[发明专利]内置旋风预除尘的复合飞灰过滤器

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种用于过滤工业气体中的灰尘的飞灰过滤器，更具 体地说，它涉及是一种内置旋风预除尘的复合飞灰过滤器。

现有技术

在工业中，经常需要对一些工业气体除尘以过滤掉其中所携带的 灰尘，例如在煤气化工业中对合成煤气进行过滤。在现有技术中，旋 风除尘技术和陶瓷过滤技术/金属过滤技术都可用于工业气体的除尘。

德国舒马赫(Schumacher)公司最早开发了高温陶瓷过滤器，这 种过滤器的原理是表面过滤，过滤主要在表面进行，尘粒的穿透率较 低，其除尘效率可达99.9％以上，净烟气浓度小于20mg/Nm³(毫克/ 标准立方米)。陶瓷过滤器或金属过滤器过滤元件的设计寿命一般为 8000小时甚至更低，陶瓷过滤器元件的泄漏不仅影响过滤器本身的性 能，导致出洁净气侧的气灰含量急剧上升，这不仅导致除尘效率下降， 而且也会造成后续水洗系统结垢堵塞，运行困难，也加大了废水初步 水处理系统负荷，造成废水处理困难，严重时整个生产系统被迫停车。 又由于陶瓷过滤器或金属过滤器的成本昂贵，所以陶瓷过滤器或金属 过滤器的使用寿命一直以来受到人们的关注。气体中的粉尘负荷较高 是陶瓷过滤器/金属过滤器寿命过短的主要因素之一，由于气体中粉尘 含量高会带来除尘压降高、清灰频繁、从而导致陶瓷或金属过滤元件 易破损。

旋风除尘技术是一种成熟的除尘技术，其结构简单、无转动部件， 能较好地适应在高温下运行。旋风除尘器利用气流作旋转运动时产生 的离心力实现分离，固体颗粒由于质量大，受到的离心力也大，迅速 向筒壁移动，与壁面碰撞失去速度，在惯性和重力的作用下向下移动， 从而实现气固两相的分离。通过优化设计，目前单体旋风除尘器的最 佳除尘效果可以除去10μm以上的颗粒，5～10μm颗粒除尘效率在 85％左右。与上述陶瓷过滤器/金属过滤器相比，其过滤效率相对较低， 达不到某些工业除尘要求。工业气体(例如合成煤气)中所含飞灰颗 粒更细，气体出口侧粉尘浓度要求小于20毫克/标准立方米。因此， 旋风除尘器一般只作某些工业气体(例如合成煤气)净化的预除尘设 备，对这些工业气体中比较大的尘粒进行预分离，减少后续精除尘设 备的负荷，从而提高精除尘设备的运行寿命。

专利98105707.1提出了一种用陶瓷过滤器将含有Ca的粉尘除尘 的除尘装置，它能抑制过滤器的差压上升速度。燃烧气体用旋风除尘 器除尘，经旋风除尘器除尘后的气体进入到具有陶瓷过滤器的过滤容 器中，使粉尘被捕捉。粉尘被捕捉后的燃烧气体供入到燃气透平中， 进行发电。该专利是将旋风除尘技术和陶瓷过滤技术串联的“除尘装 置及其运转方法”，该方法将旋风除尘作为预除尘设备，既利用了旋风 除尘能在高温下工作的性能，又降低了陶瓷过滤器的粉尘负荷。但是， 该方法只是将陶瓷过滤器系统与旋风过滤器系统各自独立地串联起 来，这样做的缺点是陶瓷过滤器系统与旋风过滤器系统各自都需要一 套飞灰处理系统来处理过滤后的灰尘。每套飞灰处理系统都体积庞大 (如高达数十米)。这不仅大幅增加了设备的费用，而且使系统复杂， 降低了系统的可靠性。可见，如何将旋风除尘器和陶瓷过滤器/金属过 滤器有机结合起来，既降低陶瓷过滤器/金属过滤器的粉尘负荷，又避 免增加庞大的飞灰处理系统，是需要解决的问题。

本发明旨在解决高温高压陶瓷过滤器或烧结金属过滤器粉尘负荷 高带来的除尘压降高、清灰频繁、过滤元件破损、使用寿命短等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种内置旋风预除尘的复合飞灰过滤器，其 能够大大减小陶瓷过滤器或金属过滤器中过滤元件的粉尘负荷，同时 又避免了已有技术中旋风除尘器和陶瓷过滤器简单串联所具有的“飞 灰处理系统”重复，占地面积庞大的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种内置旋风预除尘的复合飞 灰过滤器，包括：过滤器壳体，在壳体上设置有气体入口和气体出口； 管板，该管板上安装有至少一个过滤元件，所述管板和所述过滤元件 一起将所述过滤器壳体内部空间分成洁净侧和含尘侧，所述气体入口 设置在位于含尘侧的过滤器壳体部分上，所述气体出口设置在位于洁 净侧的过滤器壳体部分上；