CN105126469A - 改性滤芯及其改性方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性滤芯及其改性方法和应用。该改性滤芯的滤芯表面附着有预膜粉，该预膜粉的粘附强度比待过滤物中固体颗粒的粘附强度小，难以吸附待过滤物中的气体和液体，因此可以让待过滤物中的气体和液体自由通过。该预膜粉还可以将一些容易堵塞滤芯的过滤物阻隔在滤芯之外，延缓滤芯被堵塞。在应用于煤炭转化炉炉气净化系统中时，尤其是应用于低阶煤裂解气的干法除尘中时，本发明的改性滤芯可以有效隔离裂解气中的焦粉且不吸附焦油，而吸附了焦油的焦粉难以进入滤芯，有效地延缓焦油堵塞滤芯，大大降低了过滤压差的上升速度。此外，预膜粉价格低廉，易获取，并且改性滤芯的改性工艺简单，预膜粉厚度易控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性滤芯，还涉及所述改性滤芯的改性方法以及其在煤炭转化炉炉气净化系统中的应用。
背景技术
煤炭在转化炉中反应后产生的炉气中通常含有焦粉、焦油气等。在转化炉之后安装除尘器的目的是去除炉气中的焦粉等颗粒。炉气中的焦油气为一复杂的多组分混合物，没有固定露点，因此在除尘过程中，如若温度控制不当，很容易造成除尘器的滤芯堵塞。焦油堵塞滤芯的孔道的机理是炉气中的焦粉很容易吸附过滤过程中冷却凝结的焦油气，从而使焦油难以穿过滤芯，从而堵塞滤芯。滤芯被焦油堵塞后，过滤压差迅速增大，不适于长期使用，而被焦油堵塞的滤芯难以清理，因此使用寿命短，需要经常更换滤芯，以致炉气除尘的工艺费用较高。
发明内容
本发明所要解决的问题首先在于提供一种改性滤芯，使得滤芯的使用寿命得到有效延长。此外，本发明还要提供该改性滤芯的改性方法和应用。
本发明的改性滤芯的滤芯表面附着有预膜粉，该预膜粉的粘度强度比待过滤物中固体颗粒的粘度强度低。粘附强度是衡量预膜粉的粘附性的指标，所述预膜粉的粘附性是指预膜粉与其他物体表面或自身相互粘附的特性。
所述滤芯为陶瓷膜滤芯、金属烧结纤维滤芯、金属间化合物膜滤芯中的至少一种；所述预膜粉为滑石粉、云母粉、焦炭粉、干镁粉、高炉灰、石灰粉中的至少一种。
本发明提供的改性滤芯中预膜粉的作用是作为滤芯的保护层，该保护层不吸附过滤物中的液体、气体和颗粒物，使液体和气体能够被有效的过滤，吸附了液体或气体的固体颗粒只能先沉积于保护层，延缓堵塞滤芯。本发明的改性滤芯中预膜粉的粘附强度为40-100Pa，平均粒径为200-600目，最好是300-500目，滤芯表面的预膜粉的厚度为0.1-3mm，最好是0.5-2mm。
上述改性滤芯的一项重要的用途是在煤炭转化炉炉气净化系统中的应用。所述煤炭转化炉具体是指煤炭气化炉或煤炭干馏炉。进一步的，所述煤炭转化炉具体为实施煤炭低温干馏工艺或煤炭中温干馏工艺的煤炭干馏炉。应用时，将含有本发明的改性滤芯的除尘器安置于煤炭转化炉之后，除去炉气中的固体颗粒。例如，在低阶煤裂解气的干法除尘中，由于预膜粉的粘附强度比焦粉的粘附强度小，因此不易吸附焦油，焦油可以顺利的通过预膜粉和滤芯，而吸附了焦油的焦粉则被预膜粉阻隔，延缓焦油堵塞滤芯。
上述改性滤芯的改性方法如下：利用风机，使气流带动预膜粉进入滤芯，经过0.5-2h后，滤芯表面即附着有预膜粉。其中，风机的风速为12-18m/s，预膜粉的加料速度为100-300kg/h。当加料速度恒定时，通过控制风机的风速和预膜的时间，可以控制预膜粉的沉积厚度和质量。
与现有技术相比，由于滤芯表面附着有预膜粉，不仅没有降低滤芯的除尘效率，而且将容易堵塞滤芯的过滤物隔离在滤芯之外，保护滤芯，延缓堵塞，因此，本发明的改性滤芯的使用寿命明显延长。此外，本发明的预膜粉价格便宜，改性滤芯的改性方法简单，预膜粉厚度和质量易控制，在煤炭转化炉炉气净化系统中有很好的应用前景。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步介绍本发明的实施及所具有的有益效果。
实施例1
利用风机，保持风速为12m/s，使气流带动预膜粉进入滤芯，加料速度被控制在200kg/h，经过2h后，滤芯表面即附着有预膜粉，即得到改性滤芯1。其中，滤芯为陶瓷膜滤芯，预膜粉为云母粉，预膜粉的粘附强度为40Pa，平均粒径为500目，预膜粉的厚度为2mm。
将含有改性滤芯1的除尘器1置于转化炉之后，用于除去低阶煤裂解气中的焦粉。初始的除尘效率为99％，过滤压差为2KPa，在使用15天之后，过滤压差为6.2KPa。当不添加预膜粉时，对应的除尘器在使用15天之后的过滤压差为13KPa，说明该预膜粉可以在不改变滤芯的除尘效率的前提下，有效保护滤芯，延缓焦油堵塞滤芯，延长滤芯使用寿命。
实施例2
利用风机，保持风速为14m/s，使气流带动预膜粉进入滤芯，加料速度被控制在200kg/h，经过1.5h后，滤芯表面即附着有预膜粉，即得到改性滤芯2。其中，滤芯为金属间化合物膜滤芯，预膜粉为焦炭灰，预膜粉的粘附强度为60Pa，平均粒径为420目，预膜粉的厚度为1.5mm。
将含有改性滤芯2的除尘器2置于转化炉之后，用于除去低阶煤裂解气中的焦粉。初始的除尘效率为99％，过滤压差为1.8KPa，在使用15天之后，过滤压差为5KPa。当不添加预膜粉时，对应的除尘器在使用15天之后的过滤压差为12.5KPa，说明该预膜粉可以在不改变滤芯的除尘效率的前提下，有效保护滤芯，延缓焦油堵塞滤芯，延长滤芯使用寿命。
实施例3
利用风机，保持风速为16m/s，使气流带动预膜粉进入滤芯，加料速度被控制在200kg/h，经过0.5h后，滤芯表面即附着有预膜粉，即得到改性滤芯3。其中，滤芯为金属间化合物膜滤芯，预膜粉为滑石粉，预膜粉的粘附强度为80Pa，平均粒径为360目，预膜粉的厚度为1mm。
将含有改性滤芯3的除尘器3置于转化炉之后，用于除去低阶煤裂解气中的焦粉。初始的除尘效率为99％，过滤压差为1.9KPa，在使用15天之后，过滤压差为5.5KPa。当不添加预膜粉时，对应的除尘器在使用15天之后的过滤压差为12.8KPa，说明该预膜粉可以在不改变滤芯的除尘效率的前提下，有效保护滤芯，延缓焦油堵塞滤芯，延长滤芯使用寿命。
实施例4
利用风机，保持风速为18m/s，使气流带动预膜粉进入滤芯，加料速度被控制在200kg/h，经过1h后，除尘器的滤芯表面即附着有预膜粉，即得到改性滤芯4。其中，滤芯为金属烧结纤维滤芯，预膜粉为高炉灰，预膜粉的粘附强度为100Pa，平均粒径为300目，预膜粉的厚度为0.5mm。
将含有改性滤芯4的除尘器4置于转化炉之后，用于除去低阶煤裂解气中的焦粉。初始的除尘效率为99％，过滤压差为2KPa，在使用15天之后，过滤压差为6.4KPa。当不添加预膜粉时，对应的除尘器在使用15天之后的过滤压差为13.8KPa，说明该预膜粉可以在不改变滤芯的除尘效率的前提下，有效保护滤芯，延缓焦油堵塞滤芯，延长滤芯使用寿命。
实施例5：实施例2的对照例
利用风机，保持风速为14m/s，使气流带动预膜粉进入滤芯，加料速度被控制在200kg/h，经过1.5h后，除尘器的滤芯表面即附着有预膜粉，即得到改性滤芯5。其中，滤芯为金属间化合物膜滤芯，预膜粉为石灰粉，预膜粉的粘附强度为20Pa，平均粒径为420目，预膜粉的厚度为1.5mm。
将含有改性滤芯5的除尘器5置于转化炉之后，用于除去低阶煤裂解气中的焦粉。初始的除尘效率为99％，过滤压差为1.8KPa，在使用15天之后，过滤压差为8.2KPa。当不添加预膜粉时，对应的除尘器在使用15天之后的过滤压差为12.5KPa，说明该预膜粉可以在不改变滤芯的除尘效率的前提下，有效保护滤芯，延缓焦油堵塞滤芯，延长滤芯使用寿命。
与实施例2对照可知，当预膜粉的粘度强度小于40Pa时，改性滤芯5在使用15天之后的过滤压差为8.2KPa，仍远小于对应的不添加预膜粉的滤芯的过滤压差，而实施例2中的改性滤芯2在使用15天之后的过滤压差仅为5KPa，说明预膜粉的粘附强度对改性滤芯的过滤压差影响较大。
实施例6：实施例3的对照例
利用风机，保持风速为16m/s，使气流带动预膜粉进入滤芯，加料速度被控制在200kg/h，经过0.5h后，除尘器的滤芯表面即附着有预膜粉，即得到改性滤芯6。其中，滤芯为金属间化合物膜滤芯，预膜粉为干镁粉，预膜粉的粘附强度为120Pa，平均粒径为360目，预膜粉的厚度为1mm。
将含有改性滤芯6的除尘器6置于转化炉之后，用于除去低阶煤裂解气中的焦粉。初始的除尘效率为99％，过滤压差为1.9KPa，在使用15天之后，过滤压差为8.7KPa。当不添加预膜粉时，对应的除尘器在使用15天之后的过滤压差为12.8KPa，说明该预膜粉可以在不改变滤芯的除尘效率的前提下，有效保护滤芯，延缓焦油堵塞滤芯，延长滤芯使用寿命。
与实施例3对照可知，当预膜粉的粘度强度大于100Pa时，改性滤芯6在使用15天之后的过滤压差为8.7KPa，仍远小于对应的不添加预膜粉的滤芯的过滤压差，而实施例3中的改性滤芯3在使用15天之后的过滤压差仅为5.5KPa，说明预膜粉的粘附强度对改性滤芯的过滤压差影响较大。
Claims (10)
1.改性滤芯，其特征在于，所述滤芯表面附着有预膜粉，该预膜粉的粘附强度比待过滤物中固体颗粒的粘附强度低。
2.如权利要求1所述的改性滤芯，其特征在于，所述滤芯为陶瓷膜滤芯、金属烧结纤维滤芯、金属间化合物膜滤芯中的至少一种。
3.如权利要求1所述的改性滤芯，其特征在于，所述预膜粉为滑石粉、云母粉、焦炭粉、干镁粉、高炉灰、石灰粉中的至少一种。
4.如权利要求3所述的改性滤芯，其特征在于，所述预膜粉的粘附强度为40-100Pa。
5.如权利要求3所述的改性滤芯，其特征在于，所述预膜粉的平均粒径为200-600目，滤芯表面的预膜粉的厚度为0.1-3mm。
6.如权利要求5所述的改性滤芯，其特征在于，所述预膜粉的平均粒径为300-500目，滤芯表面的预膜粉的厚度为0.5-2mm。
7.权利要求1-6任意一项所述的改性滤芯在煤炭转化炉炉气净化系统中的应用。
8.改性滤芯的改性方法，其特征在于，利用风机，使气流带动预膜粉进入滤芯，经过0.5-2h后，滤芯表面即含有一层均匀的预膜粉。
9.如权利要求8所述的改性滤芯的改性方法，其特征在于，所述风机的风速为12-18m/s。
10.如权利要求8所述的改性滤芯的改性方法，其特征在于，所述预膜粉的加料速度为100-300kg/h。
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