[实用新型]生物质高温过滤器

说明书

技术领域

本实用新型属于过滤设备，具体是涉及一种适用于高温下过滤生物质燃气的过滤器。

背景技术

高温过滤技术是冶金、能源、化工、材料、焚烧等领域工业炉窑节能减排的重要设备。国际在高温除尘技术的研究中，主要有旋风除尘、高温电除尘、陶瓷滤管过滤、金属滤管过滤和颗粒床过滤等形式。

中低温旋风除尘器(＜400℃)应用广泛，其特点是结构简单、操作容易、价格低廉，但除尘效率不高，即使是最高效的旋风除尘器，对于50μm粉尘，除尘效率只能达到96％左右；对5μm粉尘，只有73％左右；而对1μm，仅为27％左右。对于高温旋风除尘，含尘气体粘性变大，颗粒的高温特性也发生变化，旋风除尘效果更差。因此，即使三个旋风除尘器串联，除尘效果也不能满足环保排放要求，旋风除尘器只能作为预除尘。

美、德、日本等国对电除尘器用于高温除尘进行了探索。目前，已有达到在650～790℃、570kpa下运行100小时的实验记录，除尘效率可达到95～99.5％。但存在电晕放电不稳定、电极寿命短、对烟气成分敏感、高温绝缘等问题，短时间内，很难突破。

陶瓷滤管的突出优点是过滤效率高，突出问题是可用率和可靠性低，存在诸如管子与管板间密封失效；热冲击、机械冲击造成过滤管脆断；管间灰桥热胀冷缩挤裂过滤管；热蠕变；与碱金属等成分反应烧结或局部高温烧结；永久性灰沉积结壳等问题。

金属滤管比陶瓷滤管强度大、热导性好，滤层薄，阻降低，突出问题是抗氧化性、抗腐蚀性、耐温性低，氧化气氛下耐温低于450℃，还原气氛下低于600℃。

颗粒床过滤耐高温、耐腐蚀，经济实用可靠，突出问题是对小于10μm尘粒，特别是对亚微米微粒过滤效率低。

经过研究发现，颗粒床过滤耐高温、耐腐蚀，经济实用可靠，若能使颗粒床过滤对微米和亚微米粒子过滤效率提高到陶瓷滤管水平，那么毫无疑问将成为最有竞争力的高温除尘技术。

分析国内外研究文献可知，要提高颗粒床过滤效率，必须减小颗粒层滤料粒径，但是减小颗粒层滤料粒径也是有限的。粒径太小，颗粒层压降增长太快，对于移动颗粒床，就不得不提高颗粒层移动速度，导致颗粒间错动大而产生二次扬尘，反而使过滤效率降低，而对于固定床，高压降下表面粉饼易穿孔，使过滤效率快速下降，所以仅靠减小颗粒层滤料粒径，来提高过滤效率是有限的，难以从根本上解决颗粒床过滤效率低的问题。

为了从根本上解决颗粒床过滤效率低的问题，宁波大学杨国华实用新型了多层滤料颗粒床梯级过滤新技术，基本原理是：多层滤料颗粒床由上下两层滤料组成，亦可由上中下三层滤料组成。上层滤料颗粒大、空隙大，容尘量大、压降低，呈深床过滤特性，可起提高床层容尘量、延长清灰周期，保护细颗粒层的作用；中间层滤料颗粒较细，呈浅层过滤特性(粉尘渗入滤层浅而少)，起进一步保护细颗粒层的作用；下层滤料颗粒最细，滤料层表面可形成粉饼，以尘滤尘，呈表面过滤特性，高效率截获微米和亚微米粒子，特别是因为有了上层滤料、中层滤料的保护，可使到达该细颗粒层的粉尘浓度降低到上层滤料层入口粉尘浓度的1/75～1/200，大大地降低细颗粒层粉饼压降的增长速度，显著提高微细粉尘的过滤效率，延长清灰周期。

多层滤料颗粒床梯级过滤新技术的核心在于：梯级过滤，即：粗滤料过滤粗粉尘，细滤料过滤细粉尘，从而达到高效率和低压降，这是任何单层滤料颗粒床都不可能达到的。

多层滤料颗粒床梯级过滤新技术的巧妙之处在于：各层滤料的粒径自上而下依次逐层减小，而各层滤料的颗粒密度则自上而下依次逐层增大，使各层滤料依次梯级过滤，且能在同一气速下共同流化、快速清灰、而互不相混，梯级过滤性能永远不变。下面对现有几种典型颗粒层过滤除尘技术作一简单介绍。

耙式清灰颗粒层滤尘器。这是一种颗粒层放置于水平筛网上的固定床过滤器，它采用回转耙子搅拌滤层并结合回风清灰。70年代曾由德国Munich除尘设备公司制造出售。曾有十几个水泥厂安装了该过滤器。但耙子在约1年时间内就坏了。该装置缺点是梳耙的传动机构容易出现卡阻、磨损，筛网容易被颗粒堵塞等。

沸腾颗粒层除尘器。这也是一种颗粒层放置于水平筛网上的固定床过滤器，过滤过程和单耙式相似，清灰时，反吹空气以一定流速和压力从颗粒层下面经气流分布板鼓入，使颗粒层呈流态化(即沸腾状态)，使积于颗粒层中的粉尘因颗粒间碰撞、摩擦而脱落，被反吹气流带走，达到颗粒层清灰的目的。Ducon公司于1970年提出这种流态化反吹清灰方式的颗粒层除尘器，并设计了几种形式，但未曾工业试验和应用。