CN107081019A - 一种高温烟气除尘器 - Google Patents

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贺长江
王�华
何剑雄
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    • B01D46/02—Particle separators, e.g. dust precipitators, having hollow filters made of flexible material
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    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/4263—Means for active heating or cooling

Abstract

本发明公开了一种高温烟气除尘器，所述除尘器为袋式除尘器，若干高温滤袋阵列排布在除尘器的上箱体内，所述上箱体上设有对高温滤袋进行喷吹的喷吹系统，上箱体底部与灰斗连接；所述上箱体和喷吹系统分别与预热风道连接，所述上箱体连接的预热风道上设有预热风机以及对循环风道内部空气加热的风道式加热器，所述上箱体与预热风道连接处以及所述上箱体连接的烟道处分别设有阀门。本发明的除尘器通过调节加热器功率与之匹配的循环风机及其配吹气体的温度，可适用于酸露点低于170℃的高酸性气体除尘，可应用在水泥、有色金属冶炼、垃圾焚烧、玻璃等行业。

Description

一种高温烟气除尘器
技术领域
本发明涉及一种高温除尘器，特别是一种高温烟气除尘器。
背景技术
由于烟气中含有大量的酸性气体(SOx，HCl)或含有潮解温度较高的粉尘(如CaCl2，CaSO3等)，将烟气的酸露点潮解点提高到140-160℃进行烟气除尘时，如果除尘器在无外界热源的情况下，除尘器将保持在室温。当烟气温度高达350℃时，在除尘器未经预热直接将烟气通入除尘器内，除尘器壳体滤袋除尘器内原有空气都处于室温，将会发生强烈热交换，导致烟气中的水分析出，壁板结露，易腐蚀除尘器内壁，并且导致滤袋结露，易糊袋发生滤袋堵塞。
另外，袋式除尘器在滤袋过滤除尘达到一定压差时需反吹清灰，若喷吹的气体为常温气体，常温气体喷吹到滤袋上，同样会导致滤袋周围空间内水分析出发生糊袋，所以需对喷吹气体进行预热。
现今国内外，喷吹系统的电磁阀核心部件膜片受最高瞬时极限温度不超过为220℃，持续耐高温极限为200℃，需防止除尘器内热量传导至电磁阀，导致膜片损坏。同时由于高温除尘器内部通过的烟气温度高，除尘器本体结构将发生较大的热变形，如不有效释放将产生巨大的热应力，造成除尘器箱体结构破损。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对现有的高温除尘器因处理高温高酸露点高潮解烟气存在的上述缺陷，提供一种能够直接对高酸露点高潮解点的烟气进行除尘处理的高温烟气除尘器。
本发明采用如下技术方案实现：
一种高温烟气除尘器，所述除尘器为袋式除尘器，若干高温滤袋阵列排布在除尘器的上箱体内，所述上箱体上设有对高温滤袋进行喷吹的喷吹系统，上箱体底部与灰斗连接；所述上箱体与预热风道连接，所述上箱体连接的预热风道上设有预热风机以及对循环风道内部空气加热的风道式加热器，所述上箱体与预热风道连接处以及所述上箱体连接的烟道处分别设有阀门；所述喷吹系统还设有预热装置。
进一步的，所述预热风机、风道式加热器和上箱体之间通过预热风道连接成一个闭环循环风道。
进一步的，所述喷吹系统包括气包以及若干组高温电磁阀和喷吹管路，所述高温电磁阀设置在气包与对应的喷吹管路之间，所述喷吹管路包括与气包直接连接的第一竖向喷吹管，所述第一竖向喷吹管与其余喷吹管路通过法兰固定连接，所述法兰之间设有绝热密封片。
进一步的，所述喷吹管路还包括第二竖向喷吹管、喷吹弯管和水平喷吹管，所述气包沿上箱体一侧边设置，气包沿该侧边方向均匀布置若干第一竖向喷吹管，所述第二竖向喷吹管与第一竖向喷吹管固定连接，所述喷吹弯管与第二竖向喷吹管固定连接，所述喷吹弯管改变喷吹管路的喷吹路径，所述水平喷吹管水平设置在上箱体内的高温滤袋上方，一端与喷吹弯管固定连接，另一端通过喷吹管支撑架支撑固定，所述水平喷吹管上设有若干对应高温滤袋的喷嘴。
进一步的，所述第二竖直喷吹管和喷吹弯管之间、所述喷吹弯管和水平喷吹管之间通过套管固定对接。
进一步的，所述喷吹系统的预热装置为设置在气包连接的进气管上伴绕的电伴热。
在本发明的除尘器中，所述上箱体、灰斗及预热风道内部设有温度变送器。
进一步的，所述除尘器的上箱体、灰斗、预热风道以及气包外均包裹设有保温层。
进一步的，所述上箱体与至少一个灰斗整体通过半移动桁架设置在下支架上，其中一个灰斗对应的半移动桁架设有四个支撑脚，所述下支架上设有与支撑脚一一对应的四个连接座，四组支撑脚和连接座按照四边形的四个角点位置分布，其中，
第一连接座和对应的支撑脚和之间为固定连接，完全限制支撑脚的自由度；
对角设置的第三连接座与支撑脚之间为滑动连接，具有水平面内任意方向的直线自由度；
第二连接座和第四连接座与对应的支撑脚之间均为滑动连接，两组支撑脚具有水平面内相互垂直的直线自由度。
进一步的，滑动连接的连接座和支撑脚之间通过滑块连接，其中第二连接座和第四连接座上通过平行的导向条设置有限制滑块直线滑动的导向槽。
本发明在在除尘器工作前，通过循环风道向除尘器内部通入高温干燥空气，对除尘器内部进行预热，预热到酸露点及潮解点温度以上，关闭循环风道，调节进气烟道上的阀门开度，打开烟道通入高温烟气进行除尘。避免突然全开导致除尘器温度急剧上升导致的焊缝开裂，热应力突然剧增的问题，使除尘器的温度升高至正常工作温度。在除尘器停机前，再引入温度高于酸露点及潮解点(170℃-180℃)低湿度的空气，对除尘器进行吹扫，将集结在除尘器内部的高酸露点烟气排空，然后关闭烟道的阀门，有效减少除尘器停止工作后温度下降过程中酸性气体水分析出。
本发明在气包和连接的竖向喷吹管之间通过法兰连接，在法兰间垫有绝热片，有效减少除尘器内部热量向气包传递而保护高温电磁阀内部膜片，同时来自储气罐的喷吹气体经过电伴热加热到170-180℃(低于高温电磁阀膜片持续耐热度20-30℃，保护膜片)进入气包内，向除尘器内部喷吹的气体温度高于酸露点及潮解点，喷吹时不会有水析出来，有效防止糊袋。灰斗外壳加装电加热装置，可以防止灰尘降温而板结。除尘器壳体外表面均做铺设保温层。
本发明根据除尘器内部温度上升的过程中，除尘器会产生较大的热变形，根据热膨胀系数及除尘器尺寸设计半移动桁架，释放除尘器产生的热变形，避免全固定安装造成的除尘器壳体变形。
由上所述，本发明的除尘器通过调节加热器功率与之匹配的循环风机及其配吹气体的温度，可适用于酸露点潮解点低于170℃的高酸性气体除尘，可应用在水泥、有色金属冶炼、垃圾焚烧、玻璃等行业，为高温SCR脱硝创造有利的条件。
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为实施例中的一种高温高酸露点烟气除尘器主视图。
图2a为图1中的I部放大示意图，具体为第一竖向喷吹管和第二竖向喷吹管之间的连接示意图。
图2b为图1中的II部放大示意图，具体为第二竖向喷吹管和喷吹弯管之间的连接示意图。
图3为实施例中的一种高温高酸露点烟气除尘器俯视图。
图4a为图3中的III部局部放大示意图，具体为喷吹弯管和水平喷吹管之间的连接示意图。
图4b为图3中的IV部局部放大示意图，具体为水平喷吹管的水平支撑示意图。
图5为实施例中的半移动桁架和下支架装配的主视图。
图6为实施例中的下支架上的俯视图，具体为四个连接座的示意图。
图中标号：101-预热风机，102-高温金属软连接管，103-循环风道，104-风道式加热器，105-挡板门，106-蝶阀，200-上箱体，201-高温电磁阀，202-气包，203-第一竖向喷吹管，204-绝热密封片，205-紧固件，206-第二竖向喷吹管，207-连接套管，208-喷吹弯管，209-水平喷吹管，210-喷吹管支撑架，211-高温滤袋，301-进气管，302-电伴热，400-温度变送器，500-半移动桁架，501-支撑腿，502-滑块，600-下支架，601-第一连接座，602-第二连接座，603-第三连接座，604-第四连接座，605-第一导向条，606-第二导向条，700-灰斗。
具体实施方式
实施例
参见图1和图3，图示中的除尘器为本发明的优选方案，预热风机101、高温金属软连接管102、循环风道103、风道式加热器104、挡板门105、蝶阀106、除尘器上箱体200、喷吹系统以及半移动桁架500、下支架600和灰斗700。本实施例的除尘器为袋式除尘器，其主壳体为上箱体200，在上箱体200内部阵列排布若干高温滤袋211，滤袋的设置可参考现有的袋式除尘器，本实施例在此不做赘述。上箱体200内部由高温滤袋分为两个区域，两个区域分别与进出烟道连通，喷吹系统设置在上箱体200的上部，灰斗700与上箱体200底部固定连接，并且与上箱体内部连通，上箱体200连同灰斗700一同通过半移动桁架500支撑固定在下支架600上。
具体的，上箱体200的内部连接有预热风道，如图1中所示，该预热风道采用循环风道103，在循环风道103上串联设有预热风机101和风道式加热器104，预热风机101的出风口通过高温金属软连接管102与循环风道103连接，循环风道103通过风道式加热器104后连接至上箱体200进气端，上箱体200的出气端通过循环风道连接至预热风机101的进风口，预热风机101、风道式加热器104和上箱体200连成一个闭环的循环风道。
循环风道103与上箱体连接的进气端和出气端可与上箱体连接的进出烟道并排设置，在循环风道103与上箱体连接的进气端和出气端分别设有挡板门105，在上箱体200连接的进出烟道上则分别设有蝶阀106，分别作为高温烟气和预热空气的切换阀门。
风道式加热器104可采用电加热器，一般功率达上百千瓦，为减少对电网冲击，加热器可由多个模块单元组成，加热时可逐步将功率提升到额定功率。
本实施例的除尘器工作前，关闭两组蝶阀106，隔断高温烟气进入除尘器，打开两组挡板门105，然后开启预热风机101，再进一步打开风道式加热器104，通过温度变送器400监测除尘器内部温度，当温度升至酸露点及潮解点以上10-20℃，完成预热，关闭风道式加热器104，再关停预热风机101，同时关闭两组挡板门105，打开两组蝶阀106，除尘器进入除尘工作状态。
由于袋式除尘器还需要通过喷吹系统向上箱体内部对高温滤袋进行喷吹，本实施例将喷吹系统也设有预热装置，如图1和图3中所示，喷吹系统包括有气包202以及若干组高温电磁阀201和喷吹管路，喷吹管路包括第一竖向喷吹管203、第二竖向喷吹管206、喷吹弯管208和水平喷吹管209，高温电磁阀201对应每组喷吹管路的第一竖向喷吹管203设置，第一竖向喷吹管203与气包直接固定连接，气包202沿上箱体200一侧边设置，气包202沿该侧边方向均匀布置若干第一竖向喷吹管203，结合参见图2a，第二竖向喷吹管206通过法兰结构与第一竖向喷吹管203固定对接，在第一竖向喷吹管203和第二竖向喷吹管206之间的法兰之间设有绝热密封片204，通过紧固件205锁紧连接，高温电磁阀持续最高耐温极限为200℃，瞬时耐温最高极限为220℃，通过绝热密封片减少延伸至除尘器内部的喷吹管路向气包传递的热量，避免了高温烟气对高温电磁阀的高温损坏。
结合参见图2b和图4a，第二竖向喷吹管206与喷吹弯管208之间通过连接套管207套接，喷吹弯管208和水平喷吹管209之间通过连接套管207套接，连接套管207内径比喷吹管的外径大0.5mm-1mm，连接套管207与喷吹弯管208之间采用焊接方式连接，第二竖向喷吹管206通过间隙配合插入到连接套管内，连接套管207与水平喷吹管209之间采用焊接方式连接，喷吹弯管208通过间隙配合插入到连接套管207内。喷吹弯管208改变喷吹管路的路径，将水平喷吹管209水平设置在上箱体内的高温滤袋上方，水平喷吹管209的另一端通过喷吹管支撑架210支撑固定，如图4b所示，喷吹管支撑架210离上箱体与水平喷吹管垂直的壁板的距离应当大于弯管水平段插入套管内的长度，这样容易将水平喷吹管取出，便于更换检修滤袋。在水平喷吹管209上设有若干对应高温滤袋的喷嘴。
本实施例中的高温滤袋211可耐400℃高温，可为粉末烧结金属材料、不锈钢精钢线烧结材料或高温陶瓷材料。
喷吹系统连接的装置为气包202的进气管301上伴绕的电伴热302，进气管301与储气罐连接，提供除尘器反吹的压力气体，在进气管301上设有电伴热302，采用电阻丝伴热方式，对来自储气罐的稳压气体进行加热。
在本实施例中的上箱体200、灰斗700及循环风道103内部均设有温度变送器400，对所测量各点进行气体温度进行监控，当各测点温度均达到170℃时，反馈型号至除尘器的控制器，断开加热装置，关闭循环加热系统，关闭挡板门。打开烟道内的蝶阀106，调节蝶阀106的开度，将烟气引入高温除尘器内部，防止瞬间全开，导致瞬间除尘器壳体热应力急剧上升。
结合参见图5和图6，上箱体200与一个灰斗700整体通过半移动桁架500设置在下支架600上，灰斗700与半移动桁架500焊接连接，灰斗700与上箱体200焊接连接。半移动桁架500设有四个支撑脚501，下支架600上设有与支撑脚一一对应的四个连接座，四组支撑脚和连接座按照四边形的四个角点位置分布，即下支架600为方形的支架，其顶部的四个角位置分别设置四组连接座，其中，第一连接座601和对应的支撑脚和之间通过焊接或螺钉固定连接，完全限制该支撑脚的自由度；与第一连接座601对角设置的第三连接座603与支撑脚之间为滑动连接，具有水平面内任意方向的直线自由度；另外的第二连接座602和第四连接座604与对应的支撑脚之间均为滑动连接，两组支撑脚具有水平面内相互垂直的直线自由度。
具体的，滑动连接的第二连接座602、第三连接座603和第四连接座604与对应的支撑脚之间通过滑块502连接，滑块502采用PTFE材质，固定设置在对应的支撑腿底面，第三连接座603设置一个滑动平面实现与支撑腿的万向滑动，第二连接座602上设置有两组平行的第一导向条605，第一导向条605焊接固定在第二连接座602的顶面，形成供对应支撑腿的滑块直线滑动的导向槽，第四连接座604设置有两组平行的第二导向条606，第二导向条606与第一导向条垂直，形成第四连接座对应的支撑腿滑块直线滑动的导向槽，实现第二连接座和第四连接座的支撑腿相互垂直的直线自由度。本实施例通过第二连接座602、第三连接座603和第四连接座604与支撑腿之间的滑动装配，以适应除尘器箱体发生的热应力变形。
灰斗700上设有加热装置，保证灰斗及灰斗中灰尘温度高于酸露点。灰斗700上设有振打装置，防止灰斗灰尘板结，不利于灰的流动。灰斗700的出灰口设有高温卸灰阀，保证卸灰同时的密封性。
在实际应用中，随着除尘器处理的烟气流量增大，上箱体的面积可以做成更大的箱体，对应的在一个上箱体底部可布置两个或四个灰斗，并排布置的两个灰斗的半移动桁架可共用两个支撑脚，半移动桁架和下支架之间总共设置六组支撑脚和连接座，采用两行两列布置的四个灰斗的半移动桁架和下支架之间总共设置九组支撑脚和连接座。
以上实施例描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的具体工作原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种高温烟气除尘器，其特征在于：所述除尘器为袋式除尘器，若干高温滤袋阵列排布在除尘器的上箱体内，所述上箱体上设有对高温滤袋进行喷吹的喷吹系统，上箱体底部与灰斗连接；所述上箱体与预热风道连接，所述上箱体连接的预热风道上设有预热风机以及对循环风道内部空气加热的风道式加热器，所述上箱体与预热风道连接处以及所述上箱体连接的烟道处分别设有阀门；所述喷吹系统还设有预热装置。
2.根据权利要求1所述的一种高温烟气除尘器，所述预热风机、风道式加热器和上箱体之间通过预热风道连接成一个闭环循环风道。
3.根据权利要求1所述的一种高温烟气除尘器，所述喷吹系统包括气包以及若干组高温电磁阀和喷吹管路，所述高温电磁阀设置在气包与对应的喷吹管路之间，所述喷吹管路包括与气包直接连接的第一竖向喷吹管，所述第一竖向喷吹管与其余喷吹管路通过法兰固定连接，所述法兰之间设有绝热密封片。
4.根据权利要求3所述的一种高温烟气除尘器，所述喷吹管路还包括第二竖向喷吹管、喷吹弯管和水平喷吹管，所述气包沿上箱体一侧边设置，气包沿该侧边方向均匀布置若干第一竖向喷吹管，所述第二竖向喷吹管与第一竖向喷吹管固定连接，所述喷吹弯管与第二竖向喷吹管固定连接，所述喷吹弯管改变喷吹管路的喷吹路径，所述水平喷吹管水平设置在上箱体内的高温滤袋上方，一端与喷吹弯管固定连接，另一端通过喷吹管支撑架支撑固定，所述水平喷吹管上设有若干对应高温滤袋的喷嘴。
5.根据权利要求4所述的一种高温烟气除尘器，所述第二竖直喷吹管和喷吹弯管之间、所述喷吹弯管和水平喷吹管之间通过套管固定对接。
6.根据权利要求3所述的一种高温烟气除尘器，所述喷吹系统的预热装置为设置在气包连接的进气管上伴绕的电伴热。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种高温烟气除尘器，所述上箱体、灰斗及预热风道内部设有温度变送器。
8.根据权利要求7所述的一种高温烟气除尘器，所述除尘器的上箱体、灰斗、预热风道以及气包外均包裹设有保温层。
9.根据权利要求8所述的一种高温烟气除尘器，所述上箱体与至少一个灰斗整体通过半移动桁架设置在下支架上，其中一个灰斗对应的半移动桁架设有四个支撑脚，所述下支架上设有与支撑脚一一对应的四个连接座，四组支撑脚和连接座按照四边形的四个角点位置分布，其中，
第一连接座和对应的支撑脚和之间为固定连接，完全限制支撑脚的自由度；
对角设置的第三连接座与支撑脚之间为滑动连接，具有水平面内任意方向的直线自由度；
第二连接座和第四连接座与对应的支撑脚之间均为滑动连接，两组支撑脚具有水平面内相互垂直的直线自由度。
10.根据权利要求9所述的一种高温烟气除尘器，滑动连接的连接座和支撑脚之间通过滑块连接，其中第二连接座和第四连接座上通过平行的导向条设置有限制滑块直线滑动的导向槽。
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