CN101505852B - 集尘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的集尘装置是对气体(11)中的粉尘(12)进行集尘而净化气体(11)的集尘装置，其具备：管板(16)，其设置在集尘装置主体(13)内，将内部区划为气体导入室(14)和气体排出室(15)；集尘管(17)，其从所述管板(16)垂下多根，使所述气体(11)从外部流入内部并在其表面除去粉尘(12)；气体导入管(18)，其设置在所述气体导入室(14)，使气体开口端部(18a)位于管板(16)附近，由下降气流将气体(11)供给于所述集尘管(17)；扩散器(19)，其设置在所述气体导入管(18)的所述开口端部(18a)；气体排出部(21)，其设置在所述气体排出室(15)，排出净化气体(20)。

Description

集尘装置
技术领域
本发明涉及一种集尘装置，其对来自例如煤气化装置的包括煤气化炉的气体源的气体中含有的未燃烧成分即粉尘(炭)进行集尘。 
背景技术
在具备煤气化炉的煤气化复合发电设备中，设置有对煤气化炉中的生成气体中的未燃烧成分即粉尘(炭)进行集尘的集尘装置。 
图13示出了用于该煤气化复合发电设备的煤气化装置的一个例子。如图13所示，煤气化装置101具备：煤气化炉103，其供给煤炭102并进行气化；生成气体冷却装置115，其对来自该煤气化炉103的生成气体104进行冷却；旋风除尘器106，其对冷却的生成气体104中的未燃烧成分即粉尘(炭)105进行离心分离；集尘装置107，其对生成气体104中残留的粉尘(炭)105进行集尘；气体精炼装置109，其对净化的生成气体进行精炼并作为精炼气体108；漏斗110，其收容所述分离或集尘的粉尘(炭)105；回流管111，其使来自漏斗110的粉尘返回煤气化炉103。 
因为在所述集尘装置107的集尘管112中粉尘105堆积在其表面，所以通过每隔规定时间供给逆洗气体113来进行掸落。掸落的粉尘105收容在所述漏斗110中。 
为除去该粉尘105使用具备逆洗喷嘴的逆洗装置(专利文献1)。 
但是，在从集尘装置107的下方侧导入生成气体104的情况下，如图14-1的表示上升气流的生成气体和集尘管之间的关系的示意图所示，存在以下问题，由逆洗气体113除去的粉尘105会在落下之前由来自下方的上升流的生成气体104而再次附着在集尘管112的表面。 
因此，如图14-2的表示下降气流的生成气体和集尘管的关系的示意图所示，提出了将具有开口部的气体导入管120设置在集尘管112的管板112a附近，成为沿集尘管112向下的气体流(非专利文献1、非专利文献2)。 
专利文献1：日本特开2002-263427号公报 
非专利文献1：“ポ一ルニユ一ス(pall news)”，1998、冬、Vol.83，日本ポ一ル株式会社发行 
非专利文献2：“粉体工程学会秋季研究发表会论文集”，1997年11月，p195～198 
发明内容
但是，在残留大量炭等粉尘的生成气体的流速过大的情况下，设想如生成气体104中的粉尘105使集尘管112表面的防护被膜磨损，引起集尘部腐蚀的情况。这在例如流速为20m/s、粉尘浓度为1g/Nm3以上的高浓度的情况下特别成问题。 
即，因为如气体导入管120那样，管板112a的附近其浓度高且其流速快，因此有时存在由于该碰撞而发生因卡门涡旋振动导致损伤的情况。 
因此，如图15所示，提出了在气体导入管120的直径部分拓宽气体导入管120的上升部分121的技术，但存在如果增大流路的截面积，则集尘装置主体的尺寸会变大、不经济的问题。 
本发明是鉴于上述问题而提出的，其课题在于提供一种集尘装置，所述集尘装置能够降低含有粉尘的生成气体对集尘部的碰撞流速，从而降低集尘部的磨损，同时能够使集尘装置主体紧凑化。 
为了解决上述课题，本发明的第1发明是提供一种集尘装置，其对气体中的粉尘进行集尘而净化气体，所述集尘装置的特征在于，具备：管板，其设置在集尘装置主体内，将内部区划为气体导入室和气体排出室；集尘部，其从所述管板垂下，使所述气体从外部流入内部并在其表面除去粉尘；气体导入管，其设置在所述气体导入室，使气体开口端部位于管板附近，并由下降气流将气体供给于所述集尘部；扩散器，其设置在所述气体导入管的所述开口端部；气体排出部，其设置在所述气体排出室，排出被净化的气体。 
第2发明以第一发明的集尘装置为基础，其特征在于，所述扩散器的出口直径与入口直径的开口比率为1.2～1.4。 
第3发明以第1或第2发明的集尘装置为基础，其特征在于，所述扩散器的锥角为20～60度。 
第4发明以第1至3中任一发明的集尘装置为基础，其特征在于，在与所述扩散器的开口部相对的管板上设置有气体流量分散部。 
第5发明以第1至4中任一发明的集尘装置为基础，其特征在于，在所述扩散器或气体供给管的任意一个或两个的内部形成旋转部，所述旋转部形成气体旋转流。 
第6发明以第1至5中任一发明的集尘装置为基础，其特征在于，在中，在所述扩散器开口端部和管板之间配置一个或两个以上气体流量分散板。 
第7发明以第6发明的集尘装置为基础，其特征在于，所述气体流量分散板是环状的气体流量分散板。 
第8发明以第1至7中任一发明的集尘装置为基础，其特征在于，所述气体导入管设置在多个集尘部的中心部。 
第9发明以第1至8中任一发明的集尘装置为基础，其特征在于，具有逆洗净部，所述逆洗净部设置在所述气体排出室，向所述集尘部供给逆洗气体。 
发明效果 
根据本发明，能够降低含有粉尘的生成气体对集尘部的碰撞流速，从而降低集尘部的磨损，同时能够使集尘装置主体紧凑化。 
附图说明
图1是实施例1所涉及的集尘装置的概略图。 
图2是实施例1所涉及的集尘装置的要部的俯视图及侧视概略图。 
图3是实施例1所涉及的集尘装置的气体导入管和扩散器的关系图。 
图4是扩散器的直径扩大比和流速降低比例的关系图。 
图5是扩散器的锥角和集尘部件表面最大流速比的关系图。 
图6是实施例2所涉及的集尘装置的概略图。 
图7-1是实施例2所涉及的具备其它气体流速分散部的集尘装置的概略图。 
图7-2是实施例2所涉及的具备其它气体流速分散部的集尘装置的概略图。 
图8是实施例3所涉及的集尘装置的概略图。 
图9是实施例4所涉及的集尘装置的概略图。 
图10-1是实施例4所涉及的气体流速分散板的概略图。 
图10-2是实施例4所涉及的其它气体流速分散板的概略图。 
图11是分散板开口面积比和集尘部件表面最大流速比的关系图。 
图12是实施例4所涉及的其它集尘装置的概略图。 
图13是煤气化装置的概略图。 
图14-1是表示上升气流的生成气体和集尘管的关系的示意图。 
图14-2是表示下降气流的生成气体和集尘管的关系的示意图。 
图15是现有集尘装置的概略图。 
图中：10A～10E-集尘装置，11-气体，12-粉尘，13-集尘装置主体，14-气体导入室，15-气体排出室，16-管板，17-集尘管，18-气体导入管，19-扩散器，20-净化气体。 
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明。此外，本发明并不限定于本实施方式、实施例。另外，下述实施方式、实施例的结构要素也包括本领域技术人员能够容易想到的或实质上相同的要素。 
实施例1 
参照附图对本发明的实施例1所涉及的集尘装置进行说明。 
图1是表示实施例1所涉及的集尘装置的概略图。图2是其要部的俯视图及侧视图。 
如图1及图2所示，本实施例所涉及的集尘装置10A是对气体11中的粉尘12进行集尘而净化气体11的集尘装置，所述集尘装置具备：管板16，其设置在集尘装置主体13内，将内部区划为气体导入室14和气体排出室15；集尘管17，其从所述管板16垂下多根，使所述气体11从外部流入内部并在其表面除去粉尘12；气体导入管18，其设置在所述气体导入室14，使气体开口端部18a位于管板16附近，并由下降气流将气体11 供给于所述集尘管17；扩散器19，其设置在所述气体导入管18的所述开口端部18a；气体排出部21，其设置在所述气体排出室15，排出净化气体20。 
此外，省略了对于设置在所述气体排出室15侧，将逆洗气体供给于所述集尘管17的逆洗净部的图示。 
所述扩散器19上方具有直径大于气体导入管18的端部的开口部，以降低从气体导入管18导入到气体导入室14内的气体11的流量。 
在本实施方式中，如图2所示，所述集尘管17从管板16垂下，并且以所述气体导入管18为中心，按大致放射状配置多个。 
通过设置所述扩散器19使气体11的流速降低，其结果，消除对配置在气体导入管18附近的集尘管17带来损伤等。 
另外，可以降低入口截面积，可以使集尘装置主体13小而紧凑化，因此更经济。 
在此，作为由本发明的集尘装置进行处理的气体11，作为烟尘并不限定于含有炭的煤气化产生的生成气体，而只要是含有大量对集尘管带来损伤的微粒子的气体(例如烟尘浓度为1g/Nm3以上)，任意气体均可。 
在此，如图3所示，优选将所述扩散器19的出口直径D1与入口直径D2的开口比率设定为1.2～1.4。 
这是由于如图4的扩散器的直径扩大比和流速降低比例的关系图所示，当所述开口比率为1.2以下时，流量减速效果较小，另一方面，当开口比率为1.4以上时，没有显现更进一步的流量减速效果。此外，流速是气体11与集尘管17抵接时的最快流速。 
在此，在图3中作为一个例子表示扩散器19和气体导入管18的关系时，将扩散器19的开口直径D1设定为650mm，将气体导入管的管径D2设定为550mm，将管板16和扩散器19的高度差h设定为430mm，不过，本发明并不限定于此。 
此外，集尘管17和气体导入管的距离W优选设定为在各个集尘装置中没有因气体中的烟尘导致的闭塞的距离，进行适当设定即可。 
另外，优选所述扩散器19的锥角(α)为20～60度。这是由于，如图5的扩散器的锥角和集尘部件表面最大流速比的关系图所示，锥角为20 以下及60度以上时，没有显现流量减速效果。此外，在图5中，作为现有的空心圆形标记表示图15所示在导入管出口不设置扩散器而设定为大直径的情况，而作为保持小直径的菱形标记表示将导入管保持小直径不变，且不设置扩散器的情况。 
实施例2 
以下，参照附图说明本发明的实施例2所涉及的集尘装置。 
图6是表示实施例2所涉及的集尘装置的概略图。对于与所述图1示出的实施例1的装置相同的构件，标注相同标号并省略其说明。 
如图6所示，本实施例所涉及的集尘装置10B是在实施例1的集尘装置中在管板16的背面侧设置了气体流量分散部25的装置。 
通过设置所述气体流量分散部25，使得从扩散器19排出的气体由于与气体流量分散部25的碰撞而使气体流达到均质，从而能够降低含粉尘气体与集尘管17碰撞的流速。所述气体流量分散部25的突起可以使用厚壁的构件，从而能够确保对因气体11中含有的粉尘导致的磨损的耐久性。 
在图6所示气体流量分散部25中，将其形状设定为截面三角形状，但本发明并不限定于此，也可以是例如图7-1、图7-2所示的其它形状。 
图7-1所示的气体流量分散部26的形状设定为矩形状。另外，图7-2所示的气体流量分散部27的形状设定为截面凹透镜状。此外，除此以外的形状，只要能够显现气体11的流量减速效果的任何形状均可以采用。 
实施例3 
以下，参照附图说明本发明的实施例3所涉及的集尘装置。 
图8是表示实施例3所涉及的集尘装置的概略图。对于与所述图1示出的实施例1的装置相同的构件，标注相同标号并省略其说明。 
如图8所示，本实施例所涉及的集尘装置10C是在实施例1的集尘装置中，在气体导入管18及扩散器19的内表面形成旋转部31而成的。 
所述旋转部31可以在内表面设置突起状的旋转突起。通过该旋转突起的设置，气体11在流路内旋转，因离心力的作用而在出口扩展，从而气体流达到均质，能够降低含粉尘气体在集尘部件与集尘管17碰撞的流速。 
此外，在本实施例中，旋转部31是在所述扩散器19或气体供给管18 这两者互相形成的，但也可以形成在任一个上。 
另外，在设置实施例2的气体流量分散部25的情况下，也可以进一步设置旋转部31。 
实施例4 
以下，参照附图说明本发明的实施例4所涉及的集尘装置。 
图9是表示实施例4所涉及的集尘装置的概略图。对于与所述图1示出的实施例1的装置相同的构件，标注相同标号并省略其说明。 
如图9所示，本实施例所涉及的集尘装置10D是在实施例1的集尘装置中，在所述扩散器19的开口端部和管板16之间配置环状的气体流量分散板32而成的。 
所述气体流量分散板32的外径优选设定为与所述扩散器19的开口直径D1大致相同的程度。另外，设置位置优选设定在管板16和扩散器的中间位置或比中间位置稍靠开口侧。 
如图9所示，通过设置所述气体流量分散板32，从扩散器19排出的向上气体流与气体流量分散板32碰撞而向左右分配，中央部分的气体通过设置在分散板32的中心部的开口部32a与管板16碰撞而向左右分配。 
此时，气体流量分散板32的中央开口部32a既可以是如图10-1所示的圆形，也可以是如图10-2所示的矩形状，此外也可以是椭圆形状。 
另外，对于气体流量分散板32的开口面积比，如图11的分散板开口面积比和集尘部件表面最大流速比的关系图所示，设定为0.5～0.6，这是根据流速比率而优选。 
另外，对于气体流量分散板32的设置可以是如图9所示的单个的情况，但也可以如图12的集尘装置10E所示，配置多个气体流量分散板34。 
另外，在多个的情况下，其形状及大小可以是相同的，也可以是不同形状。 
工作实用性 
如上所述，本发明所涉及的集尘装置能够降低含有粉尘的生成气体对集尘部的碰撞流速，从而降低集尘部的磨损，同时能够使集尘装置主体紧凑化，适合用于例如煤气化炉系统中的集尘装置。 

Claims (8)

1.一种集尘装置，其对气体中的粉尘进行集尘而净化气体，所述集尘装置的特征在于，具备：
管板，其设置在集尘装置主体内，将所述集尘装置主体的内部区划为下方的气体导入室和上方的气体排出室；
集尘管，其从所述管板垂下，在其表面除去在所述气体中从外部流入内部的粉尘；
气体导入管，其设置成在所述气体导入室由多个所述集尘管包围，气体开口端部位于管板附近，并由下降气流将气体供给于所述集尘管；
扩散器，其设置在所述气体导入管的所述开口端部；
气体排出部，其设置在所述气体排出室，排出被净化的气体，
并且，在所述扩散器开口端部和管板之间配置一个或两个以上气体流量分散板，所述气体流量分散板的开口面积比为0.5～0.6。
2.根据权利要求1所述的集尘装置，其特征在于，
所述扩散器的出口直径与入口直径的开口比率为1.2～1.4。
3.根据权利要求1所述的集尘装置，其特征在于，
所述扩散器的锥角为20～60度。
4.根据权利要求1所述的集尘装置，其特征在于，
在与所述扩散器的开口端部相对的管板上设置有气体流量分散部。
5.根据权利要求1所述的集尘装置，其特征在于，
在所述扩散器或气体导入管的任意一个或两个的内部形成旋转部，所述旋转部形成气体旋转流，该旋转部为在所述扩散器或气体导入管的任意的内表面形成的突起状的旋转突起。
6.根据权利要求1所述的集尘装置，其特征在于，
所述气体流量分散板是环状的气体流量分散板。
7.根据权利要求1所述的集尘装置，其特征在于，
所述气体导入管设置在多个集尘管的中心部。
8.根据权利要求1所述的集尘装置，其特征在于，具有：
逆洗净部，其设置在所述气体排出室，向所述集尘管供给逆洗气体。
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