CN105148672B - 一种用于可燃气体的组合式除尘器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于可燃气体的组合式除尘器，包括筒体和设置在筒体上的进气管(10)和出气管(4)，所述的筒体内部由上而下依次装配第一多孔板(13)、第二多孔板(11)和第三多孔板(9)，并将所述的筒体由上而下分为过滤室、净气室、重力沉降室和下料室，所述的重力沉降室通过重力沉降进行第一级大颗粒粉尘分离，所述的第二多孔板(11)和第三多孔板(9)之间安装旋风分离器(6)，进行第二级离心分离，并通过下料室排除粉尘颗粒，所述的过滤室中设有气体过滤器，进行第三级精密过滤。与现有技术相比，本发明具有高效率、低阻力、运行稳定可靠、高纳污量、高耐受性等优点。

Description

一种用于可燃气体的组合式除尘器

技术领域

本发明涉及一种除尘器，尤其是涉及一种用于可燃气体的组合式除尘器。

背景技术

带压可燃气体净化技术是燃气输配送及使用的关键环节，其效率的高低直接影响到后续调压分配及燃烧装置的使用性能和经济成本。目前我国在消化吸收国外先进燃气净化技术的基础上，针对带压可燃气体的各种工况开发出了多种燃气净化技术。

目前，针对天然气配气站的燃气净化主要是滤筒、滤芯式的，目的主要是为了保护配气站后续调压计量装置。该类燃气净化装置主要适用气量波动小，含尘浓度小，过滤精度高等场合。在天然气长输配送管线通球清洗工况下，气量、含尘量瞬间波动较大，该类装置无法适用。

上海化工研究院原有气体过滤净化技术主要针对城市天然气门站的可燃气体净化。文献《一种新型天然气净化装置及技术》讲述了一种由于管线积尘、磨损产生的粉尘、油、水等杂质的净化处理技术，该工况相对较为平稳，处理难度不大。

对于长管线通球清洗后管网中产生大量固体颗粒杂质情况下可燃气体的净化，该工况具有瞬间含尘浓度高，含尘浓度波动大，操作环境恶劣等特点，目前尚无相关学术报道。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种针对长管线通球清洗后管网中产生大量固体颗粒杂质情况下用于可燃气体的组合式除尘器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于可燃气体的组合式除尘器，包括筒体和设置在筒体上的进气管和出气管，其特征在于，所述的筒体内部由上而下依次装配第一多孔板、第二多孔板和第三多孔板，并将所述的筒体由上而下分为过滤室、净气室、重力沉降室和下料室，所述的重力沉降室进行第一级大颗粒粉尘重力沉降，所述的第二多孔板和第三多孔板之间安装旋风分离器，进行第二级离心分离，并通过下料室排除粉尘颗粒，所述的过滤室中设有气体过滤器，进行第三级精密过滤。

所述的筒体包括椭圆形封头、圆柱形筒体和圆锥形筒体，所述的圆柱形筒体顶部安装椭圆形封头，底部连通圆锥形筒体。

所述的进气管设置在所述的重力沉降室所在筒体侧壁上，所述的出气管设置在所述的净气室所在筒体侧壁上，燃气进入后进行第一级重力沉降分离。

所述的旋风分离器为单管或多管旋风分离器，所述的旋风分离器并列安装在所述的第三多孔板上，其入口与所述的重力沉降室连通，所述的旋风分离器排气管连接至第二多孔板与所述的净气室连通，第一级重力沉降分离后进行第二级高效多管旋风分离，分离后的气体送入净气室，从而进入过滤室进行下一步处理。

所述的净气室设有锥形罩，其下端连接在所述筒体内壁上。

所述的过滤室中心部位设有一圆管，其底部固定于锥形罩上端，并与所述的净气室连通，其顶部与所述的过滤室连通，将经过第二级高效多管旋风分离后的气体送入净气室进行第三级高效气体过滤。

所述的气体过滤器为以所述的圆管为中心设置的多个过滤箱体，相邻过滤箱体通过可拆多孔板分隔，所述的过滤箱体中设有多层中空纤维滤料，所述的中空纤维滤料由上至下按空隙率逐步从疏松到致密设置，进行第三级高效气体过滤，较大的尘粒在上层的较粗的滤料得到截留，而较小的尘粒在下层的较密的滤料得到捕集，即粉尘在多层滤料中呈立体分布，可以根据需要调整过滤精度。

所述的可拆多孔板分别通过对应设置在所述筒体内壁和圆管外壁上的角铁圈支撑，从而方便装配和拆换。

所述的圆锥形筒体下端设有出灰口，并与圆锥形筒体连通，能实现“在线”及时排放捕获的粉尘杂质，不会影响正常的通气。

所述的筒体还设有第一人孔和第二人孔，所述的第一人孔垂直安装在椭圆形封头的对称轴位置上方，所述的第二人孔安装在所述沉降室所在筒体侧壁上，方便清理维修。

本发明根据可燃气体在通球清洗过程的特殊工况，集重力沉降分离、高效多管旋风分离和高效气体过滤技术于一体，优势互补，对燃气进行分级处理。第一级重力沉降分离，主要适用于大颗粒固体(粒径在50～100μm以上)分离；第二级高效多管旋风分离，适用于20μm以上杂质分离。当旋风除尘器入口速度在12～20m/s间变化时，其分离效率大于98％，能够除去平均粒径在15～20μm以上的粉尘。被捕集的杂质可通过旋风分离器下面的中间灰斗“在线”及时排放(即排污不会影响正常的通气)。尤其是在气体瞬间负荷变化大，易燃、易爆和高压操作，瞬间出现大量杂质等工况下，高效旋风分离器的作用尤为明显，不仅可最大限度地减轻后续处理的负荷，而且可大大延长后续设备的检修周期；第三级高效气体过滤，具有高精度(最高捕集效率达到99.99％)、高纳污量(检修周期长)、操作弹性大等特点。总之，带压燃气多级净化集成技术同时兼有高效率、低阻力、运行稳定可靠、高纳污量、高耐受性等优点，对保护后系统精密设备或燃气透平有显著效果。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)极高净化效率：设置在过滤室中的高效气体过滤器能够捕集微米级和亚微米级的粉尘颗粒，总效率达99.99％以上。

(2)优秀的耐受性：设置在过滤室中的高效气体过滤器的耐受性远好于滤芯式过滤器，特制中空纤维滤料具有很大的弹性，不会因气量的波动及总阻力的增大而遭到破坏。

(3)超高稳定性：该组合式除尘器性能稳定，操作及管理方便，净化设备的检修周期通常在一年以上。

(4)极强适应性：该组合式除尘器可适用于极端工况，当系统中瞬间通过大量杂质时,装置内多管高效旋风分离器能够高效收集，良好适应含尘浓度的瞬间升高的工况。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中，1为第一人孔，2为椭圆形封头，3为圆柱形筒体，4为出气管，5为第二人孔，6为旋风分离器，7为圆锥形筒体，8为出灰口，9为第三多孔板，10为进气管，11为第二多孔板，12为锥形罩，13为第一多孔板，14为可拆多孔板，15为角铁圈，16为圆管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示一种用于可燃气体的组合式除尘器，包括筒体和设置在筒体上的进气管10和出气管4，其特征在于，所述的筒体内部由上而下依次装配第一多孔板13、第二多孔板11和第三多孔板9，并将所述的筒体由上而下分为过滤室、净气室、重力沉降室和下料室，所述的重力沉降室进行第一级大颗粒粉尘重力沉降，所述的第二多孔板11和第三多孔板9之间安装旋风分离器6，进行第二级离心分离，并通过下料室排除粉尘颗粒，所述的过滤室中设有气体过滤器，进行第三级精密过滤。

所述的筒体包括椭圆形封头2、圆柱形筒体3和圆锥形筒体7，所述的圆柱形筒体3顶部安装椭圆形封头2，底部连通圆锥形筒体7，所述的进气管10设置在所述的重力沉降室所在筒体侧壁上，所述的出气管4设置在所述的净气室所在筒体侧壁上，燃气进入后进行第一级重力沉降分离。

所述的旋风分离器6为单管或多管旋风分离器，所述的旋风分离器6并列安装在所述的第三多孔板9上，其入口与所述的重力沉降室连通，所述的旋风分离器6排气管连接至第二多孔板11与所述的净气室连通，第一级重力沉降分离后进行第二级高效多管旋风分离，分离后的气体送入净气室，从而进入过滤室进行下一步处理。

所述的净气室设有锥形罩12，其下端连接在所述筒体内壁上，所述的过滤室中心部位设有一圆管16，其底部固定于锥形罩12上端，并与所述的净气室连通，其顶部与所述的过滤室连通，将经过第二级高效多管旋风分离后的气体送入过滤室进行第三级高效气体过滤。所述的气体过滤器为以所述的圆管16为中心设置的多个过滤箱体，相邻过滤箱体通过可拆多孔板14分隔，所述的过滤箱体中设有多层中空纤维滤料，所述的中空纤维滤料由上至下按空隙率逐步从疏松到致密设置，进行第三级高效气体过滤，较大的尘粒在上层的较粗的滤料得到截留，而较小的尘粒在下层的较密的滤料得到捕集，即粉尘在多层滤料中呈立体分布，可以根据需要调整过滤精度。所述的可拆多孔板14分别通过对应设置在所述筒体内壁和圆管16外壁上的角铁圈15支撑，从而方便装配和拆换。

所述的圆锥形筒体7下端设有出灰口8，并与圆锥形筒体7连通，能实现“在线”及时排放捕获的粉尘杂质，不会影响正常的通气。所述的筒体还设有第一人孔1和第二人孔5，所述的第一人孔1垂直安装在椭圆形封头2的对称轴位置上方，所述的第二人孔5安装在所述沉降室所在筒体侧壁上，设置多个人孔方便清理维修。

本发明主要由三个功能区域组成，分别为第一级重力沉降，主要由重力沉降室空间组成，第二级高效离心分离，主要由若干组高效单管或多管旋风分离器组成，第三级精密过滤，主要由若干组高效气体过滤器组成，各级发挥各种除尘方法的优势，形成优势互补。

首先含尘燃气由管线直接进入该装置，在装置腹腔中部一个较大空间内，气速骤然降低，大颗粒粉尘(粒径在50～100μm以上)在该区域被捕集。

当含尘燃气进入旋风分离器6后，气流受旋风筒壁作用，改变运动方向，气流沿筒体呈螺旋形盘转向下进入锥体，重度大于气体的尘粒在离心力作用下甩向器壁并失去惯性，在重力及气流的带动下，沿筒壁下落进入灰斗。旋转下降的外旋气流在锥体内收缩向旋风中心流动，同时其切向速度在不断提高，到达锥体的某一位置后，气流开始以同样的旋转方向从旋风中部反转而上，形成内旋气流，最后经排气管排出旋风除尘器，被捕集的杂质可通过旋风分离器6下面的中间灰斗“在线”及时排放(即排污不会影响正常的通气)。采用内置单管或多管高效旋风分离器作为预分离设备可最大限度地减轻后续设备的负荷，从而大大延长设备检修周期。特别是在燃气中瞬间含有大量杂质进入系统时，内置式多管高效旋风分离器作用尤为明显。

旋风分离器6的分离机理是离心力分离，受其机理的限制，对于小于5μm的粉尘颗粒分离效率不高。而后续的高效气体过滤技术，有效填补了旋风分离器6的缺陷。该过滤器使用多层结构形式，设置若干个过滤箱体，采用具有强吸附能力的特制中空纤维作为滤料，由上至下按密度(或空隙率)逐步从疏松到致密摆放。这种结构，使较大的尘粒在上层的较粗的滤料得到截留，而较小的尘粒在下层的较密的滤料得到捕集，即粉尘在多层滤料中呈立体分布，可以根据需要调整过滤精度。

综上，高效气体过滤器同时兼有高效率、低阻力、运行稳定可靠、高纳污量(更换滤料的检修周期较长)、高耐受性(滤料耐压性强)等几个优点，对保护后系统精密设备或燃气透平有显著效果。

Claims (6)

1.一种用于可燃气体的组合式除尘器，包括筒体和设置在筒体上的进气管(10)和出气管(4)，其特征在于，所述的筒体内部由上而下依次装配第一多孔板(13)、第二多孔板(11)和第三多孔板(9)，并将所述的筒体由上而下分为过滤室、净气室、重力沉降室和下料室，所述的重力沉降室进行第一级大颗粒粉尘重力沉降，所述的第二多孔板(11)和第三多孔板(9)之间安装旋风分离器(6)，进行第二级离心分离，并通过下料室排除粉尘颗粒，所述的过滤室中设有气体过滤器，进行第三级精密过滤；

所述的旋风分离器(6)为多管旋风分离器，所述的旋风分离器(6)并列安装在所述的第三多孔板(9)上，其入口与所述的重力沉降室连通，所述的旋风分离器(6)排气管连接至第二多孔板(11)与所述的净气室连通；

所述的组合式除尘器是针对长管线通球清洗后管网中产生大量固体颗粒杂质情况下用于可燃气体除尘；

所述的净气室设有锥形罩(12)，其下端连接在所述筒体内壁上；

所述的过滤室中心部位设有一圆管(16)，其底部固定于锥形罩(12)上端，并与所述的净气室连通，其顶部与所述的过滤室连通；

所述的气体过滤器为以所述的圆管(16)为中心设置的多个过滤箱体，相邻过滤箱体通过可拆多孔板(14)分隔，所述的过滤箱体中设有多层中空纤维滤料，所述的中空纤维滤料由上至下按空隙率逐步从疏松到致密设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于可燃气体的组合式除尘器，其特征在于，所述的筒体包括椭圆形封头(2)、圆柱形筒体(3)和圆锥形筒体(7)，所述的圆柱形筒体(3)顶部安装椭圆形封头(2)，底部连通圆锥形筒体(7)。

3.根据权利要求1所述的一种用于可燃气体的组合式除尘器，其特征在于，所述的进气管(10)设置在所述的重力沉降室所在筒体侧壁上，所述的出气管(4)设置在所述的净气室所在筒体侧壁上。

4.根据权利要求1所述的一种用于可燃气体的组合式除尘器，其特征在于，所述的可拆多孔板(14)分别通过对应设置在所述筒体内壁和圆管(16)外壁上的角铁圈(15)支撑。

5.根据权利要求2所述的一种用于可燃气体的组合式除尘器，其特征在于，所述的圆锥形筒体(7)下端设有出灰口(8)，并与圆锥形筒体(7)连通。

6.根据权利要求2所述的一种用于可燃气体的组合式除尘器，其特征在于，所述的筒体还设有第一人孔(1)和第二人孔(5)，所述的第一人孔(1)垂直安装在椭圆形封头(2)的对称轴位置上方，所述的第二人孔(5)安装在所述重力沉降室所在筒体侧壁上。