[发明专利]过滤器的脉冲反吹清灰装置

说明书

技术领域

本发明是关于一种气固分离装置，涉及一种过滤器的脉冲反吹清灰装置，尤其涉及 一种带有调向式多孔射流喷嘴的脉冲反吹清灰装置。

背景技术

在化工、石油、冶金、电力等行业中，常产生高温含尘气体；由于不同工艺需要回 收能量和达到环保排放标准，都需对这些高温含尘气体进行除尘。高温气体除尘是高温 条件下直接进行气固分离，实现气体净化的一项技术，它可以最大程度地利用气体的物 理显热，化学潜热和动力能，提高能源利用率，同时简化工艺过程，节省设备投资。

当前最具发展潜力的洁净煤技术中，以整体煤气化联合循环(IGCC)和增压流化床 联合循环发电(PFBC CC)为代表的各种燃煤发电技术和以煤气化为龙头的煤化工多联 产技术中都涉及高温气体的除尘问题。IGCC等洁净煤发电技术在向商业化发展过程中 所遇到的一个共同难题就是高温燃气净化，其目的一是保护燃气轮机叶片和下游设备， 二是使排出的烟气符合环保标准。

烧结金属滤管和陶瓷滤管等刚性高温过滤元件，具有良好的抗震性能、耐高温、耐 腐蚀和热冲击性能，同时具有较高的过滤精度和过滤效率，因此被广泛地用于高温气体 净化领域。以高温陶瓷过滤器为例，可除去5μm以上的颗粒，出口含尘浓度小于 5mg/Nm³，分离效率达99.9％。

脉冲反吹清灰装置是高温气体过滤器稳定运行的重要保证。现有工业应用的过滤器 及其脉冲反吹装置结构如图7A所示，过滤器的脉冲反吹装置主要由反吹气体储罐91、 脉冲反吹阀92、反吹管路911、喷嘴912和引射器93组成；过滤器的管板94将过滤器 的内部空间密封分隔为洁净气体侧和含尘气体侧；一个过滤单元由多根滤管95组成(通 常一个过滤单元内安装48根滤管)，每个过滤单元共用一个引射器93；在圆形的过滤 单元内，滤管按照等三角方式排布；在过滤器的管板94上通常安装12个或24个过滤 单元。

含尘气体(或称为粗合成气)由过滤器的气体入口96进入过滤器的含尘气体侧， 在高温高压的气体推动力的作用下到达各个过滤单元，气流中的颗粒物被拦截在滤管 95的外表面，形成粉饼层，气体通过滤管的多孔通道过滤后，进入由引射器93构成的 共用气室，之后进入洁净气体侧，经气体出口97排出进入后续工艺。随着过滤操作的 进行，滤管95外表面的粉饼层逐渐增厚，导致过滤器的压降增大，这时需要采用脉冲 反吹的方式实现滤管的性能再生，脉冲反吹清灰时，处于常闭状态的脉冲反吹阀92开 启(脉冲阀的开闭时间很短，属于瞬态过程，通常为200ms 300ms)，气体储罐91中 的高压氮气或洁净合成气瞬间进入反吹管路911中，然后通过管路上喷嘴912向对应的 引射器93内部喷射高压高速的反吹气体，同时在引射器93的引射作用下会从洁净气侧 引入大量的气体一同进入引射器93的内部，混合后的反吹气体穿过滤管95内壁，利用 瞬态的能量将滤管外表面的粉尘层剥落，使得滤管的阻力基本上恢复到初始状态，从而 实现了滤管的性能再生。剥离的粉尘落入灰斗97中，定期移除。在上述工艺中，过滤 器操作温度约为340℃，操作压力约为4MPa，脉冲清灰压力约为8MPa，反吹气体温度 大于225℃。

在上述现有的脉冲反吹装置中，喷嘴结构主要采用单孔、固定方向喷射方式；这种 喷嘴结构不利于过滤器的长周期稳定运行，主要存在以下问题：

(1)脉冲反吹清灰不均匀。

脉冲反吹时，喷嘴喷出高压高速的“一次射流”进入引射器93的开口端931时(如 图7B所示)，在引射器93的“二次引流”作用下，从过滤器的洁净气体侧引入大量 的气体，两者经喉管932混合后，共同进入扩压室933，之后进入各个滤管95内，对 该单元的滤管进行清灰。由于喷吹时的射流方向是正对着过滤单元的中心，这种喷吹方 式的反吹气流能量势必会更多的作用在过滤单元中心位置，使得靠近中心处的滤管和边 缘位置的滤管清灰效果差异很大，靠近中心处的滤管承受较大的气流冲击力，容易导致 疲劳断裂，边缘位置的滤管清灰力度较小，附着于滤管表面的粉尘层不易被反吹气流清 除，出现不完全清灰现象，引发滤管间的粉尘层架桥，造成滤管的断裂失效。

(2)反吹气流偏心造成引射器损坏和滤管振动。