CN105013267A - 一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集方法及装置 - Google Patents

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陶文亮
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Abstract

本发明公开了一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集方法及装置，含尘气体在压力驱动下通过多孔的无机陶瓷膜分离原件，颗粒物在无机膜分离原件的外壁面被截留，随后在重力作用下自由沉降到收尘部分；而吸附在无机膜管壁上的粉尘则通过反吹气体，脱离无机膜管壁并沉降；含尘气体通过无机膜管后，成为洁净气体排放。本发明将无机膜技术引入气体净化领域，发明了其作为高温超细粒子的捕集方法与装置，能对0.1微米以上的微粉尘进行高效的分离截留。本发明工作原理简单，所开发的装置投资小，运行成本低，可广泛用于工业燃煤锅炉、燃煤窑炉、建材厂、磨料行业、水泥厂等高温烟尘的回收与治理。

Description

一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集方法及装置
技术领域
本发明属于一种气固分离单元装置、高效环保装备的开发及其应用领域，尤其是涉及一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集方法及装置。
背景技术
如何有效控制工业窑炉、工业锅炉、建材、冶金等生产过程中产生的大量粉尘/烟尘，特别是PM2.5细颗粒物对大气的污染，是当今我国急需解决的难题。近年来，人们虽然不断改进除尘器的结构和工艺，但在技术上却没有根本性的突破。国内外目前应用较多的除尘设备主要有机械式除尘设备，湿式除尘器、电除尘器、过滤式除尘器等传统除尘设备。在袋式除尘器方面的发展主要集中在耐高温、耐磨损、高通量、低成本的滤料的研究开发上，同时就其清灰方式和操作参数的优化；电除尘技术的发展和改进体现在先进的数字电压控制，宽板间距，湿控预荷，烟气调质间歇供电与正电晕极热态EFP等；除此之外，新发展的高梯度磁分离技术（HGMS）在烟气除尘方面的应用和高频声波助燃除尘技术，同时加强了除尘脱硫一体装置的开发。目前国内外很多工作都是在对现有工业应用除尘设备的改良和工艺参数的优化。
就目前所使用的常规除尘设备或装置存在三个方面的问题：一是除尘器效率低下，仅对一定粒径范围内的有效，如旋风除尘对小于5μm以下的粉尘就无能为力；二是对粉尘的物性要求高，如电除尘就要求粉尘的比电阻大；三是通常都在低于150℃下工作；四是投资运行成本高，电除尘器一般一次投资上好几千万元。市场急切期待着高效的超细粒子捕集新技术与设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集方法及装置，该方法将无机膜技术引入气体净化领域，应用其作为高温超细粒子的捕集方法与装置，它能对烟气中0.1μm以上的微粉尘进行高效的分离截留，且适用温度范围广（能在350℃以下工作），投资与运行成本低，以克服现有技术的不足。
本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集方法，使含尘气体通过抽风模式或送风模式进入分离装置，通过无机膜分离组件截留含尘气体中的粉尘，被截留下来的粉尘在重力作用下自由沉降到收尘部分；而吸附在无机膜管壁上的粉尘则通过声波辅助清灰器和压缩气体脉冲反吹装置而脱离无机膜管壁并沉降；含尘气体通过无机膜管后，成为洁净气体排放；当无机膜分离组件的阻力增大至设定值时，通过PLC控制系统自动启动声波辅助清灰器抖动和压缩气体脉冲反吹装置产生反吹气体将无机膜管壁上的粉尘吹掉至卸灰装置自动排出。
所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集方法所用的装置，包括主体结构（筒体、上封头、下封头、管板、膜组件）和附属部件（声波辅助清灰器、文丘里反吹装置、各种管阀）以及PLC控制系统。筒体的一侧为烟气入口，在筒体内设有多根无机膜管组件，多根无机膜管上端分布放有压紧弹簧和限位套、整体压板，通过螺栓与膜管分布管板进行密封连接，下端由支撑花板和膜管定位杆固定限位，通过花板连接杆与上端膜管分布管板进行连接，在筒体另一侧面设置有声波辅助清灰器，声波辅助清灰器包括呼吸器和气源接口；在筒体的底部设有卸灰装置；反吹装置包括电磁阀自动控制的反吹气管、净化气出口管、反吹气管固定装置，防止在反吹时反吹管摆动。
所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集装置，其中：筒体是上下筒体通过螺栓A密封连接在一起的。
所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集装置，其中：筒体下还有支脚。
所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集装置，其中：在筒体上端设有引射器，且为吊装方便设有吊耳。
所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集装置，其中：声波辅助清灰器和反吹管的开启均通过PLC控制系统进行联动的自动控制。
所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集装置，其中：所述的无机膜管为无机材料如SiC，Al2O3,ZrO2等制成的多孔半透膜，无机膜管下端封闭，配有固定用端孔，上端为开孔且配有锥形密封面，在膜管颈部和锥面上放置有耐高温的碳纤维密封垫圈。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明将无机膜技术引入气体净化领域，应用其作为高温超细粒子的捕集方法与装置，能对0.1微米以上的微粉尘进行高效的分离截留，由于无机膜管对粉尘的物性要求低，且耐热性能好，因此，其适用范围大，本发明工作原理简单，运行成本低，所采用的装置的投资小，本发明可广泛用于高温烟尘、钢铁冶炼、磨料行业、水泥厂等粉尘的回收与治理。本发明方法简单，结构科学，功能合理，使用效果好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的声波辅助清灰器的结构示意图；
图3为本发明的声波辅助清灰器和脉冲反吹的联动控制示意图。
图中标记：1、反吹气管，2、净化气出口管，3、反吹气管固定装置，4、引射器，5、吊耳，6、螺栓A，7、螺栓，8、整体压板，9、限位套，10、上端膜管分布管板，11、无机膜管，12、烟气入口，13、花板连接杆，14、膜管定位杆，15、支撑花板，16、卸灰装置，17、支脚，18、声波辅助清灰器，19、呼吸器，20、气源接口。
具体实施方式
以下结合附图和较佳实施例，对依据本发明提出的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集方法及装置具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
参见图1-3，一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集方法，其特征在于，使含尘气体通过抽风模式或送风模式进入主体结构中，通过无机膜管中的无机膜分离组件截留含尘气体中的粉尘，被截留下来的粉尘在重力作用下自由沉降到收尘部分；而吸附在无机膜管壁上的粉尘则通过声波辅助清灰器和压缩气体脉冲反吹装置而脱离无机膜管壁并沉降；含尘气体通过无机膜管后，成为洁净气体排放；当无机膜分离组件的阻力增大至设定值时，通过PLC控制系统自动启动声波辅助清灰器抖动和压缩气体脉冲反吹装置产生反吹气体将无机膜管壁上的粉尘吹掉至卸灰装置自动排出。
所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集方法所用的装置，包括筒体和反吹装置，其特征在于，筒体的一侧为烟气入口12，在筒体内设有多根无机膜管11，多根无机膜管11上端分布放有压紧弹簧和限位套9、整体压板8，通过螺栓7与膜管分布管板10进行密封连接，下端由支撑花板15和膜管定位杆14固定限位，通过花板连接杆13与上端膜管分布管板10进行连接,在筒体另一侧面设置有声波辅助清灰器18，声波辅助清灰器18包括呼吸器19和气源接口20；在筒体的底部设有卸灰装置16；反吹装置包括电磁阀自动控制的反吹气管1、净化气出口管2、反吹气管固定装置3，防止在反吹时反吹管摆动。
所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集装置，其中：筒体是上下筒体通过螺栓A6密封连接在一起的。
所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集装置，其中：筒体下还有支脚17。
所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集装置，其中：在筒体上端设有引射器4，且为吊装方便设有吊耳5。
所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集装置，其中：声波辅助清灰器18和反吹管1的开启均通过PLC控制系统进行联动的自动控制，见图3。
所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集装置，其中：所述的无机膜管11为无机陶瓷制成的半透膜，无机膜管11下端封闭，配有固定用端孔，上端为开孔且配有锥形密封面，在膜管颈部和锥面上放置有耐高温的碳纤维密封垫圈。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1. 一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集方法，其特征在于：使含尘气体通过抽风模式或送风模式通过无机膜管外壁面，被截留下来的粉尘在重力作用下自由沉降到收尘部分；而吸附在无机膜管壁上的粉尘则通过声波辅助清灰器和压缩气体脉冲反吹装置而脱离无机膜管壁并沉降；含尘气体通过无机膜管后，成为洁净气体排放；当无机膜分离组件的阻力增大至设定值时，通过PLC控制系统自动启动声波辅助清灰器抖动和压缩气体脉冲反吹装置产生反吹气体将无机膜管壁上的粉尘吹掉至卸灰装置自动排出。
2.如权利要求1所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集方法所用的装置，包括筒体和反吹装置，其特征在于：筒体的一侧为烟气入口（12），在筒体内设有多根无机膜管（11），多根无机膜管（11）上端分布放有压紧弹簧和限位套（9）、整体压板（8），通过螺栓（7）与膜管分布管板(10)进行密封连接，下端由支撑花板(15)和膜管定位杆(14)固定限位，通过花板连接杆(13)与上端膜管分布管板(10)进行连接,在筒体另一侧面设置有声波辅助清灰器（18），声波辅助清灰器(18)包括呼吸器（19）和气源接口（20）；在筒体的底部设有卸灰装置(16)；反吹装置包括电磁阀自动控制的反吹气管(1)、净化气出口管（2）、反吹气管固定装置（3）。
3.如权利要求2所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集装置，其特征在于：筒体是上下筒体通过螺栓A（6）密封连接在一起的。
4.如权利要求2所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集装置，其特征在于：筒体下还有支脚（17）。
5.如权利要求2所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集装置，其特征在于：在筒体上端设有引射器(4)，还设有吊耳（5）。
6.如权利要求2所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集装置，其特征在于：声波辅助清灰器（18）和反吹管（1）的开启均通过PLC控制系统进行联动的自动控制。
7.如权利要求1-6之一所述的一种高温烟尘超细颗粒的高效捕集装置，其特征在于：所述的无机膜管（11）为无机陶瓷制成的半透膜，无机膜管（11）下端封闭，配有固定用端孔，上端为开孔且配有锥形密封面，在膜管颈部和锥面上放置有耐高温的碳纤维密封垫圈。
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