CN101439251A - 过滤器清洗系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及过滤器清洗系统和方法。按照本发明一个方面的过滤器清洗系统(22)包括袋滤室(20)，它包括有许多穿透孔的管板(48)。许多过滤器芯(40)密封安装在管板(48)的各个开孔中。每个过滤器芯(40)有开口端和用于从流过的气体中过滤出颗粒的打褶介质(80)。过滤器芯(40)有颗粒聚集在打褶的介质(80)上。脉冲清洗系统(22)间歇地引导空气的清洗脉冲进入到过滤器芯(40)的开口端中供给压力在约20－60psi范围内以便从打褶的介质(80)上除去聚集的颗粒。

Description

过滤器清洗系统和方法
技术领域
本发明整体涉及一种清洗袋滤室内过滤器的系统和方法。特别是，本发明涉及用“中压”反向空气脉冲清洗过滤器芯。
背景技术
已知从流过袋滤室(baghouse)的带有颗粒的气流中除去颗粒的各种过滤器。颗粒通常由工业过程产生并在气流中带到过滤器。过滤器包括形成在过滤器芯中或过滤袋中的介质。带颗粒的气体从外向内流过过滤器。在过滤器的外侧将颗粒与气流分离。过滤后的气流流过介质并通过开口端从过滤器出来。然后将过滤过的气流引入到下一个工厂用户或到大气中。
一段时间之后，在过滤器的外侧上形成聚集颗粒的堆积并变得越来越厚。这种颗粒堆积的增加造成跨过过滤器的压力降的增加。这种压力降的增加是很费钱的因为要消耗更多的能量来产生通过过滤器的有效的气流。
周期地清洗过滤器以便除去颗粒堆积和减小跨过过滤器的压力降。为了清洗过滤器，将空气吹入到过滤器的开口端以便除去粘接在它们外侧的颗粒堆积。已知的清洗系统一般提供到过滤器中压缩空气的脉冲其供应压力在约70-100psi范围内。
压缩空气脉冲倾向于在过滤器上加上机械应力，该应力接近于介质可以重复经受的极限。这样的应力可能影响过滤器的使用寿命。更换袋滤室中的过滤器可能很花钱和造成操作的停车。
在美国专利申请出版号2004/0261375中公开的一种清洗系统，用相对较低的压力供给空气脉冲到过滤器中。供应压力是在约7-52psi范围内。但是，这种清洗系统的设计需要袋滤室关闭过滤操作以便使这种低压清洗有效。进行清洗的一部分袋滤室保持离线一段时间，在清洗脉冲之后允许除去的颗粒落到袋滤室的底部。离线的那部分袋滤室有经济上的问题因为它限制了过滤的生产量或者需要附加的容量以便允许给定的气流生产量。
发明内容
按照本发明的一个方面提供一种用于清洗袋滤室中过滤器的有效和可靠的系统和方法。本发明的清洗系统能在袋滤室过滤操作期间操作在相对低的压力下。因此，本发明的清洗系统比先前已知的各系统优越因为它在清洗周期内不需要过滤操作有任何部分停车。本发明的清洗系统减小了在经受清洗脉冲时加在过滤器的应力。这种应力的减小可以潜在地增加过滤器的使用寿命。
按照本发明一个方面的过滤器清洗系统包括袋滤室。该袋滤室包括有许多穿透孔的管板。在各个孔中密封安装许多过滤器芯在管板上。每个过滤器芯有开口端和用于从流过的气体中过滤出颗粒的打褶的介质。过滤器芯有颗粒聚集在打褶的介质上。脉冲清洗系统间歇地引导清洗脉冲进入到过滤器芯的开口端中供给压力在约20-60psi范围内以便从打褶的介质上除去聚集的颗粒。
按照本发明一个方面的过滤器清洗系统包括袋滤室。该袋滤室包括有许多穿透孔的管板。在各个孔中密封安装许多过滤器芯在管板上。每个过滤器芯有开口端和用于在袋滤室过滤操作期间从连续流过的气体中过滤出颗粒的打褶的介质。过滤器芯在打褶的介质上有聚集的颗粒。脉冲清洗系统在袋滤室过滤操作期间间歇地引导气体的清洗脉冲进入到过滤器芯的开口端中供给压力在约20-60psi范围内以便从打褶的介质上除去聚集的颗粒。
清洗过滤器的方法包括如下各步骤，用有许多穿过管板的孔的管板装设袋滤室。提供许多过滤器芯并将它们安装在管板的各个孔中。每个过滤器芯有开口端和打褶的介质。从在第1方向连续流过许多过滤器芯的气体中过滤出颗粒。颗粒聚集在打褶的介质上。在过滤步骤期间引导间歇的清洗脉冲在与气流的第1方向相反的第2方向上流入到过滤器芯的开口端供给压力在约20-60psi范围内以便从打褶的介质上除去聚集的颗粒。
附图说明
当读了下面参考附图的详细描述时将能更好地理解本发明这些和其他的部件、方面和优点，附图有：
图1是袋滤室和按照本发明一个方面的清洗系统的示意图；
图2是图1中说明的袋滤室和清洗系统一部分的放大图；
图3是近似沿图1中3-3线取的图1所示清洗系统另一部分的放大图；和
图4是近似沿着图3中4-4线取的图3所示的清洗系统图。
具体实施方式
在图1中说明装设按照本发明一个方面构造的反向脉冲冲器清洗系统22的袋滤室20。由封闭的壳体24限定袋滤室20。壳体24由合适的材料如金属板制成。带有颗粒的气体D从入口26流入到袋滤室20中。由位于袋滤室20内许多相对长的过滤器芯40过滤带颗粒的气体D。过滤后或干净的气体C从袋滤室20的出口42出去。
通过由合适的材料如金属板制成的管板48将袋滤室20分成“脏气体”室44和“干净气体”室46。入口26与脏气体室44流体连通。出口42与干净气体室46流体连通。
袋滤室20还有由位于脏气体室44下端的斜壁60限定的聚集室。聚集室接受和临时储存颗粒和其他的碎片，它们都是从带颗粒气体D中分离出来或从过滤器芯40上掉下的。储存的颗粒和碎片从开口62排出聚集室。
许多孔64(图2)穿过管板48。在各个孔64中安装过滤器芯40。将每个过滤器芯40安装在各自的孔64内使它与管板48密封和将脏气体室44与干净气体室46隔离。尽管图示的过滤器芯40是在基本垂直的方向伸展安装的，但是可以安装过滤器芯伸展在任何方向，如水平或成一角度。
作为例子而不是限制，在管板48中每个孔64内设置圆周形弹性安装带66。带66由金属如不锈钢制成，并用织物包裹。构造的带66其外直径基本等于孔64的内直径。该带66可以很容易地从它正常的圆周形状变形并插入到孔64中。带66的外表面紧贴地与限定孔64的表面贴合。带66提供过滤器芯40和管板40中孔64之间的密封。可以使用任何合适的安装结构将过滤器芯40附连、支持和密封在管板48。
当气体通过每个过滤器芯时过滤器芯40从带颗粒气体D中过滤出颗粒。每个过滤器芯40包括打褶的过滤介质80。将过滤介质80构成有圆形横截面的管状结构。将会很清楚过滤器芯40可以有任何所需的长度以便满足袋滤室20过滤的要求。
围绕过滤器芯40的支持部件100同心地设置打褶的过滤介质80。将打褶的过滤介质80设置在支持部件100的外周边周围和在它的内和外周边上有手风琴样的褶皱。根据袋滤室20的设计要求打褶的过滤介质有有效的过滤长度或轴向伸展。对所需的过滤要求和操作条件可以用合适的任何材料构造打褶的过滤介质80。例如，如聚酯、聚丙烯酸酯和聚丙烯的材料通常可以接受的操作温度在180℉-225℉范围内。芳族聚酰胺和PPS适合高至375℉。玻璃纤维适合高至450℉。
支持部件100可以用任何对它打算的用途合适的材料制成，例如塑料或金属。在袋滤室20过滤操作时气体在径向朝内方向流过过滤器芯40，支持部件100支持打褶的过滤介质80。将打褶的过滤介质80的上端设置在安装套筒102内并固定在封装材料104中，它也用于密封打褶的过滤介质和安装套筒。
图示的过滤器芯40有围绕打褶的过滤介质80圆周地伸展的保持装置120(图1)。在过滤器芯40的反向脉冲清洗期间用保持装置120将打褶的过滤介质80夹持在位置中。特别是，在反向脉冲清洗时保持装置120限制打褶的过滤介质80在径向朝外方向上的运动。保持装置120可以是箍环或挤压成形的弹性体的形式。
按照本发明一个方面的反向脉冲清洗系统22包括许多脉冲阀122(图3和4)。每个脉冲阀122是流体连接在压缩空气进气管或供应压缩流体如空气的集气管124。设置的每个脉冲阀122用于引导存储在集气管124中的压缩空气流过许多吹扫管126的相应一个。每根吹扫管126有许多喷嘴140。周期地操作脉冲阀122以便让压缩空气的脉冲P从进气管124流到吹扫管126，经过喷嘴140流到过滤器芯40内同时袋滤室20继续过滤操作。袋滤室20在它的清洗操作时不需停车从而它不需离线操作。
如在图2中所示，将喷嘴140定位在离管板24预定的距离和沿着各自过滤器芯40的纵向中心轴定位。喷嘴140是管状的，仅作为实例而不是限制。将很清楚，可以使用任何类型或设计的喷嘴140。也很清楚，还可以完全取消喷嘴和可在吹扫管126中形成开孔用于引导清洗脉冲P到过滤器芯40中。
集气管124有内径D1在约8英寸到16英寸范围内，优选地在约10英寸到14英寸范围内。每根吹扫管126有内径D2在约1英寸到4英寸范围内，优选地在约2.5英寸到4英寸范围内。集气管124和吹扫管比在已知的高压系统中相应的设备相对较大。这种尺寸保证在相对较低压力下将适当体积的清洗空气传送到过滤器芯40。对集气管124和吹扫管126的各种直径阀122有适当的尺寸。
由壳体24支持吹扫管126。反向脉冲清洗系统22的喷嘴140是固定连接在吹扫管126，如通过焊接。在图示的实施例中，喷嘴140是由金属管状部件制成和沿着它的长度在平行于它纵向中心轴的方向上有基本相同的圆形横截面。喷嘴140限定从吹扫管126传送清洗空气的通道。
袋滤室20经过一段时间过滤操作之后，跨过每个过滤器芯40的压力降将增加，这是由于从带颗粒气流D中分离出的颗粒的聚集和在打褶的过滤介质80外表面上的聚集。通过引导清洗气体如压缩空气的脉冲P(图2)进入到每个过滤器芯的开口端中，对过滤器芯40进行周期的清洗。这种清洗称为反向脉冲清洗。
将反向清洗脉冲P引导进入每个过滤器芯40内，以发散的方式沿着过滤器芯的纵向中心轴。反向清洗脉冲P从过滤器芯40的内部流过打褶的过滤介质80到过滤器芯的外部，与正常要过滤的气体流动“反向”或相对的方向。这种清洗脉冲P将除去至少某些优选地是足够数量的聚集在过滤器芯40外表面上的颗粒，和减小跨过过滤器芯的压力降。
反向脉冲清洗系统22还包括控制器160(图1)、压缩空气源162和调节器164。控制器160有一对与其相连的传感器166、168用于测定跨过过滤器芯40的压力差或压力降。传感器166位于脏气体室44。传感器168位于干净气体室46。跨过过滤器芯40的压力差或压力降是由在脏气体室44内的传感器166检测到的压力减去在干净气体室46内的传感器168检测到的压力。
参考图1，图示按照本发明一个方面的反向脉冲清洗系统22。由清洗系统22供给反向清洗脉冲P。周期地引导压缩空气的清洗脉冲P通过过滤器芯的开口端进入到每个过滤器芯40。因为“周期地”，意味着可以给反向脉冲清洗系统22的控制器160编程或可以人工地操作该系统，从而在选择的时刻将使压缩空气的清洗脉冲被引导进入到过滤器芯40中。例如，选择的时刻可以是在预定的时间长度之后或检测到跨过过滤器芯40一定量的压力降之后。
一般来说，在压缩空气的清洗脉冲P清洗过滤器芯40时反向脉冲清洗系统22传送足够流量的“中”压流体。用“脉冲”，意味着在有限的时间段内有足够体积的气体流其压力足够克服在脏气体室44内带颗粒气体D的过滤操作流动。有限的时间段可以在约0.1秒到0.35秒的范围内。由空气源162传送的清洗气体的压力经由调节器164调节到124以便产生清洗脉冲P，其范围在约20-60psi范围内，和优选地在约30-50psi范围内。
在这个“中”压下从每个喷嘴140出来的体积流量足够克服通过各过滤器芯40操作的过滤流和从打褶介质80的外表面除去或吹掉任何聚集的颗粒和碎片。重要的是实现了在袋滤室20允许过滤操作的同时传送反向清洗脉冲P。清洗脉冲P局部克服通过过滤器芯40的过滤气体流。在各行的过滤器芯40中进行清洗。
从喷嘴140排出的清洗脉冲P沿着过滤器芯40的纵向延伸产生压力波。由于突然发生的压力改变和流动方向的反向，迫使打褶的介质80和聚集的颗粒堆积径向向外。使聚集的颗粒堆积脱离打褶介质80的外表面。分离的聚集颗粒堆积掉入由壁60限定的聚集室并从开口62排出袋滤室20。然后例如通过螺旋运输器(未表示)可携带颗粒离开袋滤室20。由于过滤器芯40受到“中”压的清洗脉冲P所加的应力相对较小，因而可以增加过滤芯40的使用寿命并预期与传送清洗空气相关的成本相对较低。
通常在袋滤室20内布置几行过滤器芯40。每行过滤器芯40经受由单根吹扫管126分别提供的清洗脉冲P。这种布置有使尺寸、能量的要求和空气源162供应的清洗空气体积最小的优点。
在“中压”袋滤室20的连续过滤操作中，经过入口26进入袋滤室20的带颗粒气体D其温度可以达到约450℉或更高。带颗粒气体D向上流动和进入到过滤器芯40内。当气体通过打褶的介质80时使颗粒与气体分离。然后干净的气体C流过在过滤器芯40顶部的开口端并通过袋滤室20的出口42。
在袋滤室20的连续过滤操作中，分离的颗粒聚集在打褶介质80的外表面。随着时间的流逝，越来越多的颗粒聚集在打褶介质80上，跨过过滤器芯40的压力降增加。这通常增加风扇(未表示)促使气体通过袋滤室20所需的功率消耗。
传感器166和168连续检测每个气室44和46各自的压力。将这些压力传给控制器160。控制器160可以是任何合适的装置，如个人计算机或PLC。控制器160根据传感器166、168来的信息测定跨过过滤器芯40的压力降。当压力降增加到某个大于预定的所需最大阀值的值时，控制器160发出信号给阀122中的一个使其打开并产生清洗脉冲P。由控制器160顺序打开阀122连续进行清洗操作直到压力降下降到预定的最小阈值之下，这时停止清洗操作。
调节器164已经建立在预定压力下其范围在约20-60psi范围内从气源162到集气管124后面或阀122上游的空气供应。当阀122打开时，供应的空气流入与该阀相连的吹扫管126中和清洗脉冲P从喷嘴140流入到过滤器芯40的内部。清洗脉冲P在一行过滤器芯40中从打褶的介质80外表面除去聚集的颗粒。在整个清洗过程进行的同时袋滤室20连续操作过滤带颗粒的气体D。以这种方式顺序清洗每行过滤器芯40直到所有行都已清洗过。从打褶介质80除下的颗粒落到过滤室20的底部和跨过那行过滤器芯40的压力降减小同时过滤器芯受到的应力最小。
虽然在某些优选实施例和例子的上下文中已经公开了该系统，对本发明所属技术领域的普通技术人员来说将能理解，本发明超越特别公开的各实施例护展到其他代替的实施例和/或这里的系统和技术的各种应用以及明显的修改和它的等价物。因此，打算公开的本发明的范畴不应限于上述特定公开的各实施例，而是应该仅由正确地阅读下面的权利要求书来确定。

Claims (5)

1.一种过滤器清洗系统(22)，包括：
包括具有许多穿透孔的管板(48)的袋滤室(20)；
密封安装在管板(48)的各个孔中的许多过滤器芯(40)，每个过滤器芯有开口端和用于从流过的气体中过滤出颗粒的打褶的介质(80)，和过滤器芯具有聚集在打褶的介质上的颗粒；
脉冲清洗系统(22)，用于间歇地引导气体的清洗脉冲以约20-60psi范围内的供给压力进入到各个过滤器芯(40)的开口端中，以便从打褶的介质(80)上除去聚集的颗粒。
2.如权利要求1所述的过滤器清洗系统，其特征在于气体清洗脉冲有小于约0.35秒的持续时间。
3.如权利要求1所述的过滤器清洗系统，其特征在于以约30-50psi范围的供给压力提供每个清洗脉冲。
4.如权利要求1所述的过滤器清洗系统，其特征在于过滤器芯(40)暴露于以高至约450℉温度连续流过的气体。
5.如权利要求1所述的过滤器清洗系统，其特征在于脉冲清洗系统包括集气管(124)、阀(122)和带喷嘴(140)的吹扫管(126)，其中选择集气管、阀、吹扫管和喷嘴以便以约20到60psi范围内的供给压力提供进入过滤器芯(40)的清洗脉冲。
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