[发明专利]用于高温气体过滤器的预分离装置及其过滤器

说明书

技术领域

本发明是关于一种高温气固分离装置，尤其涉及一种用于高温气体过滤器的预分离装置及其过滤器。

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；由于不同工艺需要同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。

在现有技术中，旋风除尘技术和气体过滤技术都可用于高温气体的除尘工艺。

旋风除尘技术采用的设备是旋风分离器，旋风分离器的工作原理是：含尘气体沿切线方向进入分离器，在特殊的流道设计下，气流由上至下做旋转运动，旋转运动产生离心力，固体颗粒由于质量大，受到的离心力也大，固体颗粒迅速向筒壁移动，与壁面碰撞失去速度，沿器壁在向下的气流和重力的共同作用下，向下从排尘口被排出，落入进入旋风分离器底部的灰斗中，而“甩”掉大部分粉尘的气流由旋风分离器的升气管向上被引出，从而实现了气固两相的分离。常规的旋风分离器独立工作时，灰斗底部是封闭的。旋风分离器的优点是无运转部件，运行和维护简单；缺点是对大颗粒的分离效率较高，对小颗粒的分离效率较低，达不到工业气体的除尘要求，所以，一般用作预除尘设备，减少后续除尘设备的工作负荷。

气体过滤技术采用设备是高温气体过滤器，高温气体过滤器的结构如图4A、图4B和图4C所示。过滤器9的管板93将过滤器密封分隔为两部分，下部分为含尘气体侧，上部分为洁净气体侧；含尘气体(或称为粗合成气)由过滤器的气体入口91经过气体分布器911和粗合成气提升管912后进入到过滤器的的含尘气体侧，在气体推动力的作用下到达各个过滤单元92，各个过滤单元92内安装有过滤元件921，过滤元件921为陶瓷过滤管或者烧结金属过滤管。通常过滤器中安装有12组或24组过滤单元92，每个过滤单元92中安装有48根过滤管，过滤管在圆形的过滤单元内按照等三角间距排布，结构紧凑。在过滤过程中，含尘气体在压差的作用下由过滤管的外侧表面通过过滤材料上的孔隙进入过滤管内，气体中的固体颗粒被截留在过滤管的外壁上形成粉饼层，洁净的气体由过滤管的开口端排出进入洁净气体侧，经气体出口95排出进入后续工艺。随着过滤操作的进行，过滤管外表面的粉饼层逐渐增厚，导致过滤器的压降增大，这时需要采用反吹的方式实现过滤管的性能再生，反吹的气流与过滤的气流方向相反，反吹清灰时，脉冲阀98开启，反吹气体储罐99中的高压氮气或洁净合成气瞬间进入反吹管路97中，然后通过反吹管路上的喷嘴96向对应的每组过滤单元92上方的引射器94内喷射高压高速的反吹气体，反吹气体经引射器94扩压后进入过滤管内部，利用瞬态的能量将过滤管外表面的粉饼层剥落，使得过滤管的阻力基本上恢复到初始状态，从而实现过滤管的性能再生。粉尘落入过滤器的灰斗中，定期移除。高温气体过滤器的优点是：具有很高的过滤效率，除尘效率可达99.9％以上，净化后气体中的含尘浓度小于20mg/Nm³，完全满足气体净化的要求。其缺点是：过滤管的工作性能不稳定，使用寿命较短，而且经常发生破损和断裂的现象，导致过滤管过早失效。主要原因是由于含尘工艺气中的颗粒物浓度较高，所以反吹清灰的频率高，频繁的清灰导致过滤管受到较多的热冲击，容易发生断裂和破损，这将导致洁净气体侧的颗粒浓度急剧上升，致使除尘效率下降，影响后续工艺，严重时整个生产系统被迫停车。

基于上述情况，申请号为200810146809.X的发明申请提出了一种“内置旋风预除尘的复合飞灰过滤器”，该发明申请采用旋风分离器作为预分离设备，将旋风分离器放置于气体过滤器的内部，使预分离装置和过滤器整合到一起，以期达到系统结构紧凑，降低过滤管粉尘负荷的目的。

但是上述现有技术在使用的过程中至少存在以下缺点：

(1)该现有技术的旋风分离器安装在过滤器的过滤元件下方，旋风分离器的气体提升管的出口端固定于靠近过滤元件(过滤管)的上端，该现有技术没有充分考虑预分离装置与过滤单元之间的配合关系，容易造成过滤管之间的粉尘架桥现象。