[发明专利]高温气体中细颗粒物沸腾床分离方法与装置

说明书

本公开涉及高温气体中细颗粒物沸腾床分离方法与装置，提供了一种高温气体中细颗粒物沸腾床分离方法，该方法包括以下步骤：(i)含有细颗粒物的高温气体在压力驱动下通过沸腾床的媒质床层；(ii)待媒质床层连续运行至压差升高到一定值后，由媒质床层底部加大气量吹入高温气体，也可吹入氮气，使床层沸腾流化，进行再生操作；对含有媒质颗粒和细颗粒物的气‑固两相混合物进行旋流分离；再生完全后，媒质颗粒返回至下部床层，携带细颗粒物的气体排出；以及(iii)待媒质床层再生完全后，将床层切换至正常工作状态，继续对高温气体进行过滤处理，并依次循环上述步骤(i)‑(ii)。还公开了一种高温气体中细颗粒物沸腾床分离装置。

技术领域

本公开属于废气治理环保领域，涉及一种高温气体中细颗粒物沸腾床再生分离方法，适用于高温气体中细颗粒物的去除。具体的说，本公开提供了一种沸腾床净化高温气体的方法和装置。

背景技术

如何有效除尘净化石油、化工、冶金、电力等生产过程中产生的大量高温含尘气体，使其达到环保排放标准或回收能量的目的，是当今我国急需解决的难题。例如，在煤热解气化过程中，不可避免的会导致裂解气中夹带大量的煤炭颗粒、飞灰等物质，对后续工艺产生不利影响，不仅影响焦油的品质，严重时还可能堵塞设备与管道。因此，为保证焦油液化收集过程和煤气利用过程的高效性与安全性，就必须在高温下实现有效脱除裂解气中的细颗粒物。

中国发明专利申请公开CN1050013267A公开了一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集方法及装置。该方法通过多孔的无机陶瓷膜分离元件截留高温气体中的细颗粒污染物。但由于无机陶瓷材料脆性大、弹性小等特性的影响，无机膜元件制作成本高、装填密度小，导致膜元件和装置的造价较高。同时，该系统需辅以声波辅助清灰器和压缩气体脉冲反吹装置，使吸附在无机膜管壁上的细颗粒物脱离无机膜管壁，从而也增加了该系统的造价成本和运行成本。

中国发明专利申请公开CN104001622A公开了一种可以在300～800℃高温条件下连续运行的高温静电除尘系统，能够有效捕集裂解气中的细微颗粒物，且实现设备运行阻力小于600Pa。但该系统受限于细颗粒物的比电阻和气体成分等性质的制约，以及存在电极腐蚀的问题，同时电除尘器的设备投资大，运行费用高。

中国发明专利CN103341294B公开了一种高温气体过滤装置及其过滤方法，通过预涂过滤的方法，提高烧结金属或陶瓷过滤管的过滤效率，适用于处理工艺气中含有粘性粉尘、焦油和水蒸气的工况。但该方法存在工艺过程复杂、设备投资大等问题。

中国发明专利CN102716628B公开了一种颗粒除尘过滤器及除尘过滤方法，该颗粒除尘过滤器是利用固体颗粒物料作为过滤介质用以净化高温含尘气体或者去除热解气中的粉尘、重质焦油等成分。但该方法存在脱除效果不彻底、能耗较大、控制复杂等问题。

因此，针对现有技术中存在的上述缺陷，本领域迫切需要开发出一种能够实现高温气体中有效脱除细颗粒物的目的的高温气体中细颗粒物分离方法。

发明内容

本公开提供了一种高温气体中细颗粒物沸腾床分离方法，实现了高温气体中有效脱除细颗粒物的目的。该方法简单有效，媒质床层具有特殊的排序方式，能对高温气体中2.5μm以下的细颗粒物进行高效的梯度过滤，且适用范围广，投资和运行成本低。

一方面，本公开提供了一种高温气体中细颗粒物沸腾床分离方法，该方法包括以下步骤：

(i)含有细颗粒物的高温气体在压力驱动下通过沸腾床的媒质床层，其中具有粒径梯度或密度梯度排序方式的媒质颗粒对气体中的细颗粒物进行梯度过滤；

(ii)待媒质床层连续运行至压差升高到一定值后，由媒质床层底部加大气量吹入高温气体，也可吹入氮气，使床层沸腾流化，以释放媒质床层中拦截或吸附的细颗粒物；对含有媒质颗粒和细颗粒物的气-固两相混合物进行旋流分离，以使媒质颗粒脱附再生；再生完全后，媒质颗粒返回至下部床层，根据其粒径梯度或密度梯度自然沉降分层，形成初始的排序形式，携带细颗粒物的气体排出；以及