CN103528931A - 陶瓷滤芯除尘实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种陶瓷滤芯除尘实验装置，包括投料器、螺旋供料器、***、粒度测量仪、流量计、滤罐、空气压缩机、储气罐、冷干机、上位机；其中，空气压缩机与储气罐连接，储气罐与冷干机连接，冷干机与球阀组一端连接，球阀组另一端与脉冲反吹阀组一端连接，脉冲反吹阀组另一端与滤罐反吹进口连接；投料器与滤罐连通，投料器与螺旋供料器连通；螺旋供料器还通过气泵与外部连通，螺旋供料器同时与***、粒度测量仪连接；***连接流量计，流量计还连接滤罐进料口、上位机；另外，粒度测量仪、滤罐均与上位机连接。本发明能研究陶瓷滤芯过滤效能、预测陶瓷滤芯使用寿命，可广泛应用于气固分离技术领域中。

Description

陶瓷滤芯除尘实验装置

技术领域

本发明涉及除尘技术，特别是涉及一种陶瓷滤芯除尘实验装置。

背景技术

随着社会的发展与进步，人们对大气环境对生活影响的关注度原来越高，对大气中污染物排放标准的要求也越来越高，比如，PM2.5、PM10。目前，高温气体过滤技术在众多工业过程中已经受到广泛关注，其通常采用高温气体膜过滤方式。高温气体膜过滤方式的过滤介质主要包括陶瓷滤芯、金属滤芯、纤维滤芯；其中，陶瓷滤芯由于其过滤精度高且耐高温、耐高压、耐化学腐蚀、耐老化、机械强度高、再生简单、使用寿命长等特点，故能够在金属滤芯、纤维滤芯等无法承受的恶劣环境下正常工作。实际应用中，陶瓷滤芯被广泛应用于航空航天、石油化工、冶金等领域的气固分离、固液分离及气体净化等过程中。但是，随着过滤循环次数的增加，出现了滤饼清除不均匀、不彻底现象，陶瓷滤芯表面仍局部残留有滤饼，甚至产生滤饼架桥，导致陶瓷滤芯由于压降过高而失效。目前，尚无法根据陶瓷滤芯在工作过程中内部的流场形态、滤饼形成与脱落规律而提高过滤效能及预测陶瓷滤芯使用寿命。

由此可见，现有技术中，尚没有通过对流场形态、滤饼形成与脱落规律的研究而研制的陶瓷滤芯除尘实验设备。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种研究陶瓷滤芯过滤效能、预测陶瓷滤芯使用寿命的陶瓷滤芯除尘实验装置。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种陶瓷滤芯除尘实验装置，包括：用于将来自外部的煤灰、来自滤罐煤灰投入螺旋供料器的投料器；用于将外部气泵输入的空气与投料器输送的煤灰混合后得到的第一煤灰空气混合物发送至***、粒度测量仪的螺旋供料器；用于将对螺旋供料器发送的第一煤灰空气混合物施加干扰后得到的第二煤灰空气混合物经过流量计发送至滤罐进料口的***；用于对螺旋供料器发送的第一煤灰空气混合物、滤罐输出的干净空气进行采样后分别得到的输入采样信息、输出采样信息发送至上位机的粒度测量仪；用于将测得的滤罐进料口第二煤灰空气混合物流量发送至上位机的流量计；用于将在脉冲反吹阀组发送的反吹空气的作用下采用陶瓷滤芯组对来自***的第二煤灰空气混合物进行除尘后得到的经除尘气体、经除尘煤灰分别发送至粒度测量仪、投料器，并将反吹空气在所述滤罐中形成的上端压力、中间压力、下端压力、上端流速、中间流速、下端流速发送至上位机的滤罐；用于将对外部空气进行压缩后得到的压缩空气发送至储气罐的空气压缩机；用于缓冲存储空气压缩机发送的压缩空气，并将压缩空气发送至冷干机的储气罐；用于将对来自储气罐的压缩空气进行干燥、冷却后得到的干燥冷却空气依次通过球阀组、脉冲反吹阀组发送至滤罐的冷干机；用于根据粒度测量仪发送的输入采样信息与输出采样信息、流量计发送的第二煤灰空气混合物流量以及来自滤罐的上端压力、中间压力、下端压力、上端流速、中间流速、下端流速，获取第一煤灰空气混合物中煤灰浓度、煤灰粒径、过滤均匀性、反吹空气产生的气压与流速在滤罐中的分布规律以及反吹彻底性的上位机；其中，

空气压缩机输出端与储气罐输入端连接，储气罐输出端与冷干机输入端连接，冷干机输出端与球阀组一端连接，球阀组另一端与脉冲反吹阀组一端连接，脉冲反吹阀组另一端与滤罐反吹进口连接。

投料器输入口与滤罐第一出口连通，投料器输出口与螺旋供料器第一输入口连通；螺旋供料器第二输入口通过气泵与外部连通，螺旋供料器输出端同时与***输入端、粒度测量仪第一输入端连接；***输出端连接流量计输入端，流量计第一输出端连接滤罐进料口，流量计第二输出端连接上位机第一输入端；粒度测量仪第二输入端连接滤罐第二出口，粒度测量仪输出端连接上位机第二输入端；滤罐第一输出端、第二输出端分别连接上位机第三输入端、第四输入端。

综上所述，本发明所述陶瓷滤芯除尘实验装置中，陶瓷滤芯为多孔结构，这些小孔通常是肉眼看不到的。在实际应用中，含有灰尘或粉尘的空气进入滤罐，滤罐中的陶瓷滤芯对含有灰尘或粉尘的空气进行过滤，粉尘在陶瓷滤芯表面形成滤饼，反吹时脱落的滤饼粉尘通过灰斗进入投料器以在实验中循环利用这些灰尘或粉尘；同时，得到的干净空气通过滤罐第二出口输出。在陶瓷滤芯进行过滤工作的过程中，滤饼会堵塞陶瓷滤芯上的小孔，导致陶瓷滤芯过滤效果降低，甚至过滤失效；故通过滤罐反吹进口加入反吹气体，以消除粘贴在陶瓷滤芯内部的滤饼。这里，反吹气体的流量大小可以通过脉冲反吹阀组、球阀组来控制。基于上述组成结构，本发明可以实现对气体除尘的过程、机理及效果的研究，比如，可以得到第一煤灰空气混合物中煤灰浓度、煤灰粒径、过滤均匀性、反吹空气产生的气压与流速在滤罐中的分布规律以及反吹彻底性，同时可以预测陶瓷滤芯的使用寿命。

附图说明

图1为本发明所述陶瓷滤芯除尘实验装置的总体组成结构示意图。

图2为本发明所述滤罐的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

图1为本发明所述陶瓷滤芯除尘实验装置的总体组成结构示意图。如图1所示，本发明所述陶瓷滤芯除尘实验装置，包括：用于将来自外部的煤灰、来自滤罐6煤灰投入螺旋供料器11的投料器10；用于将外部气泵输入的空气与投料器10输送的煤灰混合后得到的第一煤灰空气混合物发送至***9、粒度测量仪7的螺旋供料器11；用于将对螺旋供料器11发送的第一煤灰空气混合物施加干扰后得到的第二煤灰空气混合物经过流量计8发送至滤罐6进料口的***9；用于对螺旋供料器11发送的第一煤灰空气混合物、滤罐6输出的干净空气进行采样后分别得到的输入采样信息、输出采样信息发送至上位机13的粒度测量仪7；用于将测得的滤罐6进料口第二煤灰空气混合物流量发送至上位机13的流量计8；用于将在脉冲反吹阀组5发送的反吹空气的作用下采用陶瓷滤芯组对来自***9的第二煤灰空气混合物进行除尘后得到的经除尘气体、经除尘煤灰分别发送至粒度测量仪7、投料器10，并将反吹空气在所述滤罐6中形成的上端压力、中间压力、下端压力、上端流速、中间流速、下端流速发送至上位机13的滤罐6；用于将对外部空气进行压缩后得到的压缩空气发送至储气罐2的空气压缩机1；用于缓冲存储空气压缩机1发送的压缩空气，并将压缩空气发送至冷干机3的储气罐2；用于将对来自储气罐2的压缩空气进行干燥、冷却后得到的干燥冷却空气依次通过球阀组4、脉冲反吹阀组5发送至滤罐6的冷干机3；用于根据粒度测量仪7发送的输入采样信息与输出采样信息、流量计8发送的第二煤灰空气混合物流量以及来自滤罐6的上端压力、中间压力、下端压力、上端流速、中间流速、下端流速，获取第一煤灰空气混合物中煤灰浓度、煤灰粒径、过滤均匀性、反吹空气产生的气压与流速在滤罐6中的分布规律以及反吹彻底性的上位机13；其中，

空气压缩机1输出端与储气罐2输入端连接，储气罐2输出端与冷干机3输入端连接，冷干机3输出端与球阀组4一端连接，球阀组4另一端与脉冲反吹阀组5一端连接，脉冲反吹阀组5另一端与滤罐6反吹进口连接。

投料器10输入口与滤罐6第一出口连通，投料器10输出口与螺旋供料器11第一输入口连通；螺旋供料器11第二输入口通过气泵122与外部连通，螺旋供料器11输出端同时与***9输入端、粒度测量仪7第一输入端连接；***9输出端连接流量计8输入端，流量计8第一输出端连接滤罐6进料口，流量计8第二输出端连接上位机13第一输入端；粒度测量仪7第二输入端连接滤罐6第二出口，粒度测量仪7输出端连接上位机13第二输入端；滤罐6第一输出端、第二输出端分别连接上位机第三输入端、第四输入端。

本发明中，***9用于进一步混合灰尘与空气，同时模拟现场环境中产生的干扰。

总之，本发明所述陶瓷滤芯除尘实验装置中，陶瓷滤芯为多孔结构，这些小孔通常是肉眼看不到的。在实际应用中，含有灰尘或粉尘的空气进入滤罐，滤罐中的陶瓷滤芯对含有灰尘或粉尘的空气进行过滤，粉尘在陶瓷滤芯表面形成滤饼，反吹时脱落的滤饼通过灰斗进入投料器以在实验中循环利用这些灰尘或粉尘；同时，得到的干净空气通过滤罐第二出口输出。在陶瓷滤芯进行过滤工作的过程中，滤饼会堵塞陶瓷滤芯上的小孔，导致陶瓷滤芯过滤效果降低，甚至过滤失效；故通过滤罐反吹进口加入反吹气体，以消除粘贴在陶瓷滤芯内部的滤饼。这里，反吹气体的流量大小可以通过脉冲反吹阀组、球阀组来控制。基于上述组成结构，本发明可以实现对气体除尘的过程、机理及效果的研究，比如，可以得到第一煤灰空气混合物中煤灰浓度、煤灰粒径、过滤均匀性、反吹空气产生的气压与流速在滤罐中的分布规律以及反吹彻底性，同时可以预测陶瓷滤芯的使用寿命。

图2为本发明所述滤罐的组成结构示意图。如图2所示，本发明中，滤罐6包括集气室6A、除尘室6B、灰斗6C，集气室6A与除尘室6B之间通过管板60隔开；集气室6A上设置有反吹进口61、第二出口62，集气室6A内部装设有三个以上的引射器；除尘室6B内设置有三个以上的滤芯组，其中任一滤芯组65i上端均设置有上端测速仪66i1、上端压力传感器69i1，任一滤芯组65i中间均设置有中间测速仪66i2、中间压力传感器69i2，任一滤芯组65i下端均设置有下端测速仪66i3、下端压力传感器69i3，除尘室6B上还设置有进料口63、第一输出端67、第二输出端68；灰斗6C下端设置有第一输出口66；其中，

一个引射器64i对应一个滤芯组65i，且引射器64i设置在滤芯组65i上端；一个引射器64i对应脉冲反吹阀组5的一个脉冲反吹阀5i，引射器64i喷嘴通过反吹进口61连接至所述脉冲反吹阀5i另一端；反吹进口61、第二出口62分别设置在集气室6A两侧；进料口63设置在除尘室6B下部。

实际应用中，陶瓷滤芯组的组数、每个陶瓷滤芯组中的陶瓷滤芯数均可根据实际情况自行确定。在每个陶瓷滤芯组中，选择其中一根陶瓷滤芯以装设上端压力传感器、中间压力传感器、下端压力传感器，选择其中另一根陶瓷滤芯以装设上端测速仪、中间测速仪、下端测速仪。本发明所述滤罐中包括4个陶瓷滤芯组，每个陶瓷滤芯组包括3根陶瓷滤芯；实际使用时，可以在每个陶瓷滤芯组中的一根陶瓷滤芯上同时安设有上端压力传感器、中间压力传感器、下端压力传感器、上端测速仪、中间测速仪、下端测速仪；也可以在每个陶瓷滤芯组的一根陶瓷滤芯上安设上端压力传感器、中间压力传感器、下端压力传感器，在每个陶瓷滤芯组的另一根陶瓷滤芯上安设上端测速仪、中间测速仪、下端测速仪，具体安设情况可根据实际情况自行确定。

实际应用中，管板60上开设有用于固定各滤芯组的圆孔。

实际应用中，陶瓷滤芯组中各陶瓷滤芯上端口位于管板60圆孔之上。

 综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种陶瓷滤芯除尘实验装置，其特征在于，所述实验装置包括：用于将来自外部的煤灰、来自滤罐煤灰投入螺旋供料器的投料器；用于将外部气泵输入的空气与投料器输送的煤灰混合后得到的第一煤灰空气混合物发送至***、粒度测量仪的螺旋供料器；用于将对螺旋供料器发送的第一煤灰空气混合物施加干扰后得到的第二煤灰空气混合物经过流量计发送至滤罐进料口的***；用于对螺旋供料器发送的第一煤灰空气混合物、滤罐输出的干净空气进行采样后分别得到的输入采样信息、输出采样信息发送至上位机的粒度测量仪；用于将测得的滤罐进料口第二煤灰空气混合物流量发送至上位机的流量计；用于将在脉冲反吹阀组发送的反吹空气的作用下采用陶瓷滤芯组对来自***的第二煤灰空气混合物进行除尘后得到的经除尘气体、经除尘煤灰分别发送至粒度测量仪、投料器，并将反吹空气在所述滤罐中形成的上端压力、中间压力、下端压力、上端流速、中间流速、下端流速发送至上位机的滤罐；用于将对外部空气进行压缩后得到的压缩空气发送至储气罐的空气压缩机；用于缓冲存储空气压缩机发送的压缩空气，并将压缩空气发送至冷干机的储气罐；用于将对来自储气罐的压缩空气进行干燥、冷却后得到的干燥冷却空气依次通过球阀组、脉冲反吹阀组发送至滤罐的冷干机；用于根据粒度测量仪发送的输入采样信息与输出采样信息、流量计发送的第二煤灰空气混合物流量以及来自滤罐的上端压力、中间压力、下端压力、上端流速、中间流速、下端流速，获取第一煤灰空气混合物中煤灰浓度、煤灰粒径、过滤均匀性、反吹空气产生的气压与流速在滤罐中的分布规律以及反吹彻底性的上位机；其中，

空气压缩机输出端与储气罐输入端连接，储气罐输出端与冷干机输入端连接，冷干机输出端与球阀组一端连接，球阀组另一端与脉冲反吹阀组一端连接，脉冲反吹阀组另一端与滤罐反吹进口连接；

投料器输入口与滤罐第一出口连通，投料器输出口与螺旋供料器第一输入口连通；螺旋供料器第二输入口通过气泵与外部连通，螺旋供料器输出端同时与***输入端、粒度测量仪第一输入端连接；***输出端连接流量计输入端，流量计第一输出端连接滤罐进料口，流量计第二输出端连接上位机第一输入端；粒度测量仪第二输入端连接滤罐第二出口，粒度测量仪输出端连接上位机第二输入端；滤罐第一输出端、第二输出端分别连接上位机第三输入端、第四输入端。

2.根据权利要求1所述的陶瓷滤芯除尘实验装置，其特征在于，所述滤罐包括集气室、除尘室、灰斗，集气室与除尘室之间通过管板隔开；集气室上设置有反吹进口、第二出口，集气室内部装设有三个以上的引射器；除尘室内设置有三个以上的滤芯组，其中任一滤芯组上端均设置有上端测速仪、上端压力传感器，任一滤芯组中间均设置有中间测速仪、中间压力传感器，任一滤芯组下端均设置有下端测速仪、下端压力传感器，除尘室上还设置有进料口、第一输出端、第二输出端；灰斗下端设置有第一输出口；其中，

一个引射器对应一个滤芯组，且引射器设置在滤芯组上端；一个引射器对应所述脉冲反吹阀组的一个脉冲反吹阀，引射器喷嘴通过反吹进口连接至所述脉冲反吹阀另一端；反吹进口、第二出口分别设置在集气室两侧；进料口设置在除尘室下部。

3.根据权利要求2所述的陶瓷滤芯除尘实验装置，其特征在于，所述管板上开设有用于固定各所述滤芯组的圆孔。

4.根据权利要求3所述的陶瓷滤芯除尘实验装置，其特征在于，所述陶瓷滤芯组中各陶瓷滤芯上端口位于所述管板圆孔之上。

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