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CN108031208A - 一种含尘气体除尘装置 - Google Patents

一种含尘气体除尘装置 Download PDF

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CN108031208A
CN108031208A CN201711336302.6A CN201711336302A CN108031208A CN 108031208 A CN108031208 A CN 108031208A CN 201711336302 A CN201711336302 A CN 201711336302A CN 108031208 A CN108031208 A CN 108031208A
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China
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dust
filter tube
housing
filter
pipe
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CN201711336302.6A
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任小勇
刘开琪
陈运法
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Original Assignee
Institute of Process Engineering of CAS
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Abstract

本发明涉及除尘装置技术领域，公开了一种含尘气体除尘装置，包括：壳体，其连通设置有进气管和净气排出管，壳体底部设置有集尘室；及过滤管组件，其设置在壳体内且位于集尘室上方，过滤管组件包括多根过滤管，过滤管的一端与进气管连通，另一端与集尘室相连通，含尘气体经过过滤管过滤后由净气排出管排出。本发明提出的含尘气体除尘装置，过滤管组件设置在壳体内且位于集尘室的上方，过滤管与进气管和集尘室相连通，含尘气体由壳体上的进气管进入并经过滤管过滤后由净气排出管排出，过滤管内的尘土落到集尘室中，避免了过滤管与过滤管之间形成的粉尘架桥，提高了过滤管的使用寿命；无需增加过滤管之间的距离，有效提高了过滤面积。

Description

一种含尘气体除尘装置
技术领域
本发明涉及除尘装置技术领域，尤其涉及一种含尘气体除尘装置。
背景技术
对高温含尘气体直接进行干法除尘净化，具有提高能源利用效率、提升产品品质、保护下游设备、强化工艺过程等优势，近年来引起了广泛的关注。陶瓷过滤管具有处理烟气温度高、高温力学性能稳定、耐氧化腐蚀、净化效率高等优势，成为一种理想的高温含尘气体除尘元件。常用的陶瓷过滤管的结构分为均孔结构和梯度孔结构。均孔结构陶瓷管的孔隙大小均匀，而梯度孔结构陶瓷管的孔隙沿陶瓷管壁厚截面呈梯度分布。梯度孔结构陶瓷管通常由大孔的支撑体层、小孔的膜过滤层和中间过渡层组成，具有过滤精度高、过滤阻力降小、易于反吹清灰等特点，受到了广泛的青睐。
现有的含尘气体除尘装置在除尘过程中将过滤管安装于集尘室中。高温含尘气体的净化过程为：高温含尘气体通过进气管进入集尘室，高温含尘气体从过滤管外壁进入过滤管的管腔，然后进入净气室。高温含尘气体通过外壁的陶瓷过滤膜实现对高温含尘气体的除尘净化。在实际应用中，存在一些问题：
1)在过滤中，当气体含尘量较大且易粘附时，粉尘易在管外壁粘附，在管与管之间容易形成粉尘架桥。这类粉尘架桥极易导致陶瓷过滤膜管的断裂，影响陶瓷过滤膜管的使用寿命和装置的使用可靠性。
2)陶瓷过滤膜管在集尘室内布置时，为了防止粉尘架桥，管与管之间必须保持一定的间隙，因此管的布置数量受到限制，装置的有效过滤面积减小。
发明内容
本发明的目的在于提出一种含尘气体除尘装置，解决了现有含尘气体除尘装置中在过滤管之间容易形成粉尘架桥；以及为了防止粉尘架桥，增加过滤管之间的间隙，过滤面积减小的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种含尘气体除尘装置，包括：
壳体，其连通设置有进气管和净气排出管，所述壳体底部设置有集尘室；及
过滤管组件，其设置在所述壳体内且位于所述集尘室上方，所述过滤管组件包括多根过滤管，所述过滤管的一端与所述进气管连通，另一端与所述集尘室相连通，含尘气体经过所述过滤管过滤后由所述净气排出管排出。
过滤管组件设置在壳体内且位于集尘室的上方，过滤管与进气管和集尘室相连通；壳体上设置进气管和净气排气管，含尘气体由进气管进入过滤管并经过滤管过滤后由净气排出管排出，过滤管内的尘土落到集尘室中，避免了过滤管与过滤管之间形成的粉尘架桥，有效提高过滤管的使用寿命；无需通过增加过滤管之间的距离减少粉尘架桥的发生，有效提高了过滤面积。
作为上述含尘气体除尘装置的一种优选方案，所述壳体内设置多组沿所述壳体的长度方向排列的所述过滤管组件，相邻两组所述过滤管组件的过滤管相互连通。该结构能够通过增加含尘气体除尘装置的高度，有效利用安装场地的空间，提高过滤效率。该含尘气体除尘装置中设置多组沿壳体的长度方向排列设置的过滤管组件，能够通过连接加长过滤管的长度进而减少含尘气体除尘装置的占地面积，有效利用安装场地的空间。
作为上述含尘气体除尘装置的一种优选方案，还包括设置在所述壳体内且位于所述过滤管组件上方的清灰吹扫结构，所述清灰吹扫结构与所述过滤管相连通，所述清灰吹扫结构向所述过滤管中通入干净气体。清灰吹扫结构的设置对过滤管内的灰尘进行吹扫，防止过滤管堵塞。
作为上述含尘气体除尘装置的一种优选方案，所述清灰吹扫结构远离所述过滤管组件的一端设置有与控制器电连接的控制阀。控制阀用于控制清灰吹扫结构的开启与关闭。
作为上述含尘气体除尘装置的一种优选方案，所述进气管以及所述净气排出管位置处均设置有与所述控制器电连接的压力传感器。压力传感器的设置用于检测进气管和净气排出管之间的压力差，进而根据压力差判断过滤管的堵塞情况。
作为上述含尘气体除尘装置的一种优选方案，所述过滤管包括过滤管支撑体和设置在所述过滤管支撑体内表面的过滤膜。过滤膜设置在过滤管支撑体的内表面，含尘气体通过过滤膜对进而实现过滤，能够防止尘土聚集在过滤管上增加堵塞。
作为上述含尘气体除尘装置的一种优选方案，所述过滤管的两端设置固定板，所述固定板沿其厚度方向依次设置相连通的第一固定孔和第二固定孔，所述过滤管的一端伸入相对应设置的所述固定板的所述第二固定孔；所述过滤管另一端设置固定头，所述固定头伸入相应设置的所述固定板的所述第一固定孔，并通过盖板将所述固定头固定。过滤管的两端均固定，能够通过沿壳体长度方向增加过滤管组件的组数增加有效过滤面积，固定牢固，相对于现有技术中的过滤管悬挂布置，降低了过滤管的强度要求。
作为上述含尘气体除尘装置的一种优选方案，所述壳体内由上而下依次设置集气室、净气室和集尘室，所述集气室与所述进气管和所述过滤管相连通；所述过滤管组件设置在所述净气室位置处，所述过滤管组件的中间位置处对应设置有所述净气排出管，所述净气排出管的一端与所述净气室相连通，另一端连接引风机。引风机的设置能够使得净气室位置处形成负压，使含尘气体进入到集气室以及过滤管内。
作为上述含尘气体除尘装置的一种优选方案，所述净气排出管设置多个，多个所述净气排出管周向均布在壳体上。
作为上述含尘气体除尘装置的一种优选方案，所述进气管设置在所述壳体的顶端，或设置在所述壳体的顶端以及所述壳体的底端且位于所述集尘室的上方。
本发明的有益效果：
本发明提出的含尘气体除尘装置，过滤管组件设置在壳体内且位于集尘室的上方，过滤管与进气管和集尘室相连通；壳体上设置进气管和净气排气管，含尘气体由进气管进入过滤管并经过滤管过滤后由净气排出管排出，过滤管内的尘土落到集尘室中，避免了过滤管与过滤管之间形成的粉尘架桥，有效提高过滤管的使用寿命；无需通过增加过滤管之间的距离减少粉尘架桥的发生，有效提高了过滤面积。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的含尘气体除尘装置的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的含尘气体除尘装置的俯视图；
图3是本发明实施例一提供的过滤管的剖视图；
图4是本发明实施例一提供的过滤管的俯视图；
图5是本发明实施例一提供的过滤管固定于固定板的结构示意图；
图6是本发明实施例一提供的固定板的结构示意图；
图7是本发明实施例二提供的含尘气体除尘装置的结构示意图。
图中：
1、壳体；11、底壳；12、中间体；13、顶盖；14、进气管；15、净气排出管；16、挡灰板；17、卸灰阀；18、高温密封圈；
2、过滤管组件；21、过滤管；22、固定板；211、过滤管支撑体；212、过滤膜；2111、固定头；221、第一固定孔；222、第二固定孔；
3、清灰吹扫结构；31、控制阀；
4、集气室；5、净气室；6、集尘室；
G1、高温含尘气体；G2、净化后气体；G3、干净气体。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一：
本实施方式提供一种含尘气体除尘装置，如图1所示，含尘气体除尘装置包括壳体1和设置在壳体1内的过滤管组件2。
具体的，如图1所示，壳体1包括由下而上依次设置且通过法兰或螺栓进行密封连接的底壳11、中间体12和顶盖13，每个连接处均设置高温密封圈18(如图5所示)，本实施例中，含尘气体为高温含尘气体G1，壳体1内表面设置有保温隔热层，防止高温含尘气体G1对壳体1的损坏以及防止高温含尘气体G1温度的降低。壳体1内由上而下依次设置集气室4、净气室5和集尘室6。壳体1上设置进气管14，进气管14设置在壳体1的顶端且与集气室4连通，进气方式为上部进气。壳体1的中间体12位置处设置净气排出管15，净气排出管15一端与净气室5相连通，另一端连接引风机(图中未示出)。底壳11底部设置与集尘室6相连通的卸灰阀17，打开卸灰阀17用于对集尘室6内灰尘进行清理。
过滤管组件2设置在净气室5内且位于集尘室6上方，过滤管组件2包括多根过滤管21，过滤管21的一端与进气管14连通，本实施例中，集气室4与进气管14和过滤管21均相连通；另一端与集尘室6相连通，含尘气体经过过滤管21过滤后由净气排出管15排出。过滤管21内的尘土落到集尘室6中，避免了过滤管21与过滤管21之间形成的粉尘架桥，有效提高过滤管21的使用寿命；可以增加过滤管21的安装密度，无需通过增加过滤管21之间的距离减少粉尘架桥的发生，有效提高了过滤面积，进而提高过滤效率。本实施例中，过滤管21为陶瓷过滤管，能够在高温环境下使用，防止高温含尘气体G1对过滤管21的高温损伤。如图1所示，高温含尘气体G1由所述进气管14进入，经过滤管组件2过滤后形成净化后气体G2，净化后气体G2由净气排出管15排出。与净气排出管15连接的引风机能够使得净气室5形成负压，使高温含尘气体G1进入到集气室4以及过滤管21内。如图2所示，净气排出管15设置多个，多个净气排出管15周向均布在壳体1的中间体12上。多个净气排出管15，使得装置内过滤管21具有较为均匀的压力场。净气排出管15可以设置1至8个，具体的净气排出管15的个数根据具体使用环境设置。优选的，本实施例中，壳体1周向均布4个所述净气排出管15。
如图3和图4所示，过滤管21包括过滤管支撑体211和设置在过滤管支撑体211内表面的过滤膜212，过滤管支撑体211为多孔结构，过滤膜212设置在过滤管支撑体211的内表面，含尘气体通过过滤膜212对高温含尘气体G1进行过滤，能够防止尘土聚集在过滤管21上的多孔结构中，增加堵塞。本实施例中，过滤管支撑体211和过滤膜212均为陶瓷结构。过滤管支撑体211为SiC基多孔陶瓷，外径约80mm，内径约60mm，管壁厚约10mm，管长1500mm；过滤膜212为Al2O3基多孔陶瓷膜，过滤膜212涂覆在过滤管支撑体211内表面，厚度约150μm，高温含尘气体G1进入陶瓷过滤管21腔内，通过过滤膜212将高温含尘气体G1中的尘状颗粒物分离出来。
如图1所示，过滤管21的两端通过固定板22固定于壳体1内，能够通过沿壳体1的长度方向增加过滤管组件2的组数增加有效过滤面积，固定牢固，相对于现有技术中的受拉应力转变为压应力，而通常陶瓷过滤管21的抗压强度高于抗拉强度，进而减少了陶瓷过滤管21断裂的风险。
如图3所示，过滤管21的下端设置有固定头2111，如图5和图6所示，固定板22沿其厚度方向依次设置相连通的第一固定孔221和第二固定孔222，过滤管21的一端伸入相对应设置的固定板22的第二固定孔222，过滤管21一端的固定板22上设置有挡灰板16，挡灰板16的设置用于防止高温含尘气体G1进行到净气室5内。过滤管21底端的固定头2111伸入相应设置的固定板22的第一固定孔221，并通过盖板23将固定头2111固定。本实施例中，固定板22和盖板23采用1Cr18Ni9Ti耐热钢制备。
进一步的，固定头2111可以为倒圆锥形、阶梯形、椭圆形或半圆形，相应的上述第一固定孔221沿固定孔的厚度方向截面形状呈锥形、阶梯形、半椭圆形或半圆形，过滤管21的固定头2111伸入相对应设置的固定板22的第二固定孔222且与第二固定孔222相抵持，盖板23穿设在过滤管21中且与固定头2111相抵持，再通过螺钉将盖板23与固定板22连接，从而将固定头2111固定，进而将过滤管21的底端固定。上述第二固定孔222的截面形状呈梯形。固定板22的第一固定孔221和第二固定孔222分别与过滤管21的顶端和固定头2111进行配合，用于对过滤管21进行固定。固定板22与过滤管21配合的第一固定孔221和第二固定孔222的内表面均布置耐高温密封垫或耐高温纤维绳，用于过滤管21与固定板22之间的密封连接。优选的，本实施例中，如图5和图6所示，固定头2111为倒圆锥形结构，固定头2111的最大直径为100mm，圆锥角度为45°，用于陶瓷过滤管21在固定板22上的压紧密封固定。盖板23上分布通孔，通孔的直径为85mm，通孔的位置与过滤管21对应设置，过滤管21穿设在通孔内，通过螺钉将盖板23与固定板22紧固连接，对陶瓷过滤管21进行压紧固定。
该含尘气体除尘装置可以向净气排出管15通入干净气体G3，用于对过滤管21进行逆向通气吹扫，防止过滤管21堵塞。含尘气体除尘装置还可以在壳体1内设置清灰吹扫结构3，如图1所示，清灰吹扫结构3位于过滤管组件2上方且与过滤管21相连通，清灰吹扫结构3连接反吹气包，反吹气包用于盛装气体，属于现有技术，在此不再赘述，本实施例中反吹气包中盛装有干净气体G3，通过清灰吹扫结构3向过滤管21中通入干净气体G3。清灰吹扫结构3的设置对过滤管21内的灰尘进行吹扫，防止过滤管21堵塞。本实施例中，清灰吹扫结构3为脉冲清灰吹扫结构，能够喷射出脉冲气流，能够有效清除灰尘，清灰吹扫结构3的脉冲喷嘴悬设在过滤管21的上端。
清灰吹扫结构3远离过滤管组件2的一端设置有与控制器电连接的控制阀31。控制阀31用于控制清灰吹扫结构3的开启与关闭。壳体1内的进气管14以及净气排出管15位置处均设置有与控制器电连接的压力传感器。压力传感器的设置用于检测进气管14和净气排出管15之间的压力，根据压力差判断过滤管21的堵塞情况。
含尘气体除尘装置的除尘过程：
a)进气管14与盛装高温含尘气体G1的装置相连接，各净气排出管15外接引风机，清灰吹扫结构3与反吹气包连通，控制阀31处于关闭状态；
b)引风机开启，不断向外抽气，在净气室5内形成负压，高温含尘气体G1从进气管14进入集尘室6。陶瓷过滤管21内外形成压差，在压力作用下高温含尘气体G1通过过滤管21进入净气室5，而尘粒被阻挡在过滤管21内腔中；
c)随着过滤的进行，过滤阻力不断增大，实时监测压力传感器，当压力差达到预设压力范围时，开启控制阀31，干净气体G3从反吹气包内喷出，对陶瓷过滤管21内腔进行清灰；
d)当清灰结束后，关闭控制阀31，陶瓷过滤管21实现清灰再生。
实施例二：
本实施例和实施例一的区别在于，如图7所示，壳体1内设置多组沿壳体1的长度方向排列的过滤管组件2，相邻两组过滤管组件2的过滤管21相互连通。该结构能够通过增加含尘气体除尘装置的高度，有效利用安装场地的空间，提高过滤效率。本实施例中，壳体1包括两节中间体12，两节中间体12通过法兰或螺栓密封连接，连接处设置高温密封圈18，壳体1内设置有沿壳体1长度方向排列设置的两组过滤管组件2，两组过滤管组件2的过滤管21相连通，单节过滤管21长1500mm，两节连通后，单根过滤管21高度可达3000mm，在不增大占地面积的情况下，有效增加了装置的过滤面积。
进气管14设置在壳体1的顶端，以及壳体1的底端且位于集尘室6的上方，进气方式为上下双向进气，能够实现上下双向进气，使装置内的气体分布更加均匀。每组过滤管组件2均对应设置有一组净气排出管15，净气排出管15设置在壳体1上且位于过滤管组件2的中间位置处。每节中间体12外部设置4个净气排出管15，并都连接引风机。
本实施中的装置结构相同占地面积情况下，可有效提高装置的过滤管组件2的有效工作面积，提高过滤效率，特别适宜在生产线升级改造，但场地空间有限的情况下进行安装应用。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种含尘气体除尘装置，其特征在于，包括：
壳体(1)，其连通设置有进气管(14)和净气排出管(15)，所述壳体(1)底部设置有集尘室(6)；及
过滤管组件(2)，其设置在所述壳体(1)内且位于所述集尘室(6)上方，所述过滤管组件(2)包括多根过滤管(21)，所述过滤管(21)的一端与所述进气管(14)连通，另一端与所述集尘室(6)相连通，含尘气体经过所述过滤管(21)过滤后由所述净气排出管(15)排出。
2.根据权利要求1所述的含尘气体除尘装置，其特征在于，所述壳体(1)内设置多组沿所述壳体(1)的长度方向排列的所述过滤管组件(2)，相邻两组所述过滤管组件(2)的过滤管(21)相互连通。
3.根据权利要求1或2所述的含尘气体除尘装置，其特征在于，还包括设置在所述壳体(1)内且位于所述过滤管组件(2)上方的清灰吹扫结构(3)，所述清灰吹扫结构(3)与所述过滤管(21)相连通，所述清灰吹扫结构(3)向所述过滤管(21)中通入干净气体(G3)。
4.根据权利要求3所述的含尘气体除尘装置，其特征在于，所述清灰吹扫结构(3)远离所述过滤管组件(2)的一端设置有与控制器电连接的控制阀(31)。
5.根据权利要求4所述的含尘气体除尘装置，其特征在于，所述进气管(14)以及所述净气排出管(15)内均设置有与所述控制器电连接的压力传感器。
6.根据权利要求1或2所述的含尘气体除尘装置，其特征在于，所述过滤管(21)包括过滤管支撑体(211)和设置在所述过滤管支撑体(211)内表面的过滤膜(212)。
7.根据权利要求1或2所述的含尘气体除尘装置，其特征在于，所述过滤管(21)的两端设置固定板(22)，所述固定板(22)沿其厚度方向依次设置相连通的第一固定孔(221)和第二固定孔(222)，所述过滤管(21)的一端伸入相对应设置的所述固定板(22)的所述第二固定孔(222)；所述过滤管(21)另一端设置固定头(2111)，所述固定头(2111)伸入相应设置的所述固定板(22)的所述第一固定孔(221)，并通过盖板(23)将所述固定头(2111)固定。
8.根据权利要求1或2所述的含尘气体除尘装置，其特征在于，所述壳体(1)内由上而下依次设置集气室(4)、净气室(5)和集尘室(6)，所述集气室(4)与所述进气管(14)和所述过滤管(21)相连通；所述过滤管组件(2)设置在所述净气室(5)位置处，所述过滤管组件(2)的中间位置处对应设置有所述净气排出管(15)，所述净气排出管(15)的一端与所述净气室(5)相连通，另一端连接引风机。
9.根据权利要求8所述的含尘气体除尘装置，其特征在于，所述净气排出管(15)设置多个，多个所述净气排出管(15)周向均布在壳体(1)上。
10.根据权利要求1或2所述的含尘气体除尘装置，其特征在于，所述进气管(14)设置在所述壳体(1)的顶端，或设置在所述壳体(1)的顶端以及所述壳体(1)的底端且位于所述集尘室(6)的上方。
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