CN103897746B - 生物质气化炉中的高温除尘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质气化炉中的高温除尘装置，包括：生物质气化炉炉体，在生物质气化炉炉体顶部设置有带总出气口的顶盖，在生物质气化炉炉体顶部设置有支撑轴，支撑轴上端穿过顶盖后由第一驱动装置驱动，在支撑轴下端固定套装有圆柱形状的滤芯，在滤芯上密布有若干上下贯通的通孔，通孔的直径为4±0.5mm，滤芯的高度控制在250～350mm范围内。本发明结构简单，能在高温条件下直接将可燃气体中的粉尘颗粒分离掉，在高效除尘的同时大大减少了可燃气体的热量损失。
Description
技术领域
本发明涉及到气体除尘技术，尤其涉及生物质气化炉中用于去除可燃气体中粉尘颗粒的高温除尘装置。
背景技术
生物质气化生成含有H2、CO和CH4的可燃气体，未净化的可燃气体中含有大量的粉尘颗粒、焦油等杂质，在使用过程中这些杂质容易造成气化设备、管道、燃气设备等设备中相关零部件的磨损和堵塞，影响设备的正常运行，若排入大气中还会污染空气，因此可燃气体中粉尘颗粒的去除是生物质气化应用中的关键技术之一。
专利申请号为201210267443.8的中国发明专利申请中公开了一种生物质气化炉净化系统，通过单独设置的净化系统中的一级净化器和二级净化器将可燃气体中的粉尘颗粒去除以达到净化可燃气体的目的，但是除尘需在较低温度下进行，这就会导致可燃气体热量的损失，除尘效率相对比较低，并且需要定期更换净化器中的吸附材料，使用比较繁琐；专利申请号为201220308346.4的中国发明专利申请中公开了一种生物质燃气气化炉，通过单独设置的净化系统中的内螺旋式旋风除尘器和外螺旋式旋风除尘器将可燃气体中的粉尘去除以达到净化可燃气体的目的，但是旋风除尘器的除尘效率不高，即使是最高效的旋风除尘器，除去直径为50微米的粉尘颗粒的除尘效率仅为96%左右，除去直径为5微米的粉尘颗粒的除尘效率仅为73%左右，除去直径为1微米的粉尘颗粒的除尘效率仅为27%左右。
发明内容
本发明所需解决的技术问题是：提供一种结构简单、除尘效率高且能减少可燃气体热量损失的生物质气化炉中的高温除尘装置。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的生物质气化炉中的高温除尘装置，包括：生物质气化炉炉体，在生物质气化炉炉体顶部设置有带总出气口的顶盖，在生物质气化炉炉体顶部设置有支撑轴，支撑轴上端穿过顶盖后由第一驱动装置驱动旋转，在支撑轴下端固定套装有圆柱形状的滤芯，在滤芯上设置有若干上下贯通的通孔，通孔的直径为4±0.5mm，滤芯的高度控制在250～350mm范围内；滤芯位于可燃气体出口中，生物质气化炉内的可燃气体经可燃气体出口进入滤芯，再经过滤芯后从总出气口输出。
进一步地，前述的生物质气化炉中的高温除尘装置，其中，在滤芯与可燃气体出口之间设置有防止未除尘的可燃气体由可燃气体出口直接泄漏至总出气口的防漏装置；防漏装置的结构为：在滤芯的外侧壁上固定套设有止流圈，在止流圈的上表面上均布有若干止流风扇片，在可燃气体出口的侧壁上设置有容纳止流圈的空腔，止流圈能在空腔内旋转；工作时止流圈在空腔内高速旋转，由止流风扇片形成的正压作用于空腔中，使未除尘的可燃气体只能通过滤芯后从总出气口输出。
进一步地，前述的生物质气化炉中的高温除尘装置，其中，在滤芯的出气口处还设置有将累积在通孔内的粉尘颗粒清除的清除装置；清除装置的结构为：设置在滤芯出气口上方的吹扫管，吹扫管顶端封闭，在吹扫管的管壁上设置有至少两个向滤芯中的通孔吹射的吹射孔，吹扫管尾端穿过顶盖侧壁后与第二驱动装置相连接；滤芯在高速旋转的同时，第二驱动装置驱动吹扫管使吹扫管轴向往复运动，从而使吹射孔能吹射到滤芯的每个通孔中；在伸出顶盖侧壁外的吹扫管上设置有氮气进入口，氮气进入口与高压氮气气源相连接。
进一步地，前述的生物质气化炉中的高温除尘装置，其中，第二驱动装置的结构为：在生物质气化炉炉体上设置有移动导轨，在移动导轨上设置有第二驱动电机，第二驱动电机轴与丝杠相连接，在吹扫管的尾端固定设置有固定支架，吹扫管与固定支架之间无相对转动，固定支架活动设置在移动导轨中，固定支架能沿着移动导轨滑动，在吹扫管的尾端内孔壁上设置有与丝杠相旋合的螺纹段。
进一步地，前述的生物质气化炉中的高温除尘装置，其中，滤芯由若干根耐高温材质制成的圆管紧密焊接成圆柱形状，圆管的内径为4±0.5mm，圆管的长度控制在250～350mm范围内；在滤芯外侧壁上固定套设有反应器内环，反应器内环将滤芯外侧壁完全包围在反应器内环中，以加强各圆管的连接强度，反应器内环位于可燃气体出口中。
进一步地，前述的生物质气化炉中的高温除尘装置，其中，在支撑轴的外表面上设置有至少三个向外延伸并与反应器内环壁相连接的加强筋板，加强筋板均布设置在支撑轴的外表面上。
本发明的有益效果是：一、在生物质气化炉炉体顶部设置高温除尘装置，生物质原料在生物质气化炉内气化后产生高温可燃气体的同时，滤芯在高速旋转过程中产生的高速离心力迫使进入圆管中的可燃气体中的粉尘颗粒脱离可燃气体并附着在圆管内壁上，在高温条件下就能直接除去可燃气体中的粉尘颗粒，除尘效率高且不需要再另外设置净化系统，也无需降温，结构简单且能减少可燃气体的热量损失；二、在滤芯与可燃气体出口之间设置有防漏装置，支撑轴带动止流圈和止流风扇片在空腔中高速旋转时，止流风扇片会在空腔中形成正压，在正压的作用下使未经除尘的可燃气体不会从滤芯和可燃气体出口之间泄漏而只能通过滤芯后从总出气口输出，进一步提高了除尘效率。
附图说明
图1是本发明所述的生物质气化炉中的高温除尘装置的结构示意图。
图2是图1中吹扫管顶端的局部放大图。
图3是支撑轴、滤芯和防漏装置的整体连接结构示意图。
图4是图3中A方向的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。
如图1、图2、图3和图4所示，本发明所述的生物质气化炉中的高温除尘装置，包括：生物质气化炉炉体1，在生物质气化炉炉体1的顶部设置有带总出气口21的顶盖2，顶盖2通过法兰14与生物质气化炉炉体1密封连接。在生物质气化炉炉体1的顶部设置有支撑轴3，支撑轴3的上端穿过顶盖2后由第一驱动装置驱动，本实施例中，支撑轴3通过轴承和轴承座支承在顶盖2上，支撑轴3的外端直接由第一驱动装置——第一驱动电机（图中未示出）驱动旋转。在支撑轴3的下端固定套装有圆柱形状的滤芯4，在滤芯4上密布有若干上下贯通的通孔，通孔的直径为4±0.5mm，滤芯4的高度控制在250～350mm范围内；滤芯4位于可燃气体出口11中，生物质气化炉内的可燃气体经可燃气体出口11进入滤芯4，再经过滤芯4后从总出气口21输出。本实施例中，在滤芯4与可燃气体出口11之间设置有防止未除尘的可燃气体由可燃气体出口11直接泄漏至总出气口21的防漏装置；防漏装置的结构为：在滤芯4的外侧壁上固定套设有止流圈5，在止流圈5的上表面上均布有若干止流风扇片51，在可燃气体出口11的侧壁上设置有容纳止流圈5的空腔12，止流圈5能在空腔12内旋转；工作时止流圈5在空腔12内高速旋转，由止流风扇片51形成的正压作用于空腔12中，使未除尘的可燃气体只能通过滤芯4后从总出气口21输出。在实际生产中，可在可燃气体出口11处的生物质气化炉侧壁上设置上挡板15和下挡板16，上、下挡板15和16和生物质气化炉侧壁之间形成与可燃气体出口11相连通的空腔12。本实施例中，在滤芯出气口43处还设置有将累积在通孔内的粉尘颗粒清除的清除装置；清除装置的优选结构为：设置在滤芯出气口43上方的吹扫管7，吹扫管7顶端封闭，在靠近吹扫管7顶端的管壁上设置有至少两个向滤芯4中的通孔吹射的吹射孔71，本实施例仅以在吹扫管7的顶端管壁上设置有两个向滤芯4中的通孔吹射的吹射孔71为例进行说明，在实际制作中，吹射孔71的数量根据实际需要而设定，在此就不再一一举例说明。吹扫管7的尾端穿过顶盖侧壁后与第二驱动装置相连接；滤芯4在高速旋转的同时，第二驱动装置能驱动吹扫管7使吹扫管7轴向往复运动，从而使吹射孔71能吹射到滤芯4的每个通孔中；在伸出顶盖侧壁外的吹扫管7上设置有氮气进入口73，氮气进入口73与高压氮气气源9相连接；本实施例中第二驱动装置的结构为：在生物质气化炉炉体1上设置有移动导轨13，在移动导轨13上设置有第二驱动电机8，第二驱动电机轴与丝杠81相连接，在吹扫管7的尾端固定设置有固定支架72，吹扫管7与固定支架72之间无相对转动，固定支架72活动设置在移动导轨13中，固定支架72能沿着移动导轨13滑动，在吹扫管7的尾端内孔壁上设置有与丝杠81相旋合的螺纹段；工作时，利用丝杠81与螺纹段组成的螺旋副将第二驱动电机8输出的正、反转旋转运动转换为吹扫管7的往复轴向运动。在实际制作中清除装置不局限于上述结构。本实施例中，滤芯4可选用由若干根耐高温材质制成的圆管41紧密焊接成圆柱形状，圆管41的内径为4±0.5mm，圆管41的长度控制在250～350mm范围内；在滤芯4的外侧壁上固定套设有反应器内环6，反应器内环6将滤芯4的外侧壁完全包围在反应器内环6中，以加强各圆管41的连接强度，防止滤芯4在高速旋转时，各圆管41相互脱离散落，反应器内环6位于可燃气体出口11中。在支撑轴3的外表面上设置有至少三个向外延伸并与反应器内环壁相连接的加强筋板31，加强筋板31均布设置在支撑轴3的外表面上，以加强支撑轴3和反应器内环6之间的连接强度；本实施例中仅以在支撑轴3的外表面上均匀设置有三个向外延伸并与反应器内环壁相连接的加强筋板31为例进行说明，在实际生产中，加强筋板31的数量可根据实际需要而设定。
上述除尘装置的工作原理如下：工作时，第一驱动电机驱动支撑轴3以2600～2800r/min的转速高速旋转，带动滤芯4和防漏装置高速旋转，生物质气化炉炉体1内产生的高温可燃气体（温度为550～650℃）通过可燃气体出口11进入滤芯4的各圆管41内，各圆管41在高速旋转过程中产生的高速离心力使位于各圆管41内的可燃气体中的粉尘颗粒脱离可燃气体后附着在各圆管内壁上，洁净的可燃气体从滤芯出气口43输出后通过总出气口21输出。在对可燃气体进行除尘的同时还需对各圆管壁进行清理，将累积在各圆管内壁上的粉尘颗粒清除，第二驱动电机8驱动丝杠81将第二驱动电机8输出的正、反转的旋转运动转变为吹扫管7的往复轴向运动，同时高压氮气气流通过吹射孔71吹射到各圆管41中，将累积在各圆管内壁上的粉尘颗粒吹落，以防止各圆管41堵塞，高压氮气的压力一般控制在5±1bar范围内。采用上述结构的高温除尘装置，除去直径为50微米的粉尘颗粒的除尘效率为100%，除去直径为5微米的粉尘颗粒的除尘效率为85%左右，除去直径为1微米的粉尘颗粒的除尘效率为30%左右，除尘效率得以大大提高。
本发明的优点是：一、在生物质气化炉炉体顶部设置有高温除尘装置，生物质原料在生物质气化炉内气化后产生高温可燃气体的同时，滤芯4在高速旋转过程中产生的高速离心力迫使进入各圆管41中的可燃气体中的粉尘颗粒脱离可燃气体并附着在各圆管内壁上，在高温条件下就能直接除去可燃气体中的粉尘颗粒，除尘效率高且不需要再另外设置净化系统，也无需降温，结构简单且在高效除尘的同时能减少可燃气体的热量损失；二、在滤芯4与可燃气体出口11之间设置有防漏装置，支撑轴3带动止流圈5和止流风扇片51在空腔12中高速旋转时，止流风扇片51会在空腔12中形成正压，在正压的作用下使未经除尘的可燃气体不会从滤芯4和可燃气体出口11之间泄漏而只能通过滤芯4后从总出气口21输出，进一步提高了除尘效率。
Claims (5)
1.生物质气化炉中的高温除尘装置，包括：生物质气化炉炉体，在生物质气化炉炉体顶部设置有带总出气口的顶盖，其特征在于：在生物质气化炉炉体顶部设置有支撑轴，支撑轴上端穿过顶盖后由第一驱动装置驱动旋转，在支撑轴下端固定套装有圆柱形状的滤芯，在滤芯上设置有若干上下贯通的通孔，通孔的直径为4±0.5mm，滤芯的高度控制在250～350mm范围内；滤芯位于可燃气体出口中，生物质气化炉内的可燃气体经可燃气体出口进入滤芯，再经过滤芯后从总出气口输出；在滤芯与可燃气体出口之间设置有防止未除尘的可燃气体由可燃气体出口直接泄漏至总出气口的防漏装置；防漏装置的结构为：在滤芯的外侧壁上固定套设有止流圈，在止流圈的上表面上均布有若干止流风扇片，在可燃气体出口的侧壁上设置有容纳止流圈的空腔，止流圈能在空腔内旋转；工作时止流圈在空腔内高速旋转，由止流风扇片形成的正压作用于空腔中，使未除尘的可燃气体只能通过滤芯后从总出气口输出。
2.按照权利要求1所述的生物质气化炉中的高温除尘装置，其特征在于：在滤芯的出气口处还设置有将累积在通孔内的粉尘颗粒清除的清除装置；清除装置的结构为：设置在滤芯出气口上方的吹扫管，吹扫管顶端封闭，在吹扫管的管壁上设置有至少两个向滤芯中的通孔吹射的吹射孔，吹扫管尾端穿过顶盖侧壁后与第二驱动装置相连接；滤芯在高速旋转的同时，第二驱动装置驱动吹扫管使吹扫管轴向往复运动，从而使吹射孔能吹射到滤芯的每个通孔中；在伸出顶盖侧壁外的吹扫管上设置有氮气进入口，氮气进入口与高压氮气气源相连接。
3.按照权利要求2所述的生物质气化炉中的高温除尘装置，其特征在于：第二驱动装置的结构为：在生物质气化炉炉体上设置有移动导轨，在移动导轨上设置有第二驱动电机，第二驱动电机轴与丝杠相连接，在吹扫管的尾端固定设置有固定支架，吹扫管与固定支架之间无相对转动，固定支架活动设置在移动导轨中，固定支架能沿着移动导轨滑动，在吹扫管的尾端内孔壁上设置有与丝杠相旋合的螺纹段。
4.按照权利要求1或2所述的生物质气化炉中的高温除尘装置，其特征在于：滤芯由若干根耐高温材质制成的圆管紧密焊接成圆柱形状，圆管的内径为4±0.5mm，圆管的长度控制在250～350mm范围内；在滤芯外侧壁上固定套设有反应器内环，反应器内环将滤芯外侧壁完全包围在反应器内环中，以加强各圆管的连接强度，反应器内环位于可燃气体出口中。
5.按照权利要求4所述的生物质气化炉中的高温除尘装置，其特征在于：在支撑轴的外表面上设置有至少三个向外延伸并与反应器内环壁相连接的加强筋板，加强筋板均布设置在支撑轴的外表面上。
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