CN105251305A - 一种烟丝切割用陶瓷除尘设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种烟丝切割用陶瓷除尘设备及工艺。设备主要包括灰斗、陶瓷膜集成组件、壳体、导流板、反吹装置及净气室。进行除尘时，含尘气体首先通过导流板均匀进入壳体，在引风机作用下含尘气体透过陶瓷膜净化，粉尘被截留在陶瓷膜表面。当压力上升到设定值时进行反吹，反吹气体在膜组件内分散到各膜管中进行反向脉冲清灰。此除尘装置可处理夹带火花类粉尘并可承受500℃的高温，PM2.5截留率可达到99.99%。本发明装置结构紧凑，除尘精度高，抗火花、耐高温、耐酸碱，使用寿命长，对于烟丝切割等带火花含尘气体具有很强的适用性，也可用于锅炉等高温烟气粉尘的处理。

Description

一种烟丝切割用陶瓷除尘设备及工艺

技术领域

本发明涉及一种烟丝切割用陶瓷除尘设备及工艺，尤其涉及一种烟草切割过程中含火花粉尘过滤的陶瓷除尘器，该设备也可用于锅炉等高温烟气的粉尘处理。

背景技术

在烟丝切割过程中，会产生许多细小烟丝粉尘，既污染环境，也会对人体产生危害，因而需要进行净化处理。传统的除尘技术，如水膜湿法除尘，旋风除尘和电除尘，除尘效率较低，具有很多局限性，旋风除尘器对小于5μm以下粉尘的去除效率很低，而电除尘要求粉尘具有大的比电阻。

袋式除尘尤其是覆膜滤袋除尘具有很高的除尘效率，对平均粒径为2.5μm的去除率可达到99.99%以上，但是烟丝切割过程中烟丝因高速摩擦会产生火星。这些火星在过滤时会吸附在滤材表面，现有的袋式除尘器多为有机滤材，在火星的烫烧下很容易发生破损。现有的有机滤材在处理带火星粉尘时，寿命低于2个月，需要频繁更换，不仅使设备的维护十分繁琐，也极大的增加了成本。专利CN20447600U介绍了一种可用于机械加工除尘的除尘器，但所用是低温有机滤材，在切割等有火星产生的工况下，很容易对滤材造成破坏。

由于陶瓷膜管是无机颗粒在高温下烧结而成，所以可以耐温500℃以上，也不会因为火星的附着而遭到破坏，因而其使用寿命可得到极大提高。另外，由于陶瓷膜管具有非对称结构，利用表面过滤技术解决了透气量与粉尘截留率不可兼得的问题，使设备同时具有气体处理量大和粉尘截留率高的优点。陶瓷膜管已越来越多的被应用于高温气体的净化中，但对于烟丝切割中带火星粉尘的处理还未见报道。

专利CN202315565U公开了一种高效陶瓷旋风除尘器，具有耐高温、抗腐蚀的特点，陶瓷材料增加了设备内部的光滑度，有助于改善粉尘的内部堵塞问题，但是其粉尘过滤效率只有98%，因而很难去除细小及较轻的颗粒。

现有的陶瓷除尘器中的陶瓷管均为单层排列，设备装填面积小，且造成喷吹设备和除尘设备空间的浪费。中国发明专利CN203030134U介绍了一种可调频声波清灰高温陶瓷除尘器，利用声波提高了清灰效率，但普通的陶瓷过滤元件是单一结构，孔道结构很容易被堵塞，造成过滤压力快速上升。专利CN203694778U提供了一种过滤PM2.5的颗粒层多孔陶瓷除尘器，但陶瓷过滤元件采用单层排列，使除尘器的装填效率低，且该专利中使用的是整体脉冲，不仅需要使用大型文丘里导流装置，抬高了设备高度，而且喷吹清灰效果欠佳。

发明内容

本发明提供一种烟丝切割用陶瓷除尘设备，其目的是使用耐火星和耐高温的陶瓷膜管为滤材，对高温烟气及带火星的工况具有很好的适用性，陶瓷膜管具有非对称结构，可同时获得高的透气量和高的过滤精度。

本发明的另一重要目的是将膜管集成化，并实现陶瓷膜管的集中喷吹清灰。将陶瓷膜管沿导流管四周排布，并形成多层结构，多层的膜管可同时实现过滤和反吹过程，显著提高了除尘器的装填面积。

本发明的技术方案如下：

一种烟丝切割用陶瓷除尘设备，包括灰斗、壳体、陶瓷膜集成组件、导流板、反吹装置及净气室；灰斗位于壳体底部，灰斗侧壁设有进气口；灰斗上方设有导流板，导流板与进气方向呈30~60度角，倾斜方向与出气口方向相反；净气室位于壳体顶部，净气室侧壁设有出气口，净气室底板为花板；

所述陶瓷膜集成组件分为上层组件和下层组件两部分，上下层的膜组件个数和位置对应设置，每个膜组件由文丘里装置和若干陶瓷膜管组成；陶瓷膜管一端封闭，另一端开口，开口的一端垂直安装于文丘里装置下端，与文丘里装置之间用密封圈密封；上下层每个对应的膜组件之间通过中心导流管密封连接，最后将陶瓷膜集成组件的上端开口均插入安装到花板上，花板与壳体及净气室之间密封连接；

所述反吹装置由脉冲阀和喷吹管组成，脉冲阀置于净气室在外壁，喷吹管水平置于净气室内，喷吹管侧壁上设有若干喷吹口，喷吹口与陶瓷膜集成组件的上端开口相对。

所述陶瓷膜集成组件具有2层、3层或4层，每一层之间通过法兰、卡套或螺纹连接，每层膜组件为若干个。

所述陶瓷膜集成组件的陶瓷膜管排布方式为同心圆排布或三角形排布，三角形排布的陶瓷膜管的中心间距为膜管直径的1.5~2.5倍，同心圆排布的陶瓷膜管的中心间距为膜管直径的1.5~2.0倍。

所述中心导流管直径根据气体流速和膜管数量确定，气流上升气流速度为5~15m/s。

所述陶瓷膜管材质为碳化硅或氧化铝；膜管直径为20~60mm，长度为300~1500mm，平均孔径为50nm~20μm。

所述密封圈为石棉密封圈、石墨密封圈或陶瓷纤维密封圈。

利用上述的烟丝切割用陶瓷除尘设备进行夹带火花类粉尘烟气除尘的工艺，步骤如下：含尘气体通过进气口进入灰斗；气体在经过导流板时气流沿导流板倾斜方向流动；通过导流板均匀进入壳体的含尘气体透过陶瓷膜管，粉尘被截留在膜管表面；下层组件的净化气体通过中心导流管进入上层文丘里装置，与上层组件的净化气体一起进入净气室，由出气口排除。

本发明的有益效果；

1）本发明将陶瓷膜管集成到膜组件中，设置导流板，采用直接脉冲喷吹清灰，一方面提高了除尘器的装填面积，另一方面提高了清灰效果。本发明扩大了无机陶瓷膜管的应用规模，减小了设备空间，节约了应用成本；

2）本发明针对烟丝切割的工况条件，优化结构，提高了设备的应用价值，具有除尘精度高，抗火花、耐高温、耐酸碱，使用寿命长的优点，可处理夹带火花类粉尘并可承受500℃的高温，PM2.5截留率可达到99.99%。

附图说明

图1为烟丝切割用陶瓷除尘设备图，其中：1-进气口；2-灰斗；3-导流板；4-文丘里装置；5-陶瓷膜管，6-密封圈；7-净气室；8-喷吹管；9-出气口；10-花板；11-喷吹口；12-脉冲阀；13-陶瓷膜集成组件；14-壳体；15-中心导流管；16-反吹装置。

图2为膜组件的陶瓷膜管三角形排布图。

图3为膜组件的陶瓷膜管同心圆排布图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。

一种烟丝切割用陶瓷除尘设备，包括灰斗2、壳体14、陶瓷膜集成组件13、导流板3、反吹装置16及净气室7；灰斗2位于壳体14底部，灰斗2侧壁设有进气口1；灰斗2上方设有导流板3，导流板3与进气方向呈30~60度角，倾斜方向与出气口9方向相反；净气室7位于壳体14顶部，净气室7侧壁设有出气口9，净气室7底板为花板10；

所述陶瓷膜集成组件13分为上层组件和下层组件两部分，上下层的膜组件个数和位置对应设置，每个膜组件由文丘里装置4和若干陶瓷膜管5组成；陶瓷膜管5一端封闭，另一端开口，开口的一端垂直安装于文丘里装置4下端，与文丘里装置4之间用密封圈6密封；上下层每个对应的膜组件之间通过中心导流管15密封连接，最后将陶瓷膜集成组件13的上端开口均插入安装到花板10上，花板10与壳体14及净气室7之间密封连接。

陶瓷膜管5材质为碳化硅或氧化铝；膜管5直径为20~60mm，长度为300~1500mm，平均孔径为50nm~20μm。

所述陶瓷膜集成组件13具有2层、3层或4层，每一层之间通过法兰、卡套或螺纹连接，每层膜组件为若干个。

所述陶瓷膜集成组件13的陶瓷膜管5排布方式为同心圆排布或三角形排布，三角形排布的膜管中心间距为膜管直径的1.5~2.5倍，同心圆排布的膜管中心间距为膜管直径的1.5~2.0倍。

所述中心导流管15直径根据气体流速和膜管数量确定，气流上升气流速度为5~15m/s。

所述反吹装置16由脉冲阀12和喷吹管8组成，脉冲阀12置于净气室7的外壁，喷吹管8水平置于净气室7内，喷吹管8侧壁上设有若干喷吹口11，喷吹口11与陶瓷膜集成组件13的上端开口相对。

利用上述烟丝切割用陶瓷除尘设备处理夹带火花类粉尘烟气的工艺过程如下：含尘气体通过进气口1进入灰斗2；气体在经过导流板3时气流沿导流板倾斜方向流动，以此来减小由风机位置导致的负压不均现象，同时当烟气中的大颗粒或火花撞击到导流板3上面时，可以部分被捕获沉降到灰斗，以此减小大颗粒和火花对设备的伤害，延长设备使用寿命；通过导流板3均匀进入壳体14的含尘气体透过陶瓷膜管5，粉尘被截留在膜管表面；下层组件的净化气体通过中心导流管15进入上层文丘里装置4，与上层组件的净化气体一起进入净气室7，由出气口9排除。

膜管外表面粉尘集聚，当压力上升到设定值时打开反吹装置16清灰，喷吹管8喷吹气体进入膜组件13，气流在膜组件13内先经过文丘里装置4，后分为两路，一路沿弧形曲面扩散开进入第一层陶瓷膜管5中，进行反吹，另一路气流沿中心导流管15向下进入第二层陶瓷膜管5进行反吹。上下两层喷吹气流的分配通过膜组件13的文丘里4和中心导流管15的尺寸来调节，使上下两级同时达到最优反吹效果。

实施例1

本实施例使用外径为35mm，长为300mm、平均孔径为20μm的碳化硅陶瓷膜管5作为过滤元件，陶瓷膜集成组件13采用四层结构，碳化硅陶瓷膜管5采用石棉做密封圈6。导流板3的倾斜角为60度，所有的碳化硅膜管5均按三角形排布，膜管中心距离为60mm。除尘器出口粉尘浓度低于5mg/m³，粉尘截留率大于99.9%，设备阻力小于800Pa。

实施例2

本实施例使用外径为60mm，长为1500mm、平均孔径为10μm的碳化硅陶瓷膜管5作为过滤元件，陶瓷膜集成组件13采用两层结构，碳化硅陶瓷膜管5采用陶瓷纤维毡做密封圈6。导流板3的倾斜角为45度，所有的碳化硅膜管5均按同心圆排布，膜管中心距离为100mm。除尘器出口粉尘浓度低于3mg/m³，粉尘截留率大于99.95%，设备阻力小于1500Pa。

实施例3

本实施例使用外径为20mm，长为450mm、平均孔径为50nm的氧化铝陶瓷膜管5作为过滤元件，，陶瓷膜集成组件13采用三层结构，氧化铝陶瓷膜管5采用石墨做密封圈6。导流板3的倾斜角为30度，上面两层膜组件的氧化铝膜管5按三角形排布，下层膜组件的氧化铝膜管5按同心圆排布，膜管中心距离均为40mm。除尘器出口粉尘浓度低于1mg/m³，粉尘截留率大于99.99%，设备阻力小于5000Pa。

Claims (9)

1.一种烟丝切割用陶瓷除尘设备，其特征在于，包括灰斗（2）、壳体（14）、陶瓷膜集成组件（13）、导流板（3）、反吹装置（16）及净气室（7）；灰斗（2）位于壳体（14）底部，灰斗（2）侧壁设有进气口（1）；灰斗（2）上方设有导流板（3），导流板（3）与进气方向呈30~60度角，倾斜方向与出气口（9）方向相反；净气室（7）位于壳体（14）顶部，净气室（7）侧壁设有出气口（9），净气室（7）底板为花板（10）；

所述陶瓷膜集成组件（13）分为上层组件和下层组件两部分，上下层的膜组件个数和位置对应设置，每个膜组件由文丘里装置（4）和若干陶瓷膜管（5）组成；陶瓷膜管（5）一端封闭，另一端开口，开口的一端垂直安装于文丘里装置（4）下端，与文丘里装置（4）之间用密封圈（6）密封；上下层每个对应的膜组件之间通过中心导流管（15）密封连接，最后将陶瓷膜集成组件（13）的上端开口均插入安装到花板上，花板（10）与壳体（14）及净气室（7）之间密封连接；

所述反吹装置（16）由脉冲阀（12）和喷吹管（8）组成，脉冲阀（12）置于净气室（7）的外壁，喷吹管（8）水平置于净气室（7）内，喷吹管（8）侧壁上设有若干喷吹口（11），喷吹口（11）与陶瓷膜集成组件（13）的上端开口相对。

2.根据权利要求1所述的烟丝切割用陶瓷除尘设备，其特征在于，所述陶瓷膜集成组件（13）具有2层、3层或4层，每一层之间通过法兰、卡套或螺纹连接，每一层包括若干个膜组件。

3.根据权利要求1或2所述的烟丝切割用陶瓷除尘设备，其特征在于，所述陶瓷膜集成组件（13）的陶瓷膜管（5）排布方式为同心圆排布或三角形排布。

4.根据权利要求3所述的烟丝切割用陶瓷除尘设备，其特征在于，三角形排布的陶瓷膜管（5）的中心间距为膜管直径的1.5~2.5倍。

5.根据权利要求3所述的烟丝切割用陶瓷除尘设备，其特征在于，同心圆排布的陶瓷膜管（5）的中心间距为膜管直径的1.5~2.0倍。

6.根据权利要求1所述的烟丝切割用陶瓷除尘设备，其特征在于，所述中心导流管（15）直径根据气体流速和膜管数量确定，气流上升气流速度为5~15m/s。

7.根据权利要求1所述的烟丝切割用陶瓷除尘设备，其特征在于，所述陶瓷膜管（5）材质为碳化硅或氧化铝；膜管直径为20~60mm，长度为300~1500mm，平均孔径为50nm~20μm。

8.根据权利要求1所述的烟丝切割用陶瓷除尘设备，其特征在于，所述密封圈（6）为石棉密封圈、石墨密封圈或陶瓷纤维密封圈。

9.利用权利要求1-8任一权利要求所述的烟丝切割用陶瓷除尘设备处理夹带火花类粉尘烟气的工艺，其特征在于步骤如下，含尘气体通过进气口（1）进入灰斗（2）；气体在经过导流板（3）时气流沿导流板倾斜方向流动；通过导流板（3）均匀进入壳体（14）的含尘气体透过陶瓷膜管（5），粉尘被截留在膜管表面；下层组件的净化气体通过中心导流管（15）进入上层文丘里装置（4），与上层组件的净化气体一起进入净气室（7），由出气口（9）排除。