CN103463896A

CN103463896A - 一种积架层厚度可控、分选、连续的除尘器及其操作方法

Info

Publication number: CN103463896A
Application number: CN2013104080034A
Authority: CN
Inventors: 黄清豹
Original assignee: Foshan Renju Environmental Protection Engineering Co Ltd
Current assignee: Foshan Renju Environmental Protection Engineering Co., Ltd.
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2033-09-09
Also published as: US20160220936A1; CN103463896B; WO2015032246A1; US10239008B2

Abstract

本发明属于环保除尘设备领域，涉及一种积架层厚度可控、分选、连续的除尘器及其操作方法。除尘器包括净气室、粉尘过滤室、灰斗和高压气脉冲喷吹清灰装置，在废气进气管和/或净气出气管上设置阀门，进气管阀门与过滤室的废气进气口的距离L为0-1.0米或1.0-10米，两台或两台以上所述的除尘器与粉尘源分别单独连通或并联连通组成除尘器组。当除尘器进行离线清灰时，关闭废气进气管和/或净气出气管的阀门，开启脉冲喷吹清灰装置进行喷吹清灰，完成喷吹后等待时间ΔT后，开启废气进气管和/或净气出气管上的阀门，继续进行除尘工作。本发明实现的“超积架层”除尘新模式，能显著提高除尘器过滤精度和除尘效率。

Description

一种积架层厚度可控、分选、连续的除尘器及其操作方法

技术领域

本发明属于环保除尘设备领域，具体涉及一种积架层厚度可控、分选、连续的除尘器及其操作方法。

背景技术

在冶金、机械、化工、建材等生产行业和在锅炉、窑炉等能源转换过程中，经常会产生巨量的含尘气体需要进行环保除尘治理，目前主要的环保除尘治理方法有水喷淋、布袋和静电3种，而又以布袋除尘方法为主，占80%以上，并且，将来所占比例会越来越大。其中，布袋除尘器又以外滤式布袋或滤筒除尘器为主，占90%以上。

传统的外滤式布工袋或滤筒除尘器，总是采取“在线脉冲喷吹清灰”工艺，即除尘器在进行除尘作的同时进行清灰工作，此时，除尘器本体内部空间与管路外部空间之间是连接相通的，没有阻断，气流是流动的。其基本工作原理如下：

在除尘器过滤工作过程中，由于负压的缘故，总会于滤布表面形成积架层（粉尘层），该积架层（粉尘层）在开始时很薄，阻力值很小，随着除尘时间延长不断增厚，阻力值不断增加。由于该积架层（粉尘层）总是均衡地分布于滤布表面，因此，起到提升滤布过滤精度的辅助作用。

当该积架层（粉尘层）达到一定的厚度时，其阻力值和除尘器其他的附加阻力值总和达到除尘器的设计阻力值1000-1200Pa时，除尘器就会启动脉冲喷吹清灰装置进行脉冲喷吹清灰，此时，过滤室处于负压状态下的开放空间，即没有与外部空间阻断，气流是流动的。

每次脉冲喷吹清灰的目的，都是为了破坏已形成的一定厚度的积架层（粉尘层），使之变薄，并以此来降低新的积架层（粉尘层）的阻力值，以便降低除尘器阻力值。因此，该积架层（粉尘层）总会被脉冲喷吹清灰破坏掉，之后，该积架层（粉尘层）再生成，再进行脉冲喷吹清灰破坏，如此循环往复下去，即“积架层（粉尘层）---脉冲喷吹破坏积架层（粉尘层）---积架层（粉尘层）”的传统除尘模式。

因此，传统的“在线脉冲喷吹清灰”外滤式布袋或滤筒除尘器，存在如下不可克服的3大缺陷：

1、由于是在负压状态下的开放空间里进行脉冲喷吹清灰，粉尘在脱离布袋或滤筒表面之后，分为三个去向：一部分（粗大、重质、结块）直接落入灰斗，一部分随气流附集到相邻布袋或滤筒表面，一部分待喷吹高压气流消失之后，再次附集到原布袋或滤筒表面，因此，对滤布的清灰不彻底。

2、在高压气脉冲喷吹清灰瞬间，滤布的微孔必然出现扩张现象，当高压气流消失转为负压的瞬间，会有许多微粒粉尘从扩张的微孔通过，从而降低了滤布自身的过滤精度和效率，由于脉冲喷吹清灰的频率高，因此，这种瞬间影响就会积少成多，最终严重影响滤布自身的过滤精度和效率。

3、如上所述，首先，每次脉冲喷吹清灰的目的都是为了破坏积架层（粉尘层），因此，积架层（粉尘层）不具有连续性；其次，脉冲喷吹清灰后新旧粉尘总是同时到达滤布表面形成新的积架层（粉尘层），因此，构成积架层（粉尘层）的粉尘颗粒大小没有分选性；第三，每次脉冲喷吹清灰之后，都是为了达到下一次阻力值的新平衡，因此，积架层（粉尘层）的厚度基本上是恒定的，其厚度不可控。

如上所述，积架层（粉尘层）对滤布过滤精度和效率的辅助提升作用，首先被在线脉冲喷吹清灰瞬间滤布微孔扩张这个固有缺陷因素所抵消，其次，被积架层（粉尘层）不具有连续性、分选性、厚度不可控性等固有缺陷因素所抵消。

名称为“封闭式脉冲除尘器及其除尘方法”（申请号201310007537.6）的发明专利申请和名称为“离线清灰扁布袋式除尘器”（专利号201220070395.9）的实用新型专利为了解决对滤布清灰不彻底的问题，提出了在净气出气口设置阀门的方案，其目的是实现离线清灰，但不能形成具有厚度可控、分选、连续的超积架层。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对传统除尘技术存在的上述3个不可克服的固有缺陷因素，提出一种积架层厚度可控、分选、连续的技术方案，实现一种新的除尘模式：“滤布+超积架层+粉尘层——脉冲喷吹破坏粉尘层——滤布+超积架层+粉尘层”。

一种积架层厚度可控、分选、连续的除尘器及其操作方法，包括净气室、粉尘过滤室、灰斗和高压气脉冲喷吹清灰装置，所述的净气室的净气出口与净气出气管连接，出气管与抽风机连通，所述的粉尘过滤室的含尘废气进气口与废气进气管连接，废气进气管与粉尘源连通，在粉尘过滤室内设置布袋或滤筒，所述布袋或滤筒的开口端与净气室相通，在布袋或滤筒开口端的上方设置高压气脉冲喷吹清灰装置，在过滤室下端设置灰斗，在灰斗下端设置可密闭卸灰的阀门，在所述的废气进气管和/或净气出气管上设置阀门。

进一步地，所述的废气进气管阀门与除尘器的废气进气口的距离L小于1.0米。当所述的除尘器除尘一段时间需进行离线清灰时，关闭废气进气管和/或净气出气管上的阀门，然后开启高压气脉冲喷吹清灰装置对布袋或滤筒进行喷吹清灰；其中，脉冲喷吹清灰周期时间为ΣT＝[n(t₁+t₂)+t₃]x，其中脉宽t₁为80-120毫秒，脉冲间隔t₂为10-300秒，脉冲喷吹装置为n个，小周期间隔t₃为10-300秒，小周期次数x为2-4。当高压气脉冲喷吹清灰装置完成喷吹并等待间隔时间ΔT后，开启废气进气管和/或净气出气管上的阀门，所述的ΔT为300秒至3600秒。

或者，所述的废气进气管阀门与除尘器的废气进气口的距离L为1.0-10米。当所述的除尘器除尘一段时间需进行离线清灰时，关闭废气进气管和/或净气出气管上的阀门，然后开启高压气脉冲喷吹清灰装置对布袋或滤筒进行喷吹清灰；其中，脉冲喷吹清灰周期时间为ΣT,ΣT=[n(t₁+t₂)+t₃]x，其中脉宽t₁为80-120毫秒，脉冲间隔t₂为1-20秒，脉冲喷吹装置为n个，小周期间隔t₃为1-20秒，小周期次数x为1-2。当高压气脉冲喷吹清灰装置完成喷吹并等待间隔时间ΔT后，开启废气进气管和/或净气出气管上的阀门，所述的ΔT为0秒至300秒。

本发明技术能够实现一种新的除尘模式：“滤布+超积架层+粉尘层——脉冲喷吹破坏粉尘层——滤布+超积架层+粉尘层”，从而实现：不仅仅依赖滤布自身的过滤精度，而依赖超积架层来显著提高除尘器过滤精度和除尘效率。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明的实施例1的结构示意图；

图2为本发明的实施例2的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的实施例1的结构示意图。如图所示，包括净气室1、粉尘过滤室2、灰斗3、滤筒4和高压气脉冲喷吹清灰装置5。在粉尘过滤室2内设置滤筒4，滤筒的开口端与净气室1相通，在滤筒开口端的上方设置高压气脉冲喷吹装置5，粉尘过滤室2的含尘废气进气口6与废气进气管8连接，废气进气管8与粉尘源连通，在废气进气管8上设置进气管阀门9，在过滤室2下端设置灰斗3，在灰斗3下端设置可密闭的缷灰阀门10，净气室1的净气出气口7与净气出气管11连接，在净气出气管11上设置出气管阀门12，出气管11与抽风机连通。

当所述的除尘器除尘一段时间需进行“离线脉冲喷吹清灰”时，关闭进气管阀门9，使除尘器内部形成气流不流动的静态空间，此时缷灰阀门10由于具备可密闭卸灰的功能，因此，也要处于密闭状态，出气管阀门12可以处于关闭状态，也可以处于开启状态。然后开启高压气脉冲喷吹清灰装置5对滤筒4进行“离线脉冲喷吹清灰”；当高压气脉冲喷吹清灰装置完成喷吹周期时间ΣT并等待间隔时间ΔT后，开启进气管阀门9继续进行在线除尘工作。此时出气管阀门12也要处于开启状态。当然，也可以不设置出气管阀门，只设置进气管阀门。

当该除尘器结束离线脉冲喷吹清灰转入除尘工作时，该除尘器的进气管阀门9开启，此时出气管阀门12必须处于开启状态，除尘器内部的粉尘过滤室的气流不流动的静态空间立刻被破坏，所有布袋或滤筒表面立刻处于负压状态，由于在废气进气管的阀门9到过滤室的布袋或滤筒4表面之间存在空间距离差，因此，新旧粉尘到达布袋或滤筒4表面就存在短暂的时间差，就在该短暂的时间差内，经过粉尘过滤室的气流不流动的静态空间充分重力分选作用后，还悬浮于布袋或滤筒4表面附近的微细-超微细旧粉尘颗粒立刻被负压吸附于布袋或滤筒4的所有表面，并且均匀分布，形成新的积架层，之后，新粉尘才到达。这种全部由分选过的微细-超微细粉尘颗粒组成，总会被离线脉冲喷吹破坏掉，但是，又总能在新粉尘到达布袋或滤筒4表面之前的时间差内提前形成的，形断实续的积架层被定义为“超积架层”。因此，超积架层完全不同于传统意义上所指的积架层（粉尘层）。

本发明实现的超积架层具有如下特征和优点：（1）重力分选性：超积架层都是由经过重力分选的大小比较一致的超微细-微细的粉尘颗粒构成，该超积架层其过滤效果超精细和超高效，但却具有最佳的透气性，即超积架层单位厚度的阻力值最小；（2）可连续性：这种超积架层一旦形成，脉冲喷吹是无法破坏的，会一直自动保存下来。只有一种情况即除尘器停此工作，才会被破坏掉；（3）厚度可控制性：这种超积架层的厚度可以人为控制，控制的方式是通过调节以下3个参数来实现：喷吹周期ΣT、等待间隔时间ΔT和废气进气管阀门与过滤室的废气进气口的距离L。

当废气中所含的粉尘的微细-超微细颗粒占比例多、比重小时，如碱性电池行业中的填料生产工艺产生的含膨胀碳-石墨粉尘废气的情况，这种粉尘重力沉降作用速度慢，此时，控制的方向是消减超积架层的厚度。由于这种粉尘微细-超微细颗粒占比例多、比重小，重力分选作用效率低，重力沉降作用速度慢，为了使超积架层厚度不会超厚，就必须延长重力沉降作用时间，增强重力沉降作用，使重力分选趋于彻底，同时，缩短聚集时间。具体操作步骤如下：首先，高压气脉冲喷吹的喷吹周期时间ΣT要延长，设ΣT=[n(t₁+t₂)+t₃]x，其中脉宽t₁为80-120毫秒，脉冲间隔t₂为200-300秒，脉冲喷吹装置为n个，小周期间隔t₃为200-300秒，小周期次数x为3-4次；其次，等待间隔时间ΔT要延长，设ΔT=1200-3600秒。第三，在设置废气进气管阀门时，废气进气管阀门与除尘器的废气进气口的距离L要缩短，设L=0-1.0米。由于L值小于1.0米直至为零，因此，新粉尘的到达时间差ΔT也很短暂，使新旧粉尘到达布袋或滤筒表面的时间差ΔT趋于最小值，使超积架层的聚集时间缩短到最小，聚集效果减弱，超积架层才不会超厚。当然在此种情况下，也可以不设置废气进气管阀门，只设置净气出气管阀门。

当废气中所含的粉尘的微细-超微细颗粒占比例少、比重大时，如铅酸电池行业其中的铅板的切割、抛光生产工艺产生的含铅粉尘废气的情况。这种粉尘重力沉降作用速度快，此时，控制的方向是增加超积架层厚度。由于这种粉尘微细-超微细颗粒占比例少、比重大，重力分选作用效率高，重力沉降作用速度快，为了保障超积架层所需厚度，就必须缩短重力沉降作用时间，减弱重力沉降作用，同时，延长聚集时间。具体操作步骤如下：首先，高压气脉冲喷吹的喷吹周期时间ΣT要缩短，设ΣT=[n(t₁+t₂)+t₃]x，其中脉宽t₁为80-120毫秒，脉冲间隔t₂为1-3秒，脉冲喷吹装置为n个，小周期间隔t₃为1-3秒，小周期次数x为1-2次；其次，等待间隔时间ΔT要缩短直至为零，设ΔT=0-20秒。第三，废气进气管阀门与除尘器的废气进气口的距离L要延长，设L=6-10米。由于L值延长至6-10米，因此，新粉尘的到达时间差ΔT也相应延长，使新旧粉尘到达布袋或滤筒表面的时间差ΔT也相应延长，使超积架层的聚集时间延长到最大，聚集效果增强，以保证达到超积架层所需的厚度。当然在此种情况下，也可以不设置净气出气管阀门，只设置废气进气管阀门。

当废气中所含的粉尘的微细-超微细颗粒特征和比重特征介于上述实施例1和2的情况之间时，其喷吹周期ΣT、等待间隔时间ΔT、距离L这3个参数，可在上述两种情况之间调节。

图2为本发明的实施例2的结构示意图。由于单台独立除尘器不能够使除尘工作持续不断，需要两台或两台以上的独立除尘器与粉尘源分别单独连通或并联连通，当其中一台独立除尘器需要脉冲喷吹清灰时，关闭废气进气管和/或净气出气管上的阀门，而其他各台独立除尘器的废气进气管和/或净气出气管上的阀门处于开启状态，进行正常的除尘工作。如此循环往复，使一组除尘器能够持续不断地进行除尘工作。

如图所示，实施例2包括六台独立除尘器与粉尘源并联组成除尘器组，每台独立除尘器通过并联的废气进气支管8与废气进气总管13和该台独立除尘器含尘废气进气口6相连接，通过并联的净气出气支管11与净气出气总管14和该台独立除尘器净气出气口7相连接。在每台除尘器的并联废气进气支管8上设置进气管阀门9，并联净气出气支管11上设置出气管阀门12。在设置进气管阀门时，阀门与除尘器废气进气口的距离L根据粉尘颗粒的特征情况使L＝0-1.0米或L＝1.0-10米。

当所述的除尘器组除尘一段时间需要对其中的某台独立除尘器进行离线清灰时，关闭该台独立除尘器的进气管阀门3，此时缷灰阀门10由于具备可密闭卸灰的功能，因此，也要处于密闭状态，出气管阀门12可以处于关闭状态，也可以处于开启状态。然后开启高压气脉冲喷吹清灰装置对滤筒进行“离线脉冲喷吹清灰”；当高压气脉冲喷吹清灰装置完成喷吹周期ΣT并等待间隔时间ΔT后，开启进气管阀门和出气管阀门，继续进行除尘工作。

总之，超积架层厚度的可控性和稳定性是实现超积架层功能的最重要因素。由于除尘器所要处理的废气千差万别，因此，废气中的粉尘特征也是千差万别，为了实现超积架层厚度的可控性和稳定性，需要对新粉尘的到达时间和旧粉尘即喷吹下来的粉尘在静态空间进行重力分选的时间进行控制，因此要根据不同的废气特征、粉尘的比重特征、特别是粉尘中的微细-超微细颗粒的含量情况，确定相应的喷吹周期ΣT、等待间隔时间ΔT和进气阀至进气口的距离L。

采用本发明的方法，一方面，由于新粉尘的不断加入，每次喷吹都能为粉尘过滤室的气流不流动的静态空间带来新的微细-超微细粉尘，因此，随着除尘时间的延长和离线脉冲喷吹清灰次数的增加，粉尘过滤室的气流不流动的静态空间内的微细-超微细粉尘浓度一定会增加；另一方面，随着除尘时间的延长和离线脉冲喷吹清灰次数的增加，粉尘过滤室内的重力分选作用就会更加彻底，直至粉尘过滤室内只剩下微细-超微细的粉尘，在二个方面的综合作用下，超积架层成为滤料和粉尘层之间的稳定过渡层，形成了“滤布+超积架层+粉尘层——脉冲喷吹破坏粉尘层——滤布+超积架层+粉尘层”的新除尘模式，从而改变了传统的“积架层（粉尘层）——脉冲喷吹破坏积架层（粉尘层）——积架层（粉尘层）”的除尘模式。

由于超积架层的厚度可控性，就完全可以实现由超积架层取代传统的积架层；又由于超积架层的可连续性，就完全可以实现超由积架层取代滤料的过滤功能；又由于超积架层的分选性，就完全可以实现超积架层过滤效果的超精细和超高效。

Claims

1.一种积架层厚度可控、分选、连续的除尘器，包括净气室、粉尘过滤室、灰斗和高压气脉冲喷吹清灰装置，所述的净气室的净气出口与净气出气管连接，出气管与抽风机连通，所述的粉尘过滤室的含尘废气进气口与废气进气管连接，废气进气管与粉尘源连通，在粉尘过滤室内设置布袋或滤筒，所述布袋或滤筒的开口端与净气室相通，在布袋或滤筒开口端的上方设置高压气脉冲喷吹清灰装置，在过滤室下端设置灰斗，在灰斗下端设置可密闭卸灰的阀门，其特征是，在所述的废气进气管和/或净气出气管上设置阀门。

2.根据权利要求1所述的积架层厚度可控、分选、连续的除尘器，其特征是，所述的废气进气管阀门与除尘器的废气进气口的距离L为0-1.0米。

3.根据权利要求1所述的积架层厚度可控、分选、连续的除尘器，其特征是，所述的废气进气管阀门与除尘器的废气进气口的距离L为1.0-10米。

4.一种根据权利要求1或2所述的积架层厚度可控、分选、连续的除尘器的操作方法，其特征是，当所述的除尘器除尘一段时间需进行离线清灰时，关闭废气进气管和/或净气出气管上的阀门，然后开启高压气脉冲喷吹清灰装置对布袋或滤筒进行喷吹清灰；其中，脉冲喷吹清灰周期时间为ΣT,当高压气脉冲喷吹清灰装置完成喷吹并等待间隔时间ΔT后，开启废气进气管和/或净气出气管上的阀门，继续进行除尘工作。

5.根据权利要求4所述的积架层厚度可控、分选、连续的除尘器的操作方法，其特征是，所述的ΣT=[n(t₁+t₂)+t₃]x，其中脉宽t₁为80-120毫秒，脉冲间隔t₂为10-300秒，脉冲喷吹装置为n个，小周期间隔t₃为10-300秒，小周期次数x为2-4次；所述的ΔT为300秒至3600秒。

6.一种根据权利要求1或3所述的积架层厚度可控、分选、连续的除尘器的操作方法，其特征是，当所述的除尘器除尘一段时间需进行离线清灰时，关闭废气进气管和/或净气出气管上的阀门，然后开启高压气脉冲喷吹清灰装置对布袋或滤筒进行喷吹清灰；其中，脉冲喷吹清灰周期时间为ΣT,当高压气脉冲喷吹清灰装置完成喷吹并等待间隔时间ΔT后，开启废气进气管和/或净气出气管上的阀门，继续进行除尘工作。

7.根据权利要求6所述的积架层厚度可控、分选、连续的除尘器的操作方法，其特征是，所述的ΣT=[n(t₁+t₂)+t₃]x，其中脉宽t₁为80-120毫秒，脉冲间隔t₂为1-20秒，脉冲喷吹装置为n个，小周期间隔t₃为1-20秒，小周期次数x为1-2次；所述的ΔT为0秒至300秒。

8.根据权利要求1、2或3所述的积架层厚度可控、分选、连续的除尘器，其特征是，两台或两台以上所述的除尘器与粉尘源分别单独连通或并联连通组成除尘器组，当其中一台除尘器的废气进气管和/或净气出气管上的阀门处于关闭状态进行离线清灰时，其他各台除尘器的废气进气管和/或净气出气管上的阀门处于开启状态进行除尘工作，如此循环往复，使除尘器组能够连续进行除尘工作。