CN104841208B - 烟气过滤系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有良好过滤性能的烟气过滤系统，包括工业窑炉、过滤除尘器和动力装置，所述工业窑炉排放的烟气在动力装置的驱动下通过过滤除尘器的过滤元件进行除尘净化，所述过滤元件的过滤介质为烧结金属多孔材料，所述烧结金属多孔材料为多孔金属箔。烟气过滤系统中的过滤元件采用由烧结金属多孔材料制作的多孔金属箔，一方面多孔金属箔具备耐高温性好、过滤精度较高、耐腐蚀性好等烧结金属多孔材料的固有优点，另一方面因多孔金属箔的壁厚远小于常规烧结金属多孔过滤元件的壁厚而大大降低了过滤阻力，因此，本发明的烟气过滤系统可以实现高效、高精度以及高温等苛刻条件下的过滤，具有广泛的应用空间。

Description

烟气过滤系统
技术领域
本发明涉及由多个设备串联组成的除尘系统，具体涉及一种烟气过滤系统。
背景技术
目前工业生产领域中普遍使用的一种烟气过滤系统主要由工业窑炉、滤袋式过滤除尘器和风机等设备组成，其中，工业窑炉排放的烟气在风机的驱动下通过滤袋式过滤除尘器的滤袋进行除尘净化。现有滤袋的过滤介质由有机织物构成，使用温度一般低于180℃，否则就会因温度过高发生“烧袋”现象；并且，现有滤袋的过滤精度不高，已过滤气体的含尘量一般为50～80mg/Nm3，加剧环境大气污染。针对滤袋的缺点出现了采用刚性烧结多孔过滤元件的过滤除尘器。刚性烧结多孔过滤元件一般为烧结金属多孔过滤管或烧结陶瓷多孔过滤管，这些烧结多孔过滤元件的耐高温性能较高，且通过控制烧结工艺能够将过滤元件的孔径控制在较小的范围内，从而确保更高的过滤精度。但由于刚性烧结多孔过滤元件的过滤介质一般都比较厚，因此增大了待过滤气体通过过滤介质时的阻力，影响过滤效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有良好过滤性能的烟气过滤系统。
本发明的烟气过滤系统包括工业窑炉、过滤除尘器和动力装置，所述工业窑炉排放的烟气在动力装置的驱动下通过过滤除尘器的过滤元件进行除尘净化，所述过滤元件的过滤介质为烧结金属多孔材料，所述烧结金属多孔材料为多孔金属箔。烟气过滤系统中的过滤元件采用由烧结金属多孔材料制作的多孔金属箔，一方面多孔金属箔具备耐高温性好、过滤精度较高、耐腐蚀性好等烧结金属多孔材料的固有优点，另一方面因多孔金属箔的壁厚远小于常规烧结金属多孔过滤元件的壁厚而大大降低了过滤阻力，因此，本发明的烟气过滤系统可以实现高效、高精度以及高温等苛刻条件下的过滤，具有广泛的应用空间。
理论上所述多孔金属箔可以应用于多种不同形状和构造的过滤元件，所述过滤除尘器也可以根据过滤元件的具体情况进行相应的设计。由于滤袋式过滤除尘器已经是较为成熟的气体过滤装置，出于借鉴以往滤袋式过滤除尘器优点的考虑，本发明的过滤除尘器同样可以是一个滤袋式过滤除尘器(即过滤除尘器结构与工作原理与滤袋式过滤除尘器相同或实质相同)，这时，其过滤元件具体将是由柔性多孔金属箔为主体制成的金属滤袋。以柔性多孔金属箔为主体制成金属滤袋的构思颇为巧妙，其利用了柔性多孔金属箔具有柔性因而可以弯曲变形的特点，以柔性多孔金属箔为主体制成的金属滤袋具有过滤面积相对较大的优点。
上述多孔金属箔(包括柔性多孔金属箔)的厚度一般为200～1500μm并具有将已过滤气体的含尘量控制在20mg/Nm3以下的过滤精度。在此基础上，该多孔金属箔的厚度优选为500～1000μm，从而既保证多孔金属箔的强度，同时满足理想的多孔金属箔厚度。另外，所述多孔金属箔最好具有将已过滤气体的含尘量控制在10mg/Nm3以下的的过滤精度。
上述多孔金属箔优选是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料构成的薄片。其中，该薄片可以由无限固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成，例如，该薄片由Ag-Au固溶体、Ti-Zr固溶体、Mg-Cd固溶体或Fe-Cr固溶体、Ni-Cu固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。该薄片也可以由有限固溶体合金为基体相的金属多孔材料所构成，例如，该薄片由Cu-Al固溶体、Cu-Zn固溶体、Fe-C-Cr固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。所述薄片也可以由面心立方结构的Al、Ni、Cu或Pb为基体相的金属多孔材料所构成。所述薄片还可以由体心立方结构的Cr、W、V或Mo为基体相的金属多孔材料所构成。本发明多孔金属箔优选采用申请人于2015年4月1日申请的申请号为2015101531163的发明专利申请文件中记载的多孔金属箔。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。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，或通过实践了解到。
附图说明
图1为本发明烟气过滤系统一种具体实施方式的结构示意图。
图2为图1中所示过滤除尘器的一种具体结构示意图。
图3为图2中金属滤袋的一种具体结构分解示意图。
具体实施方式
如图1、2所示的烟气过滤系统，包括工业窑炉10、过滤除尘器20和动力装置30(一般采用风机31)，所述工业窑炉10排放的烟气在动力装置30的驱动下通过过滤除尘器20的过滤元件21进行除尘净化，所述过滤元件21的过滤介质为烧结金属多孔材料，所述烧结金属多孔材料为多孔金属箔。在本具体实施方式中，所述的多孔金属箔为柔性多孔金属箔，因而使多孔金属箔在使用过程中能够更好的适应气流冲击，保证过滤元件21的使用寿命。所述柔性多孔金属箔具体采用申请人于2015年4月1日申请的申请号为2015101531163的发明专利申请文件中提供的柔性多孔金属箔，该柔性多孔金属箔是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片，该薄片的厚度为200～1500μm、平均孔径为0.05～100μm，孔隙率为15～70％。其中，所述薄片可进一步优选由Ni-Cu固溶体金属多孔材料所构成。薄片的厚度进一步优选为500～1000μm。上述柔性多孔金属箔的过滤精度一般要求将已过滤气体的含尘量控制在20mg/Nm3以下(更好是控制在10mg/Nm3以下)，具体应用时根据待过滤气体中粉尘颗粒的大小、浓度来设计柔性多孔金属箔的孔结构(主要是孔径大小)，从而满足过滤精度的要求。
上述过滤除尘器20具体可以是一个滤袋式过滤除尘器，其过滤元件21是由柔性多孔金属箔为主体制成的金属滤袋。如图2所示，该滤袋式过滤除尘器包括一个筒体22，筒体22中安装有一孔板25而将该筒体22的内腔分隔为上部的净气室26和下部的原气室24，净气室26中设有反吹装置28，筒体22上分别设有与原气室24导通的进气口23和与净气室26导通的排气口27，由柔性多孔金属箔为主体制成的金属滤袋是一个上端开口且下端封闭的外滤式滤袋，金属滤袋的上端安装在孔板25上而使金属滤袋的上端口与净气室26导通，金属滤袋的下端悬空或与专门设计的定位结构连接，以便防止滤芯摆动。该滤袋式过滤除尘器的工作原理是：待过滤气体从进气口23进入原气室24并由外向内经金属滤袋的过滤，已过滤气体进入净气室26中再从排气口27排出；启动反吹装置28通过反向清灰气流对金属滤袋进行反冲清灰。如图3，该外滤式滤袋的袋壁21b是由前述的柔性多孔金属箔卷制形成的，所述“卷制”工艺既包括将柔性多孔金属箔卷为筒状的步骤，也包括对袋壁21b上的接缝进行密封(如焊接或粘接)的步骤；外滤式滤袋的袋底21c由一张圆片状的多孔金属箔焊接或粘接于袋壁21b的底部而形成；为便于将滤袋安装于孔板25上，外滤式滤袋的袋口还设有焊接或粘接于袋壁21b上端的刚性金属领环21a，该刚性金属领环21a可与孔板25上的滤袋安装孔形成轴向定位配合。需要指出，上述的滤袋式过滤除尘器是一种采用外滤式滤袋的滤袋式过滤除尘器，传统滤袋分为外滤式滤袋和内滤式滤袋，上述金属滤袋完全可以设计为一种内滤式式滤袋，在此情况下，金属滤袋可能设计为两端均开口结构(滤袋内部走待过滤气体，采取由内向外的过滤方式)，因此过滤除尘器20内部结构也会进行相应调整。
在图1中，所述工业窑炉10具体为电厂燃煤锅炉11；则烟气过滤系统还包括与所述过滤除尘器20一起用于构成电厂燃煤锅炉炉气处理系统的SCR脱硝装置41和脱硫装置51。图1的电厂燃煤锅炉炉气处理系统包括前后顺序连接的电厂燃煤锅炉11、SCR脱硝装置41、过滤除尘器20、风机31、脱硫装置51，其中的过滤除尘器20刚好替换了原有的电除尘器。当然，图1所示的电厂燃煤锅炉炉气处理系统也可以进行一定的调整，例如将过滤除尘器20设置在电厂燃煤锅炉11与SCR脱硝装置41之间(由于过滤除尘器20可进行高温气体过滤，因此能够将过滤除尘器20设置在电厂燃煤锅炉11与SCR脱硝装置41之间)，这样可以先对电厂燃煤锅炉炉气进行过滤除尘后再进行SCR脱硝，由于进入SCR脱硝装置41为干净炉气，因此SCR脱硝装置41中的脱硝催化剂使用寿命大大延长。

Claims (8)

1.烟气过滤系统，包括工业窑炉(10)、过滤除尘器(20)和动力装置(30)，所述工业窑炉(10)排放的烟气在动力装置(30)的驱动下通过过滤除尘器(20)的过滤元件(21)进行除尘净化，所述过滤元件(21)的过滤介质为烧结金属多孔材料，其特征在于：所述烧结金属多孔材料为多孔金属箔，所述过滤除尘器(20)是一个滤袋式过滤除尘器，其过滤元件(21)是由柔性多孔金属箔为主体制成的金属滤袋，所述多孔金属箔是固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料构成的薄片。
2.如权利要求1所述的烟气过滤系统，其特征在于：所述金属滤袋的袋壁(21b)是由所述柔性多孔金属箔卷制形成的。
3.如权利要求2所述的烟气过滤系统，其特征在于：所述金属滤袋为外滤式滤袋；该滤袋的袋口设有焊接或粘接于袋壁(21b)上端的刚性金属领环(21a)，滤袋的袋底(21c)由多孔金属箔制成并焊接或粘接于袋壁(21b)的底部。
4.如权利要求1、2或3所述的烟气过滤系统，其特征在于：所述多孔金属箔的厚度为200～1500μm并具有将已过滤气体的含尘量控制在20mg/Nm3以下的过滤精度。
5.如权利要求4所述的烟气过滤系统，其特征在于：所述多孔金属箔具有将已过滤气体的含尘量控制在10mg/Nm3以下的的过滤精度。
6.如权利要求4所述的烟气过滤系统，其特征在于：所述多孔金属箔的厚度为500～1000μm。
7.如权利要求1所述的烟气过滤系统，其特征在于：所述薄片是由Ag-Au固溶体、Ti-Zr固溶体、Mg-Cd固溶体、Fe-Cr固溶体、Ni-Cu固溶体、Cu-Al固溶体、Cu-Zn固溶体或Fe-C-Cr固溶体为基体相的金属多孔材料所构成。
8.如权利要求1所述的烟气过滤系统，其特征在于：所述工业窑炉(10)为电厂燃煤锅炉(11)；则烟气过滤系统还包括与所述过滤除尘器(20)一起用于构成电厂燃煤锅炉炉气处理系统的SCR脱硝装置(41)和脱硫装置(51)。
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