CN106422562A - 一种烟气除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气除尘装置，属于烟气除尘净化设备技术领域，为解决现有的装置无法直接过滤高温含尘烟气的问题而设计。本发明提供的烟气除尘装置包括壳体、将壳体分为集尘室和净气室的花板、分别位于集尘室内的换热元件和测温热电偶、以及陶瓷过滤结构，其中，花板上开设多个通孔，陶瓷过滤结构至少部分安装在通孔内；壳体的两侧分别设有进烟口和出烟口，进烟口和集尘室连通，出烟口和净气室连通。本发明的烟气除尘装置能够直接过滤高温含尘烟气、能够提高陶瓷过滤结构的使用寿命、能够减轻脱硝和空气预热器等装置的堵塞、磨损和腐蚀问题、降低设备运行和维护成本。

Description

一种烟气除尘装置

技术领域

本发明涉及烟气除尘净化设备技术领域，具体涉及一种烟气除尘装置。

背景技术

冶金、电力、建材等工业窑炉在生产中会排放大量的含尘烟气，不仅对空气质量和能见度会产生巨大的影响，而且其中的细颗粒物对呼吸系统的伤害巨大，严重威胁着人们的健康。因此，对烟气进行净化除尘成为了工业生产中的必要措施。

高温含尘烟气因其温度较高，对除尘装置的性能带来巨大的挑战。目前，有两种除尘设备：第一种除尘设备是先对烟气进行降温处理，然后利用布袋除尘器或静电除尘器处理高温含尘烟气，这是由于常用的布袋除尘器和静电除尘器处理烟气的温度通常不能高于200℃。例如，在燃煤锅炉系统中，除尘装置一般设置在脱硝装置和空气预热器之后，从省煤器出来的烟气温度约为420℃，经过脱硝装置和空气预热器后烟气温度降到约为180℃，然后再使用布袋或静电除尘器进行除尘。第二种除尘设备是先对高温烟气进行除尘，然后再进行脱硝和烟气余热回收，但是，该种方式中常用的袋式除尘器和静电除尘器将难以使用，需要选用新的过滤材料，而陶瓷过滤材料可承受较高的烟气温度，可用于高温烟气的过滤。

上述第一种设备存在的缺陷为：无法直接过滤高温含尘烟气，且由于脱硝装置和空气预热器均在高含尘烟气环境下运行，堵塞、磨损和腐蚀问题严重，大大提高了设备运行和维护成本；第二种设备存在的缺陷为：在实际应用中，由于陶瓷材料的脆性较大且抗热震性差，烟气高的温度和较大的温度波动会对陶瓷材料产生巨大的热震损伤，降低陶瓷过滤材料的使用寿命。因此，本发明亟需提供一种新型的烟气除尘装置以解决目前的设备存在的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种能够直接过滤高温含尘烟气的烟气除尘装置。

本发明的另一个目的是提出一种能够提高陶瓷过滤结构的使用寿命的烟气除尘装置。

本发明的再一个目的是提出一种能够减轻脱硝和空气预热器等装置的堵塞、磨损和腐蚀问题、降低设备运行和维护成本的烟气除尘装置。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种烟气除尘装置，包括壳体、将所述壳体分为集尘室和净气室的花板、分别位于所述集尘室内的换热元件和测温热电偶、以及陶瓷过滤结构，其中，所述花板上开设多个通孔，所述陶瓷过滤结构至少部分安装在所述通孔内；所述壳体的两侧分别设有进烟口和出烟口，所述进烟口和所述集尘室连通，所述出烟口和所述净气室连通。

作为本发明的一个优选方案，所述陶瓷过滤结构为陶瓷过滤膜管或陶瓷纤维过滤板。

作为本发明的一个优选方案，所述陶瓷过滤膜管包括多孔陶瓷支撑体和贴附在所述多孔陶瓷支撑体上的陶瓷膜；所述陶瓷过滤膜管的开口安装在所述通孔内，其余部分悬置于所述集尘室内；所述陶瓷过滤膜管的开口朝向所述净气室。

作为本发明的一个优选方案，所述陶瓷纤维过滤板为单层或多层纤维板；所述陶瓷纤维过滤板整体安装在所述通孔内。

作为本发明的一个优选方案，所述陶瓷纤维过滤板包括单层纤维板和在所述单层纤维板上镀覆的陶瓷膜；所述陶瓷纤维过滤板整体安装在所述通孔内。

作为本发明的一个优选方案，所述换热元件为换热管，所述换热管环绕所述壳体的内壁设置。

作为本发明的一个优选方案，所述换热管的外壁设有多个用于增大换热面积的凸起结构。

作为本发明的一个优选方案，所述测温热电偶位于所述花板下方，用于实时监测所述集尘室内的烟气温度。

作为本发明的一个优选方案，还包括固定在所述壳体上的清灰器，所述清灰器为振打清灰器、声波清灰器或蒸汽吹灰器，用于为所述换热元件清灰。

作为本发明的一个优选方案，还包括反吹清灰组件，所述反吹清灰组件包括反吹气体管道、沿所述反吹气体管道设置的反吹喷嘴以及用于控制反吹气体流量的反吹控制阀，所述反吹喷嘴至少部分伸入至所述净气室内。

本发明的有益效果为：

本发明的烟气除尘装置包括壳体、将壳体分为集尘室和净气室的花板、分别位于集尘室内的换热元件和测温热电偶、以及陶瓷过滤结构；通过设置陶瓷过滤结构和换热元件使得高温含尘烟气能够直接进行过滤，减轻后续脱硝和空气预热器等装置的堵塞、磨损和腐蚀问题、降低设备运行和维护成本；通过设置测温热电偶实时监测集尘室内的烟气温度进而控制换热介质流速和流量，有效降低了高温烟气的温度，并降低了温度波动，提高了陶瓷过滤结构的使用寿命；换热元件内的换热介质与高温烟气接触换热，进行了有效余热回收，提高了能源利用率。

附图说明

图1是本发明优选实施例一提供的烟气除尘装置的结构示意图；

图2是本发明优选实施例一提供的换热管安装的截面示意图；

图3是本发明优选实施例二提供的烟气除尘装置的结构示意图；

图4是本发明优选实施例三提供的烟气除尘装置的结构示意图；

图5是本发明优选实施例三提供的换热管安装的截面示意图。

图中标记为：

1、壳体；2、保温隔热层；3、清灰器；4、换热管；5、陶瓷过滤结构；6、换热介质出口；7、测温热电偶；8、出烟口；9、花板；10、盖板；11、反吹气体管道；12、反吹控制阀；13、反吹喷嘴；14、密封垫；15、换热介质入口；16、进烟口；17、卸灰阀；41、换热翅片。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

优选实施例一：

本优选实施例公开一种烟气除尘装置。如图1和图2所示，烟气除尘装置包括壳体1、在壳体1内壁贴附的保温隔热层2、将壳体1分为集尘室和净气室的花板9、分别位于集尘室内的换热元件和测温热电偶7、陶瓷过滤结构5、盖在陶瓷过滤结构5上方的盖板10、位于壳体1底部的卸灰阀17、固定在壳体1上的清灰器3以及反吹清灰组件。

花板9上方的部分为净气室，下方的部分为集尘室；壳体1的两侧分别设有进烟口16和出烟口8，进烟口16和集尘室连通，出烟口8和净气室连通；换热元件的一端设置换热介质入口15，另一端设置换热介质出口6，换热介质选用冷水。

花板9为耐热不锈钢材料制成，通过焊接固定在壳体1内部，花板9上均匀分布多个圆形的通孔，通孔内镶嵌有由氧化铝纤维制成的密封垫14。

陶瓷过滤结构5为陶瓷过滤膜管，陶瓷过滤膜管包括多孔陶瓷支撑体和贴附在多孔陶瓷支撑体上的单层或多层陶瓷膜，成分为Al₂O₃、SiC、ZrO₂、TiO₂、Si₃N₄、莫来石、堇青石中的一种或几种任意比例组合。本实施例中优选多孔陶瓷支撑体为多孔SiC陶瓷管，表面为多孔莫来石陶瓷膜，孔隙率为35％。陶瓷过滤膜管的开口安装在花板9开设的通孔内，其余部分悬置于集尘室内；所述陶瓷过滤膜管的开口朝向所述净气室。

为了对陶瓷过滤膜管施加向下的压力，使陶瓷过滤膜管和花板9通过密封垫14密封连接，在陶瓷过滤膜管的上方设置盖板10，盖板10在与花板9的通孔对应的位置处也开设多个孔，盖板10上开设的孔的直径略小于陶瓷过滤膜管的直径，盖板10与花板9通过螺栓固定。

换热元件为换热管4，换热管4环绕壳体1的内壁设置，换热管4为耐热不锈钢材料制成的光管，直径范围为10mm-100mm，壁厚范围为2mm-10mm，优选直径为20mm，壁厚为3mm，换热介质选用冷水。

测温热电偶7位于花板9下方，实时监测集尘室内的烟气温度，并通过外部控制系统控制换热介质流速和流量。

在换热管4的上部和下部分别设置有清灰器3，清灰器3为振打清灰器、声波清灰器或蒸汽吹灰器，用于为换热管4清灰，优选利用声波清灰器进行清灰。

反吹清灰组件包括反吹气体管道11、沿反吹气体管道11设置的反吹喷嘴13以及用于控制反吹气体流量的反吹控制阀12，反吹喷嘴13至少部分伸入至净气室内，对陶瓷过滤膜管进行清灰，反吹气体管道11与反吹气包连通，当压降达到限定值时，反吹控制阀开启，反吹气体从反吹喷嘴喷出，对陶瓷过滤装置进行清灰。。

本实施例提供的烟气除尘装置工作过程如下：

高温含尘烟气从进烟口16进入集尘室，烟气温度为300℃-420℃，换热管4内通入冷水与烟气接触进行换热，烟气温度降低，换热介质温度升高，完成换热；烟气通过陶瓷过滤膜管过滤净化，所携带粉尘及其它颗粒污染物留在陶瓷过滤膜管外壁，净化后的烟气进入净气室，通过出烟口8排出；换热后的水可用于热水供应或供暖，每隔预设时间，采用声波清灰器对换热管4表面进行清灰，当压力损失超过50Pa时，采用反吹喷嘴13对陶瓷过滤膜管进行清灰。经测定，通过该烟气除尘装置净化，出烟口处烟气含尘浓度小于10mg/Nm³。

本实施例提供的烟气除尘装置通过设置陶瓷过滤结构5和换热元件使得高温含尘烟气能够直接进行过滤，减轻后续脱硝和空气预热器等装置的堵塞、磨损和腐蚀问题、降低设备运行和维护成本；通过设置测温热电偶7实时监测集尘室内的烟气温度进而控制换热介质流速和流量，有效降低了高温烟气的温度，并降低了温度波动，提高了陶瓷过滤结构的使用寿命。

优选实施例二：

本优选实施例公开一种烟气除尘装置，该烟气除尘装置与优选实施例一所述的装置基本相同，如图3所示，包括壳体1、将壳体1分为集尘室和净气室的花板9、分别位于集尘室内的换热元件和测温热电偶7、以及陶瓷过滤结构5，其中，花板9上开设多个通孔，陶瓷过滤结构5至少部分安装在通孔内；壳体1的两侧分别设有进烟口16和出烟口8，进烟口16和集尘室连通，出烟口8和净气室连通。

不同之处在于：陶瓷纤维过滤板为单层纤维板，由莫来石纤维压制而成，或，陶瓷纤维过滤板包括单层纤维板和在单层纤维板上镀覆的陶瓷膜，单层纤维板由莫来石纤维压制而成，陶瓷膜为氧化铝多孔陶瓷膜，孔隙率为30％；花板9上开设多个方形的通孔，陶瓷纤维过滤板整体安装在通孔内，通过密封垫14和盖板10进行压紧密封；换热介质选用助燃空气。

优选实施例三：

本优选实施例公开一种烟气除尘装置，该烟气除尘装置与优选实施例二所述的装置基本相同。不同之处在于：为了增大换热面积，提高换热效率，换热管4的外壁设有多个换热翅片41，如图4和图5所示。此外，换热管4外壁上也可以通过设置换热肋板或其他凸起结构来提高换热效率，设置换热翅片41或换热肋板后，换热管4的积灰问题严重，因而，清灰器清灰时间间隔需变短。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上是结合附图给出的实施例，仅是实现本发明的优选方案而非对其限制，任何对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神，均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。本发明的保护范围还包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案。

Claims (10)

1.一种烟气除尘装置，其特征在于，包括壳体(1)、将所述壳体(1)分为集尘室和净气室的花板(9)、分别位于所述集尘室内的换热元件和测温热电偶(7)、以及陶瓷过滤结构(5)，其中，

所述花板(9)上开设多个通孔，所述陶瓷过滤结构(5)至少部分安装在所述通孔内；

所述壳体(1)的两侧分别设有进烟口(16)和出烟口(8)，所述进烟口(16)和所述集尘室连通，所述出烟口(8)和所述净气室连通。

2.根据权利要求1所述的一种烟气除尘装置，其特征在于，所述陶瓷过滤结构(5)为陶瓷过滤膜管或陶瓷纤维过滤板。

3.根据权利要求2所述的一种烟气除尘装置，其特征在于，所述陶瓷过滤膜管包括多孔陶瓷支撑体和贴附在所述多孔陶瓷支撑体上的陶瓷膜；所述陶瓷过滤膜管的开口安装在所述通孔内，其余部分悬置于所述集尘室内；所述陶瓷过滤膜管的开口朝向所述净气室。

4.根据权利要求2所述的一种烟气除尘装置，其特征在于，所述陶瓷纤维过滤板为单层或多层纤维板；所述陶瓷纤维过滤板整体安装在所述通孔内。

5.根据权利要求2所述的一种烟气除尘装置，其特征在于，所述陶瓷纤维过滤板包括单层纤维板和在所述单层纤维板上镀覆的陶瓷膜；所述陶瓷纤维过滤板整体安装在所述通孔内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种烟气除尘装置，其特征在于，所述换热元件为换热管(4)，所述换热管(4)环绕所述壳体(1)的内壁设置。

7.根据权利要求6所述的一种烟气除尘装置，其特征在于，所述换热管(4)的外壁设有多个用于增大换热面积的凸起结构。

8.根据权利要求1-5任一项所述的一种烟气除尘装置，其特征在于，所述测温热电偶(7)位于所述花板(9)下方，用于实时监测所述集尘室内的烟气温度。

9.根据权利要求1-5任一项所述的一种烟气除尘装置，其特征在于，还包括固定在所述壳体(1)上的清灰器(3)，所述清灰器(3)为振打清灰器、声波清灰器或蒸汽吹灰器，用于为所述换热元件清灰。

10.根据权利要求1-5任一项所述的一种烟气除尘装置，其特征在于，还包括反吹清灰组件，所述反吹清灰组件包括反吹气体管道(11)、沿所述反吹气体管道(11)设置的反吹喷嘴(13)以及用于控制反吹气体流量的反吹控制阀(12)，所述反吹喷嘴(13)至少部分伸入至所述净气室内。