较高温度也会导致除尘介质（颗粒）发生软化，也会导致死床。而且，除尘介质床层的厚度也是影响除尘效率的另一因素，介质层厚则气体中粉尘被捕集的效率就高，但床层太厚则设备费、能耗又高。

现有的移动床颗粒除尘器主要是去除高温气体或者是高温煤气中的粉尘，而对于去除热解气中夹杂的重质焦油成分则并不适用。当热解气中所含焦油成分在遇到冷的颗粒时会冷凝析出并粘结，很容易造成颗粒床层的死床现象；而且现有的移动床颗粒除尘器的颗粒层厚度调节的灵活性也较差，不能根据除尘介质的性质随时调整料层厚度。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种颗粒除尘过滤器及除尘过滤方法，该颗粒除尘过滤器是利用固体颗粒物料作为过滤介质用以净化高温含尘气体或者去除热解气中的粉尘、重质焦油等成分，具有结构简单，床层压降小等优点。

本发明的颗粒除尘过滤器，包括：除尘过滤器主体、进气***以及出气口8和出料口9；

其中，所述除尘过滤器主体部分由过滤器壳体4及内构件构成，所述内构件由塔形挡板组5构成，设置于过滤器壳体4内部，所述的塔形挡板组5之间形成的环形空隙；

所述进气***由进气口6和进气管道7构成；其中，进气管道7呈弯曲状，设置于过滤器壳体4下部侧壁，其出气端伸入塔形挡板组5下方；

所述出气口8设置于过滤器壳体4上部侧壁；所述出料口9设置于过滤器壳体4下部侧壁的底部。

作为上述技术方案的一种改进，本发明的颗粒除尘过滤器还包括进料***，所述进料***由料层高度调节杆1、内筒2及进料口3构成；所述内筒2位于过滤器壳体4上方外筒内部，内筒2上部连接高度调节杆1，外侧壁连接进料口3。

作为上述技术方案的一种改进，所述过滤器壳体4上部呈圆柱形，下部呈圆锥形。

作为上述技术方案的又一种改进，所述塔形挡板组5的每层挡板的上部直径要小于上一层挡板的下部直径。

作为上述技术方案的再一种改进，所述塔形挡板组5的每层挡板的水平倾角β大于从进料口3通入的固体颗粒的堆积角α。

本发明的基于上述颗粒除尘过滤器的除尘过滤方法，包括以下步骤：

1）加入固体颗粒，使其在塔形挡板组5的塔形挡板上方分布形成物料层；

2）由进气口6引入气体，并通过进气管道7进入除尘过滤器主体4，该原料气沿着由塔形挡板组5之间空隙形成的环形通道通过；固体颗粒物料与原料气作用后，沿着除尘过滤器主体4的侧壁下落，最终携带杂质的固体颗粒由出料口9排出；原料气与分布在塔形挡板上的固体颗粒充分接触，经处理后的清洁气体，由出气口8排出。

根据本发明的除尘过滤方法，步骤1）由进料口3将固体颗粒经内筒2送入除尘过滤器主体4中，通过料层高度调节杆1调节颗粒在除尘过滤器主体4中的落料高度。

根据本发明的除尘过滤方法，所述气体优选为含焦油的热解气。

本发明的颗粒除尘过滤器及除尘过滤方法利用固体颗粒物料作为过滤介质用以除去高温气体中尘粒、或者用于去除热解气中粉尘、重质焦油等杂质成分，具有结构简单，床层压降小等优点。本发明的具体优点在于：

1、本发明的固体颗粒通过进料口进入过滤器，在塔形挡板的作用下自然堆积，并通过调节杆控制物料进入过滤器的高度，以调控固体颗粒在塔形挡板上分布的料层厚度。

2、本发明可通过改变塔形挡板组的设置倾角，以调节固体颗粒在挡板上的料层厚度。

3、本发明也可通过调节出料速度，以控制固体颗粒在过滤器中的停留时间，从而灵活控制原料气与固体颗粒的接触时间。

4、本发明使用的固体颗粒应用范围较宽，可结合原料气的特性，调控颗粒的粒度大小和分布。

5、本发明中的高温原料气通过热交换可对固体颗粒起到预热处理或者预干燥作用，可充分利用余热，提高整个***的热效率。

6、本发明不仅可用于高温气体的除尘净化，而且还可用于去除热解气中的重质焦油成分。尤其是当采用煤颗粒作为除尘介质时，热解气通过颗粒床层使其所含的重质焦油和粉尘被捕获，随煤颗粒一起进入下一装置中继续反应，而不需要分离回收。

附图说明

图1为本发明的一种颗粒除尘过滤器的结构示意图。

附图标识

1、料层高度调节杆    2、内筒       3、进料口

4、过滤器壳体        5、塔形挡板组 6、进气口

7、通气管道          8、出气口     9、出料口

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明的颗粒除尘过滤器作进一步说明。

如图1所示，本发明的颗粒除尘过滤器，包括：除尘过滤器主体、进气***以及出气口8和出料口9；

其中，所述除尘过滤器主体部分由过滤器壳体4及内构件构成，所述过滤器壳体4优选结构为上部呈圆柱形，下部呈圆锥形；所述内构件由塔形挡板组5构成，设置于过滤器壳体4内部，所述的塔形挡板组5之间形成的环形空隙；所述进气***由进气口6和进气管道7构成；其中，进气管道7呈弯曲状，设置于过滤器壳体4下部侧壁，其出气端伸入塔形挡板组5下方；所述出气口8设置于过滤器壳体4上部侧壁；所述出料口9设置于过滤器壳体4下部侧壁的底部。

本发明的颗粒除尘过滤器还包括进料***，所述进料***由料层高度调节杆1、内筒2及进料口3构成；所述内筒2位于过滤器壳体4上方外筒内部，内筒2上部连接高度调节杆1，外侧壁连接进料口3。

所述塔形挡板组5的每层挡板的上部直径要小于上一层挡板的下部直径。

所述塔形挡板组5的每层挡板的水平倾角β大于从进料口3通入的固体颗粒的堆积角α。

本发明的基于上述颗粒除尘过滤器的除尘过滤方法，包括以下步骤：

1）加入固体颗粒，使其在塔形挡板组5的塔形挡板上方分布形成物料层；

2）由进气口6引入气体，并通过进气管道7进入除尘过滤器主体4，该原料气沿着由塔形挡板组5之间空隙形成的环形通道通过；固体颗粒物料与原料气作用后，沿着除尘过滤器主体4的侧壁下落，最终携带杂质的固体颗粒由出料口9排出；原料气与分布在塔形挡板上的固体颗粒充分接触，经处理后的清洁气体，由出气口8排出。

根据上述的除尘过滤方法，优选地，在步骤1）由进料口3将固体颗粒经内筒2送入除尘过滤器主体4中，通过料层高度调节杆1调节颗粒在除尘过滤器主体4中的落料高度。

根据上述的除尘过滤方法，所述气体优选为含焦油的热解气。

实施例1

冷的粗煤颗粒由进料口进入除尘过滤器主体中，并通过调节杆调节煤颗粒的落料高度；煤颗粒在塔形挡板组上方分布形成煤颗粒层；300℃的待处理热解气由进气口进入，并通过进气管道进入过滤器，热解气沿着由塔形挡板组之间空隙形成的多个环形通道通过，与分布在挡板上的煤颗粒层充分接触；热解气经除尘过滤后从出气口排出；携带尘粒、重质焦油的煤颗粒沿着过滤器器壁下落，最后由出料口排出。除尘效率可达99%。

实施例2

石英砂颗粒由进料口进入除尘过滤器中，并通过调节杆调节石英砂颗粒的落料高度；颗粒在塔形挡板组上方分布形成颗粒层；800℃的高温烟气由进气口通入，通过进气管道进入过滤器，并沿着由塔形挡板组之间空隙形成的多个环形通道通过，与分布在挡板上的石英砂颗粒层充分接触、作用；高温烟气经除尘、过滤后从出气口排出；携带尘粒的石英砂颗粒在重力作用下沿过滤器器壁下落，最后由出料口排出。除尘效率可达96%。

实施例3

压制成型的灰球由进料口送入，并在重力作用下进入除尘过滤器中，通过调节杆调节灰球的落料高度；灰球在塔形挡板组上方分布形成颗粒层；500℃的含尘气体由进气口通入，通过进气管道进入过滤器，并沿着由塔形挡板组之间空隙形成的多个环形通道通过，与分布在挡板上的灰球层充分接触、作用，气流内的灰尘被捕获截留后，清洁气体从出气口排出；携带灰尘粒的灰球在重力作用下沿过滤器器壁下落，最后由出料口排出。除尘效率可达96%。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种颗粒除尘过滤器，其特征在于，包括：除尘过滤器主体、进气***以及出气口（8）和出料口（9）；

其中，所述除尘过滤器主体部分由过滤器壳体（4）及内构件构成，所述内构件由塔形挡板组（5）构成，设置于过滤器壳体（4）内部，所述的塔形挡板组（5）的挡板之间形成环形空隙；

所述进气***由进气口（6）和进气管道（7）构成；其中，进气管道（7）呈弯曲状，设置于过滤器壳体（4）下部侧壁，其出气端伸入塔形挡板组（5）下方；

所述出气口（8）设置于过滤器壳体（4）上部侧壁；所述出料口（9）设置于过滤器壳体（4）下部侧壁的底部。

2.根据权利要求1所述颗粒除尘过滤器，其特征在于，还包括进料***，所述进料***由料层高度调节杆（1）、内筒（2）及进料口（3）构成；所述内筒（2）位于过滤器壳体（4）上方外筒内部，内筒（2）上部连接高度调节杆（1），外侧壁连接进料口（3）。

3.根据权利要求1所述颗粒除尘过滤器，其特征在于，所述过滤器壳体（4）上部呈圆柱形，下部呈圆锥形。

4.根据权利要求1所述颗粒除尘过滤器，其特征在于，所述塔形挡板组（5）的每层挡板的上部直径要小于上一层挡板的下部直径。

5.根据权利要求1所述颗粒除尘过滤器，其特征在于，所述塔形挡板组（5）的每层挡板的水平倾角β大于从进料口（3）通入的固体颗粒的堆积角α。

6.一种基于权利要求1-5所述颗粒除尘过滤器的除尘过滤方法，包括以下步骤：

1）加入固体颗粒，使其在塔形挡板组（5）的塔形挡板上方分布形成物料层；

2）由进气口（6）引入气体，并通过进气管道（7）进入除尘过滤器主体（4），该原料气沿着由塔形挡板组（5）挡板之间空隙形成的环形通道通过；固体颗粒物料与原料气作用后，沿着除尘过滤器主体（4）的侧壁下落，最终携带杂质的固体颗粒由出料口（9）排出；原料气与分布在塔形挡板上的固体颗粒充分接触，经处理后的清洁气体，由出气口（8）排出。

7.根据权利要求6所述的除尘过滤方法，其特征在于，步骤1）由进料口（3）将固体颗粒经内筒（2）送入除尘过滤器主体（4）中，通过料层高度调节杆（1）调节颗粒在除尘过滤器主体（4）中的落料高度。

8.根据权利要求6所述的除尘过滤方法，其特征在于，所述气体为含焦油的热解气。

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