CN104028059A - 用于气固分离的过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种既可防止外滤式滤袋之间相互碰撞又可提高对滤袋的清灰效果的用于气固分离的过滤装置。该装置包括一箱体，所述箱体内安装有孔板，孔板上排列安装有多个过滤单元，每个过滤单元包括上端开口且下端封闭的外滤式滤袋，所述滤袋的上端安装在孔板上，箱体内位于孔板下方为原气室、位于孔板上方为净气室，箱体上设有与原气室导通的进气口和与净气室导通的排气口，箱体上方设有用于对各个滤袋进行反冲气流清灰的反吹装置，所述滤袋的下端连接有使该滤袋轴向张紧的弹性牵拉装置，该弹性牵拉装置连接并弹性张紧于滤袋和滤袋下方与孔板保持设定距离的固定构件之间。上述装置可提高滤袋的使用寿命和对滤袋的清灰效果。

Description

用于气固分离的过滤装置

技术领域

本发明涉及一种用于气固分离的过滤装置。

背景技术

在气固过滤分离领域，外滤式滤袋是常用的过滤元件。所谓“外滤式”指待过滤气体从滤袋外部向滤袋内部渗透从而实现气固分离净化的过滤方式。使用外滤式滤袋的过滤装置一般为以下结构：过滤装置包括一箱体，该箱体内安装有孔板，孔板上排列安装有多个过滤单元，各个过滤单元包括上端开口且下端封闭的外滤式滤袋，所述滤袋的上端安装在孔板上，滤袋的下端悬空，滤袋的内部还装有支撑该滤袋的袋笼；箱体内位于孔板下方为原气室、位于孔板上方为净气室，箱体上设有与原气室导通的进气口和与净气室导通的排气口；所述箱体上方还设有用于对各个滤袋进行反冲气流清灰的反吹装置。

上述过滤装置存在的缺点主要有：第一，滤袋所采用的材料本身孔径较大，过滤时主要依靠由逐渐堆积于滤袋表面的粉尘所形成的滤饼层来保证一定的过滤效率(即粉尘去除率)，而滤袋表面的粉尘又极易进入滤袋材料的孔隙内造成堵孔，因此，反吹装置通常须作用于滤袋0.1至0.8兆帕的高压反冲气流，不仅能耗高，而且反冲气流清灰效果也不理想；第二，高压反冲气流清灰时引起滤袋与袋笼相互摩擦，久而久之导致滤袋磨损；第三，过滤与反吹的气流不稳定引起滤袋来回摆动而使滤袋之间相互碰撞，导致滤袋损坏、滤袋与孔板的密封处发生泄漏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种既可防止外滤式滤袋之间相互碰撞又可提高对滤袋的清灰效果的用于气固分离的过滤装置。

本发明用于气固分离的过滤装置包括一箱体，所述箱体内安装有孔板，孔板上排列安装有多个过滤单元，每个过滤单元包括上端开口且下端封闭的外滤式滤袋，所述滤袋的上端安装在孔板上，箱体内位于孔板下方为原气室、位于孔板上方为净气室，箱体上设有与原气室导通的进气口和与净气室导通的排气口，箱体上方设有用于对各个滤袋进行反冲气流清灰的反吹装置，所述滤袋的下端连接有使该滤袋轴向张紧的弹性牵拉装置，该弹性牵拉装置连接并弹性张紧于滤袋和滤袋下方与孔板保持设定距离的固定构件之间。上述过滤装置具有以下优点：首先，由于滤袋的下端连接弹性牵拉装置并在该弹性牵拉装置的作用力下使该滤袋轴向张紧，因此既可防止滤袋摆动，亦可在一定程度上限制滤袋径向膨胀和收缩，从而避免滤袋之间因摆动发生碰撞，并且抑制滤袋径向变形，由此提高滤袋使用寿命；其次，通过反吹装置对滤袋实施反冲气流清灰时，滤袋先会在反冲气流作用下径向膨胀，从而使滤袋的下端向上进一步拉紧弹性牵拉装置，而当反冲气流消失后，在弹性牵拉装置回弹力作用下滤袋轴向振动，产生易于使使滤袋表面的颗粒物从滤袋表面剥离的剪切力，从而提高对滤袋的清灰效果；此外，由于弹性牵拉装置连接并弹性张紧于滤袋和滤袋下方与孔板保持设定距离的固定构件之间，即孔板与固定构件的距离是一定的，在滤袋安装好以后弹性牵拉装置对滤袋的作用力几乎完全由滤袋袋体的材料及其变形量确定，从而能够更精确控制滤袋径向膨胀和收缩，并在反冲气流消失后使滤袋产生较大的轴向振动。

为使滤袋既能达到较高的过滤精度以保证其过滤效率，又能达到较好的透气性以降低过滤阻力，同时还能便于对滤袋进行清灰，以及保证滤袋在长期使用下不发生松弛，本发明还进一步的对滤袋袋体结构及其材料的选择进行了如下改进，即：滤袋袋体包括由高强度透气织布构成的内胆及紧密附着于内胆外表面上的微孔过滤薄膜，所述内胆的纵向拉伸强度≥520KN/m、横向拉伸强度≥380KN/m。将上述由高强度透气织布构成的内胆与微孔过滤薄膜组合运用，一方面受益于高强度透气织布所具备的较高的拉伸强度而使滤袋在长期使用条件下不会因为持续的张紧发生松弛，避免滤袋轴向张紧力的下降和消失，防止因滤袋轴向张紧力的下降甚至消失所导致滤袋径向变形量增大或/和摆动；另一方面由于滤袋上起过滤作用的部分为微孔过滤薄膜，内胆起支撑透气作用，故滤袋可同时达到较高的过滤精度和较好的透气性，另外也可便于清灰。

微孔过滤薄膜建议可采用对粒径为0.1至0.12微米的颗粒物的滤除率在99％以上的膨体聚四氟乙烯膜；所述内胆则建议采用表面包覆有聚四氟乙烯基润滑强化保护层的玻纤织布构成；所述膨体聚四氟乙烯膜热覆于玻纤织布上。上述的膨体聚四氟乙烯膜是一种通过拉伸变形(即“膨体”的含义)从而在聚四氟乙烯材料上形成纤维状封闭孔的膜。该膜本身具有极强的憎水性和不粘灰的特点，因此不易产生结露糊膜现象，并且通过反吹装置能够轻易地实现膜的净化再生。在玻纤织布表面包覆聚四氟乙烯基润滑强化保护层后，一方面由于聚四氟乙烯基润滑强化保护层与膨体聚四氟乙烯膜在材料上的相近性，故能将膨体聚四氟乙烯膜更为紧密的附着于玻纤织布上；另一方面由于聚四氟乙烯基润滑强化保护层对玻纤织料起到了增强和润滑作用，故极大提高了玻纤织料的耐磨性，增强了内胆使用寿命。

上述内胆的材料可以是将玻纤织布用聚四氟乙烯乳液或聚四氟乙烯与石墨的混合液浸渍并烘烤而制成的。但是，内胆材料最好是将玻璃纤维用聚四氟乙烯乳液或聚四氟乙烯与石墨的混合液浸渍并烘烤后再织造为玻纤织布而制成。这种先将玻璃纤维用聚四氟乙烯乳液或聚四氟乙烯与石墨的混合液浸渍，再进行烘烤，最后织造为玻纤织布的方式，更容易确保制成的玻纤织布具有理想的透气性，同时也使聚四氟乙烯基润滑强化保护层对玻纤织布的包覆更加全面彻底。采用聚四氟乙烯与石墨的混合液进行浸渍，可使形成的聚四氟乙烯基润滑强化保护层的润滑性(尤其是高温润滑性)更好。

当微孔过滤薄膜采用上述膨体聚四氟乙烯膜，内胆材料采用上述玻纤织布时，反吹装置作用于滤袋的反冲气流的压力可以设定为300至5000帕。尽管该压力(300至5000帕)远低于目前设定的反冲气流的压力，但清灰效果却出乎意料的好。由于反冲气流的压力可大大降低，因此还能在此基础上进一步将内胆厚度减薄至0.2至0.6毫米，从而使滤袋的透气性得到更大的提升。

本发明上述用于气固分离的过滤装置中的外滤式滤袋完全能够不使用袋笼来进行支撑。当滤袋长度较短时，甚至只需通过将滤袋轴向拉紧而不需要对滤袋进行其他多余的支撑。但如果滤袋长度较长时，可在滤袋袋体上设置防扁环。根据滤袋长度，防扁环既可以为一个，也可以为两个以上。滤袋袋体上安装防扁环的部位由于受到防扁环的限制，不会随滤袋发生径向收缩或膨胀。通过防扁环将滤袋袋体沿轴向分成若干段，每一段袋体允许发生一定程度的径向变形。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明用于气固分离的过滤装置的结构示意图。

图2为图1中A处放大图。

图3为图1中B处放大图。

具体实施方式

如图1所示，用于气固分离的过滤装置的箱体110内安装有孔板120，箱体110内位于孔板120下方为原气室140、位于孔板120上方为净气室150，箱体110上设有与原气室140导通的进气口111和与净气室150导通的排气口112；孔板120上排列安装有多个过滤单元，每个过滤单元包括上端开口且下端封闭的外滤式滤袋130，所述滤袋130的上端安装在孔板120上，滤袋130的下端连接有使该滤袋130轴向张紧的弹性牵拉装置170，该弹性牵拉装置170连接并弹性张紧于滤袋130和滤袋130下方与孔板120保持设定距离的固定构件180之间；箱体110上方还设有用于对各个滤袋130进行反冲气流清灰的反吹装置160。上述过滤装置中，固定构件180可以采用多种不同结构。如图1，本实施方式中的固定构件180采用了多根水平间隔排列的固定杆，这些固定杆的两端分别安装在箱体110内壁上。弹性牵拉装置170通过拉钩与固定杆连接。当在固定杆长度方向上间隔设置有滤袋130时，这些滤袋130对应的弹性牵拉装置170则分别与同一根固定杆连接。弹性牵拉装置170可以直接使用弹簧，这时弹簧的两端分别与滤袋130底部和固定杆连接。考虑箱体110内粉尘等因素，如图1，固定构件180采用了弹簧缸，弹簧缸的外部有保护内部弹性元件的壳体，从而防止粉尘影响。

上述各滤袋130与孔板120进一步的采用了创新的连接、密封方式，可以在弹性牵拉装置170对滤袋130实施作用力而使滤袋130轴向张紧的情况下，保证滤袋130与孔板120连接稳固性和良好的密封效果。如图1、2所示，所述滤袋130上端的外侧面上轴向间隔设置有两条密封凸环132，这两条密封凸环132之间形成与孔板120的孔口相配合的环形密封卡槽；滤袋130上端口内由上至下插有卡紧器190，所述卡紧器190由与滤袋130上端口的内侧面紧密配合的压管段191及位于压管段191上端并与滤袋130上端面接触的外凸缘192构成。由于卡紧器190的使用，使两条密封凸环132及它们之间所形成的环形密封卡槽与孔板120的孔口紧密配合，即便滤袋130产生较大幅度的轴向振动也能起到可靠的密封效果。上述两条密封凸环132具体可由以下方式设置形成：如图2，在滤袋130上端的外侧面上设置一块环形加强板133，在环形加强板133外侧再轴向(指滤袋的轴向)间隔设置两条环筋，然后将滤袋130上端部向外翻边并包裹这两条环筋后进行缝制，从而使得环形加强板133和环筋包裹在滤袋130上端翻边内，这时即在滤袋130上端位于两条环筋外侧分别形成密封凸环132。其中，环形加强板133最好采用当外力作用下可折叠的设计，这样可便于滤袋130的安装。

上述各滤袋130下端同样也采用了创新的结构设计。即如图1、3所示，所述滤袋130的下端安装有一密封端盖135，滤袋130下端边缘上设有密封凸圈134，所述密封端盖135上设有与所述密封凸圈134轴向卡接的环形密封凸缘135c；密封端盖135底部中心处安装有与弹性牵拉装置170连接的拉钩135d。由于密封端盖135与滤袋130下端通过相互轴向卡接的环形密封凸缘135c与密封凸圈134进行密封并传递弹性牵拉装置170施加在拉钩135d上的拉力，在环形密封凸缘135c与密封凸圈134相互轴向压紧的情况下既保证了密封效果，也使弹性牵拉装置170施加于滤袋130的轴向拉力均匀的分布在滤袋130袋体上。此外，如图3，所述密封端盖135的具体是由一个呈扁圆形、上端开口且下端封闭的底壳135b以及安装在底壳135b上端、边缘位于底壳135b外侧从而形成所述环形密封凸缘135c的顶板135a构成，所述拉钩135d设置在底壳135b下表面的中心处。而滤袋130下端的密封凸圈134可采用在滤袋130下端的内侧面上设置一条环筋，然后将滤袋130下端部向内翻边并包裹该环筋后进行缝制，使得环筋包裹在滤袋130下端翻边内的方式形成。

上述滤袋130袋体具体由高强度透气织布构成的内胆及紧密附着于内胆外表面上的微孔过滤薄膜构成。其中，所述微孔过滤薄膜采用对粒径为0.1至0.12微米的颗粒物的滤除率在99％以上的膨体聚四氟乙烯膜；所述内胆采用表面包覆有聚四氟乙烯基润滑强化保护层的玻纤织布构成；所述膨体聚四氟乙烯膜热覆于玻纤织布上。具体而言，所述内胆材料是将玻璃纤维用聚四氟乙烯与石墨的混合液浸渍并烘烤后再织造为玻纤织布而制成的。由于先将玻璃纤维用聚四氟乙烯乳液或聚四氟乙烯与石墨的混合液浸渍，再进行烘烤，最后织造为玻纤织布，故保证了玻纤织布具有理想的透气性、柔韧性和热尺寸稳定性。采用聚四氟乙烯与石墨的混合液进行浸渍，形成的聚四氟乙烯基润滑强化保护层具有十分理想的润滑性，从而极大的降低了玻纤织布磨损的几率。内胆制成后，将其与膨体聚四氟乙烯膜进行压制，压制温度控制在240至260°，即将膨体聚四氟乙烯膜热覆于玻纤织布。

实施例1

采用上述具体实施方式中的过滤装置进行高炉煤气过滤。其中滤袋的袋体由所述膨体聚四氟乙烯膜和玻纤织布制成的内胆构成。内胆的厚度仅为0.3毫米，其纵向拉伸强度为570KN/m、横向拉伸强度为410KN/m。滤袋130长度为1米、直径为300毫米。滤袋上既没有设置防扁环也没有设置袋笼等支撑结构。每个弹性牵拉装置施加于对应滤袋的拉力设定为25公斤。正常过滤时，待过滤煤气从进气口111进入原气室140中，然后在过滤压力下穿过滤袋进入净气室150，被过滤干净的煤气从排气口112排出；当滤袋表面附着一定厚度的灰尘后，通过反吹装置160作用于滤袋压力为350帕的反冲气流，使大部分粉尘从滤袋表面脱离，反冲气流消失后，在弹性牵拉装置回弹力作用下滤袋轴向振动，促使仍附着于滤袋表面的粉尘脱离。反吹后过滤压差基本恢复过滤前水平，反吹效果理想。由此，实施例1实现了使固体颗粒物高效分离，低能耗清灰自洁，滤袋长寿，系统运行稳定、维护量低的效果。

实施例2

采用上述具体实施方式中的过滤装置进行高炉煤气过滤。其中滤袋的袋体由所述膨体聚四氟乙烯膜和玻纤织布制成的内胆构成。内胆的厚度为0.5毫米，其纵向拉伸强度为580KN/m、横向拉伸强度为430KN/m。滤袋130长度为12米、直径为300毫米。滤袋上设置有防扁环131。每个弹性牵拉装置施加于对应滤袋的拉力设定为40公斤。正常过滤时，待过滤煤气从进气口111进入原气室140中，然后在过滤压力下穿过滤袋进入净气室150，被过滤干净的煤气从排气口112排出；当滤袋表面附着一定厚度的灰尘后，通过反吹装置160作用于滤袋压力为1500帕的反冲气流，大部分粉尘从滤袋表面脱离，反冲气流消失后，在弹性牵拉装置回弹力作用下滤袋轴向振动，促使仍附着于滤袋表面的粉尘脱离。反吹后过滤压差基本恢复过滤前水平，反吹效果理想。实施例2同样实现了使固体颗粒物高效分离，低能耗清灰自洁，滤袋长寿，系统运行稳定、维护量低的效果，同时，由于滤袋较长(滤袋长度与直径之比为40)，过滤面积大，处理能力更强。

Claims (10)

1.用于气固分离的过滤装置，包括一箱体(110)，所述箱体(110)内安装有孔板(120)，孔板(120)上排列安装有多个过滤单元，每个过滤单元包括上端开口且下端封闭的外滤式滤袋(130)，所述滤袋(130)的上端安装在孔板(120)上，箱体(110)内位于孔板(120)下方为原气室(140)、位于孔板(120)上方为净气室(150)，箱体(110)上设有与原气室(140)导通的进气口(111)和与净气室(150)导通的排气口(112)，箱体(110)上方设有用于对各个滤袋(130)进行反冲气流清灰的反吹装置(160)，其特征在于：所述滤袋(130)的下端连接有使该滤袋(130)轴向张紧的弹性牵拉装置(170)，该弹性牵拉装置(170)连接并弹性张紧于滤袋(130)和滤袋(130)下方与孔板(120)保持设定距离的固定构件(180)之间。

2.如权利要求1所述的用于气固分离的过滤装置，其特征在于：所述滤袋(130)袋体包括由高强度透气织布构成的内胆及紧密附着于内胆外表面上的微孔过滤薄膜，所述内胆的纵向拉伸强度≥520KN/m、横向拉伸强度≥380KN/m。

3.如权利要求2所述的用于气固分离的过滤装置，其特征在于：所述微孔过滤薄膜采用对粒径为0.1至0.12微米的颗粒物的滤除率在99％以上的膨体聚四氟乙烯膜；所述内胆采用表面包覆有聚四氟乙烯基润滑强化保护层的玻纤织布构成；所述膨体聚四氟乙烯膜热覆于玻纤织布上。

4.如权利要求3所述的用于气固分离的过滤装置，其特征在于：所述内胆的材料是将玻璃纤维用聚四氟乙烯乳液或聚四氟乙烯与石墨的混合液浸渍并烘烤后再织造为玻纤织布而制成。

5.如权利要求3或4所述的用于气固分离的过滤装置，其特征在于：所述反吹装置(160)作用于滤袋(130)压力为300至5000帕的反冲气流。

6.如权利要求5所述的用于气固分离的过滤装置，其特征在于：所述内胆的厚度为0.2至0.6毫米。

7.如权利要求1至4中任意一项权利要求所述的用于气固分离的过滤装置，其特征在于：所述滤袋(130)袋体上设置有至少一个防扁环(131)；当防扁环(131)数量为两个以上时，这些防扁环(131)在滤袋(130)袋体上轴向间隔设置。

8.如权利要求1至4中任意一项权利要求所述的用于气固分离的过滤装置，其特征在于：所述滤袋(130)上端的外侧面上轴向间隔设置有两条密封凸环(132)，这两条密封凸环(132)之间形成与孔板(120)的孔口相配合的环形密封卡槽；滤袋(130)上端口内由上至下插有卡紧器(190)，所述卡紧器(190)由与滤袋(130)上端口的内侧面紧密配合的压管段(191)及位于压管段(191)上端并与滤袋(130)上端面接触的外凸缘(192)构成。

9.如权利要求1至4中任意一项权利要求所述的用于气固分离的过滤装置，其特征在于：所述滤袋(130)下端安装有一密封端盖(135)，滤袋(130)下端边缘上设有密封凸圈(134)，所述密封端盖(135)上设有与所述密封凸圈(134)轴向卡接的环形密封凸缘(135c)；密封端盖(135)底部中心处安装有与弹性牵拉装置(170)连接的拉钩(135d)。

10.如权利要求1至4中任意一项权利要求所述的用于气固分离的过滤装置，其特征在于：所述弹性牵拉装置(170)采用弹簧缸，弹簧缸的一端与滤袋(130)下端连接，另一端与固定构件(180)连接。