[实用新型]用于高温气体净化的过滤装置

说明书

技术领域

本实用新型是关于高温气固分离技术，尤其涉及一种用于高温气体净化的过滤装置。

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净化。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。

高温气体过滤技术被公认为最具发展潜力的高温气固分离技术，该技术通常可除去5μm以上的颗粒，出口工艺气含尘浓度小于5mg/Nm³，分离效率达99.9％。能够满足后续工艺要求。以烧结金属过滤管和陶瓷过滤管为代表的微孔刚性过滤元件，具有耐高温、抗酸碱腐蚀、抗热震性好、过滤精度高等众多优点，因此成为高温气体过滤器的核心元件。

微孔刚性过滤管工作时，含尘气体由过滤管的外侧表面通过过滤材料的微孔进入过滤管内，气体中的固体颗粒被截留在过滤管的外壁上，形成粉尘层，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，导致过滤管的压降增大，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，反吹气体利用瞬态的能量将过滤管外表面的粉尘层剥落，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。目前工业应用的过滤管形状多为圆筒状，长度1m～2.5m，一端封闭，另一端开口，开口端设有法兰。以陶瓷过滤管为例说明，陶瓷过滤管的管体采用双层结构，内层为平均孔径较大的支撑体层，用来保证过滤管的强度，支撑体层的外径一般为60mm，支撑体层的厚度为10～15mm，支撑体层的颗粒粒径通常为200～350微米，而在支撑体层的外表面加上一层平均孔径较小的过滤膜层，用来拦截粉尘颗粒物，以实现对粉尘颗粒的表面过滤，过滤膜层厚度约为150～200μm，构成过滤膜层的颗粒的粒径约为15～30μm，过滤膜层的气孔平均孔径约10～15μm。

但是，作为高温气体过滤器的核心元件，刚性过滤管运行过程中常常存在如下问题：

(1)由于操作工况波动、脉冲反吹气流冲击及过滤管本身材料特性等原因，过滤管运行过程中常常出现破损和断裂等现象，当过滤管发生破损或断裂时，含尘工艺气将直接通过破损或断裂的过滤管通道进入洁净气体侧，对过滤器下游的设备造成损害，严重影响后续工艺。

(2)研究表明，在脉冲反吹接近结束时，反吹气体速度逐渐减小，在这个过程中，过滤管内部的压力要小于其外面的压力，过滤管外壁附近的气体会出现由管外侧通过管壁向管内侧流动的“回流”现象，使己经从过滤管的管外壁吹掉的固体颗粒重新沉降在其外壁上，甚至穿嵌至过滤管内部的多孔通道，这种“回流”现象会加速堵塞过滤管的多孔通道，减少过滤管的使用寿命，不利于过滤器的稳定运行。

(3)由于工业含尘工艺气中的粉尘浓度较高，过滤气流的速度也较高，过滤管的运行负荷较大，这种高负荷的运行会加快过滤管的热疲劳，过滤管的压降上升也较快，使得脉冲清灰频率增加，过滤管承受较多的热冲击，容易过早失效。

(4)由于过滤操作时靠近过滤管开口端的气流曳力较大，使得沿过滤管轴向，由顶端向下，过滤气速呈梯度递减的趋势，而脉冲反吹过程，脉冲气流进入过滤管内部时，沿过滤管顶端向过滤管底端的脉冲气流轴向速度不断减小，动能转化为压力能，沿过滤管的轴线，顶端向底端，脉冲气流由过滤管内部向外部流动的过程中气速呈梯度递增的趋势。这种现象导致粉尘层沿过滤管的轴向分布不均匀，也使得脉冲反吹过程的清灰效果沿过滤过滤管的轴向存在较大的差异，不利于过滤管的长周期稳定运行。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于高温气体净化的过滤装置，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于高温气体净化的过滤装置，能够在过滤管发生破损断裂时，起到安全保护的作用，含尘气体不会进入洁净气体侧，可以保护下游设备，进而不影响后续生产工艺，同时克服现有技术中存在的“回流”现象。

本实用新型的另一目的在于提供一种用于高温气体净化的过滤装置，可以对进入过滤器的含尘气体进行预分离，降低过滤管的运行负荷。

本实用新型的又一目的在于提供一种用于高温气体净化的过滤装置，能够改善过滤管运行过程中存在过滤和脉冲反吹过程的不均匀现象，延长过滤管的使用寿命。