[发明专利]一种旋风分离与钢-陶瓷复合平板膜组高温除尘一体化装置

说明书

本发明公开了一种旋风分离与钢‑陶瓷复合平板膜组高温除尘一体化装置，该装置自下往上设置有集灰区、旋风分离区、进气区和复合平板膜组，所述集灰区上端与旋风分离区相连，所述旋风分离区为倒锥筒体结构，其上端与进气区相连，所述进气区为圆柱筒体结构，其上部侧面装有矩形的切向进气口，所述复合平板膜组安装于进气区上端面的中心轴区域，且其上端部位于进气区外、下端部伸入进气区内。本发明先经过初级的大颗粒物旋风分离，可有效减少了后续钢‑陶瓷复合平板膜组的颗粒物分离负荷，可延长整体工作时长，提高效率；通过小型平板陶瓷膜阵列与钢板组合，可破解两者在高温状态下的密封连接、支撑固定与抗热震性难题，降低陶瓷膜制造成本。

技术领域

本发明涉及一种尾气净化除尘装置，具体涉及一种旋风分离与钢-陶瓷复合平板膜组高温除尘一体化装置，属于大气污染控制领域。

背景技术

目前广泛应用于石油化工、煤化工、电力等行业的高温除尘器主要分为机械除尘器、静电除尘器和过滤式除尘器等。机械除尘器是利用机械力(离心力、重力等)将尘粒从气流中除去的装置，如旋风分离器，具有结构简单，维护方便，耐高温高压等优势，但其对于微细粉尘(＜10μm)的处理效率不高，通常只作为预除尘设备。静电除尘器是利用静电力实现粒子与气体分离沉降的除尘设备，在处理1～2μm的粉尘时处理效率高达99％以上，但在高温高压下电晕难以维持，电极寿命短，日常维护成本极高。

过滤式除尘器在高温领域主要采用多孔金属或多孔陶瓷对气体进行过滤除尘，能够有效去除粒径1μm的粉尘，除尘效率可达99.9％以上，具有良好的发展前景。然而，多孔金属膜的机械强度高、耐压性能、密封和焊接性能好，但高温下金属易被氧化或腐蚀，稳定性不佳。

陶瓷膜具备优良的高温化学稳定性和热稳定性，是高温、腐蚀工况下最具发展前景的除尘技术。但是，现有陶瓷膜除尘技术普遍采用中空陶瓷膜管，机械强度不高(易碎、韧性差)，受大流量气体冲击易损坏，处理量受到限制。此外，由于陶瓷与金属材料的线性膨胀系数差异较大，陶瓷膜管与金属部件联接后，高温工况下热应变的差异导致密封易失效，抗热震性能差，尤其是常温或低温压缩气体反吹时。因此，如何提高陶瓷膜的高温除尘效率和可靠性是当前高温气固分离领域的技术难点。

发明内容

本发明的目的是解决当前高温除尘技术(≤900℃)针对多尺度颗粒存在的除尘效率低、可靠性差等问题，提出了一种旋风分离与钢-陶瓷复合平板膜组高温除尘一体化装置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种旋风分离与钢-陶瓷复合平板膜组高温除尘一体化装置，该装置自下往上设置有集灰区、旋风分离区、进气区和复合平板膜组，所述集灰区上端与旋风分离区相连，所述旋风分离区为倒锥筒体结构，其上端与进气区相连，所述进气区为圆柱筒体结构，其上部侧面装有矩形的切向进气口，所述复合平板膜组安装于进气区上端面的中心轴区域，且其上端部位于进气区外、下端部伸入进气区内。

进一步的，所述复合平板膜组整体为圆筒结构，并且其下端口为开口结构，复合平板膜组通过对接法兰与进气区的上端固定连接。

进一步的，所述复合平板膜组包括壳体和多个钢-陶瓷复合平板膜块，所述钢-陶瓷复合平板膜块等间距竖直设置在壳体内，并且钢-陶瓷复合平板膜块之间装有弹性阻尼器。

更进一步的，所述壳体为圆筒结构，其内径与进气区内径之比在0.5～0.7，高度与进气区内径之比在2～3；所述壳体上端焊有用于连接钢-陶瓷复合平板膜块的管板法兰，中部焊有与进气区相连接的对接法兰，所述对接法兰与壳体下端口的距离与进气区内径之比在1～1.5；在壳体等距布置有5～50个钢-陶瓷复合平板膜块。

更进一步的，所述钢-陶瓷复合平板膜块为扁平的矩形薄壳结构，且其上端为开口结构、下端为封闭结构，在其两侧面分别开有圆孔阵列，圆孔内嵌有圆形平板陶瓷膜；同时在其两侧边缘处还设置有2～4组对称的用于固定弹性阻尼器的小通孔。