[发明专利]颗粒床除尘与换热一体化的装置及方法

说明书

技术领域

本公开涉及高温烟气净化及余热回收领域，尤其涉及一种颗粒床除尘与换热一体化的装置及方法。

背景技术

冶金、化工、建材等高耗能、高排放工业中高温烟气余热回收和净化对我国节能减排具有重要作用。工业高温烟气具有成分复杂、含尘量高、有腐蚀性、工况变化大等特点，使得烟气余热回收和净化装置存在滤料堵塞和再生困难、余热回收和净化效率低等瓶颈问题，亟待解决。

高温烟气净化及余热回收常用方法主要有以下几种：1)先通过喷淋方式降低烟气温度，同时除掉大部分粉尘，然后采用布袋或者陶瓷管过滤器等进行除尘，该方法余热回收率极低，存在二次污染。2)将高温含尘烟气直接引入余热锅炉进行余热回收，然后排出的较低温度的含尘烟气再通过布袋或者陶瓷管过滤器等进行精密除尘，但烟气中含有的高浓度粉尘在锅炉壁面会结成一层厚厚的渣，增加传热热阻，降低余热回收效率，需要定期进行人工除渣，且高温烟气由于温度较高不能直接进入余热锅炉，需要先通过水冷壁进行冷却，降低了余热回收效率。3)采用颗粒床与陶瓷管过滤器等高温除尘装置先对高温烟气进行净化，然后再通过换热器进行余热回收，该方式具有较高的余热回收效率，但由于除尘过程与换热过程分开进行，无法对除尘过程进行温度调控以提高除尘性能，并导致除尘设备体积较大，成本较高；且当高温烟气含有凝结性尘粒时，陶瓷管过滤器容易堵塞后无法清灰，从而无法再生利用，而颗粒床过滤器由于采用离散球体组成，易清灰和循环利用，在含凝结性尘粒高温烟气除尘中具有不可替代的优势。

公开内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种颗粒床除尘与换热一体化的装置及方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种颗粒床除尘与换热一体化的装置，包括：烟气通道和余热回收流体通道，其中，

烟气通道包括烟气进出腔体、分布板及至少一个过滤通道，用于高温烟气的净化，所述分布板连接于烟气进出腔体通过与至少一个过滤通道之间，并将余热回收流体通道隔离；

余热回收流体通道包括余热流体出入口，及其连接的容置至少一个过滤通道的过滤筒体，余热回收流体通道形成于过滤筒体与过滤通道外部之间，用于进行余热回收。

在本公开一些实施例中，所述至少一个过滤通道，其与烟气进出口腔体相连接，用于高温烟气过滤，包括：

颗粒滤料，其设置于过滤通道内部，用于净化高温烟气；

滤料支撑结构，用于滤料支撑，并且烟气经该支撑结构流出。所述滤

料支撑结构为多孔板。

在本公开一些实施例中，过滤通道为圆柱形，过滤筒体为圆柱形或方形。采用多个过滤通道时，过滤通道之间采用三角形排列、方形排列或多边形排列，各独立的颗粒床多通道内的高温烟气流量自适应调节，根据各通道除尘量自动调节烟气流量。

在本公开一些实施例中，余热回收流体通道还包括折流板，设置于过滤筒体与过滤通道外部形成的腔体中，用于调节余热回收流体的流动方向，包括：

第一折流板和第二折流板，所述第一折流板和第二折流板在过滤通道外侧沿着轴向不同位置布置。

折流板采用多排结构，用于形成余热回收流体流动通道，调节余热回收流体流动方向。

根据本发明的另一个方面，提供了一种颗粒床除尘与换热一体化的方法。高温烟气过滤除尘与换热时，含尘高温烟气从烟气进口流入烟气进口腔体，然后在腔体内分流后进入各个过滤通道，经过通道内填充的颗粒滤料形成的多孔结构对高温烟气进行除尘净化，高温条件下颗粒滤料采用陶瓷颗粒材质，经净化及换热后的烟气经过滤料支撑结构流出过滤通道，进入烟气出口腔体汇集后经烟气出口流出过滤床。

在高温烟气清洁过滤的同时，余热回收流体通过入口流入过滤通道外侧腔体，与过滤通道内的高温烟气进行换热，回收烟气热量，余热回收流体在第一折流板和第二折流板形成的多次折返通道内流动，与高温烟气进行充分换热后，通过出口流出。

在本公开一些实施例中，可以根据需要调整折流板数量和间距，并对应改变余热回收流体出口在余热回收流体入口的同侧或对侧，或者余热回收流体入口和余热回收流体出口相互调换位置，形成不同换热条件。

在本公开一些实施例中，在烟气除尘与余热回收时，在工业含尘烟气排放通道内接入至少两套如权利要求1所述的颗粒床除尘与换热一体化装置，每次仅有一台除尘与换热一体化装置工作，当颗粒过滤床内容尘量达到饱和后，根据在高温烟气进出口监测的压降变化，切换至备用装置，然后对容尘饱和的装置进行清灰和滤料再生，作为备用装置待用。

(三)有益效果