CN1082453A - 过滤组件 - Google Patents

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Abstract

过滤组件，其中所带的固体微粒通过用陶瓷棒的 过滤从一运载流体中去除。过滤器设计成有若干隔 层或过滤器叠层以及一叠层的锥形的灰冲洗系统以 集中和聚集灰的冲洗，从叠层的隔层排放固体微粒要 避免在气流中的微粒再次带入下一隔层，而微粒的再 带入就会减小附加下表面面积的有效性。

Description

本发明涉及一种包括若干垂直层叠排列的过滤器组件的装置，该装置用于过滤由例如燃烧过程中产生的运载流体中一定的最小尺寸微粒。
尤其是本发明与一高温高压的过滤器装置设计有关，例如应用在煤田的气化时，通过用在温度为100-800℃下的陶瓷过滤棒的过滤，从所产生的混合气体中去除所带的固体微粒诸如煤尘，例如应用在油的气化时，通过用在压力为约60巴下的陶瓷过滤棒的过滤，从所生产的生成气体中去除所带干的煤烟。
一从燃烧产生的烟道气体中分离微粒物质的已知方法以及其它这类方法都使用了多孔的滤器元件，这些多孔滤器包含有若干由一共用支撑板或经常称为管片所支撑的相互成平行关系的滤管组成。烟通气一般都很热，例如温度在150℃且在大气压力下。在这些条件下，典型的过滤管都由聚酯、丙烯酸树脂或玻璃制成，对加压的流化床燃烧情况下，合成气体的温度高达900℃，气体压力从5个大气压到15个大气压，在这种情况下，过滤管就由多孔陶瓷或刚性的烧结多孔不锈钢材料制成，由不同过滤管所过滤的微粒其大小从0.2微米到20微米不等且其重量的总和为气体重量的千分之十或更大。当在过滤元件所积的尘埃增到2毫米或3毫米厚度时，则压降就稳步上升，那时就要通过抖动过滤管或通过反向气流或借助使用高压脉冲气体流过过滤管来进行清理尘埃。
在设计包含有上述小的单独过滤管组成的任何工业使用过滤组件的困难是在一单一的容器内任何合适和方便地装配这些过滤元件，该单一容器可要求包含成百上千的过滤管且携带微粒的流体（可以是气体或液体）必须以沿着单独的过滤管均匀分布的方式进入该容器。而且各过滤管一定要以上述的任何一种方式或任何一种合适方式进行清理，同时从这些过滤管清理出的微粒物质必须收集起来且最终从容器内清除出去，经过滤的流体必须从容器出来经导管引到一方便的地点。
上述这些要求都对整个过滤装置的设计和结构，在机械、热力学和空气动力学方面加以诸多限制。
故而，一典型的采用过滤管的装置包括一含有按上下依附方式支撑过滤管的单一的支撑板或管片的主容器。这种特别类型的装置有不少缺点，首先，唯一办法是通过延伸上述容器内管片的直径支撑更多过滤管。以便来扩大其过滤面积，这就很快导致一实际的机械方面的限止。
因为管片一般都只在其周边上得到支撑，由于日益增加的重量，管片往往在其中心呈下陷状或者管片必须制成足够厚以防止其中心下陷，这就最终导致经济上不合算，即使高级的合金管片在高温下也不能克服下陷问题，通过设置中心支撑来介决这个下陷问题也行不通，因为由于比较高的温度所产生有关金属不同的膨胀和收缩问题。即便上述下陷问题得到解决，假定这样做经济上也可行，还会有其它与为了容纳更多的过滤管而增大管片尺寸所涉及的缺陷，例如管片尺寸增大时，整个装置形状就变得粗大，最终就会变得不适合驳船，铁路或公路运输。而且当管片尺寸增大时，该主容器本身不仅其直径必须扩大而且厚度也须增加，为了能包容和支撑管片和经受住内压，显然，提供一足够大的容器是很昂贵的，而且也是不经济的。
而通过增加过滤管的长度也能达到增大上述形式装置的过滤容量，当然这也有自我限制。况且一些颇吸引人的新型高级陶瓷过滤管也是可以买到的，不过其长度不能超过1.5米。
这样，为了扩大上述形式过滤装置的过滤容量，由于采用了这些特殊的过滤管就要求扩大管片的直径，因此结果便产生上述的问题。
此外，应用一将由燃烧或其它较热和较高压环境下产生的烟道气体中的予定最小微粒物质过滤的装置早已公知，上述装置有一限定具有入口装置的内舱的主容器，带有微粒的烟道气（或其它诸如需要过滤的运载流体）能流过该入口装置，以便进入内舱。该容器还包括已过滤的运载流体能通过的单独的出口装置，以便离开内舱。若干过滤器组件设置在容器舱内且相互成间隔关系地支撑以及依靠容器本身并借助一个安置在容器舱内单一的支撑管来支撑，该支撑管最好成垂直方向延伸，用作一支撑过滤器组件的唯一装置，同时该支撑管与这些过滤器组件和容器出口装置相配合可以充当一排出管，以便把已过滤的流体通过出口装置引出此过滤容器。
然而，上述已知装置仍存在按比率扩大的技术问题，以及相对于大规格外形的面积问题。
此外，也还存在再次夹杂固体微粒的风险从而降低了过滤装置的有效性。
本发明就为了解决这些问题且从避免在下隔层流动的流体中再次夹杂固体微粒并在层叠排列的隔层中提供一固体微粒排出口。
所以，本发明提供一从由燃烧过程所产生的运载流体中过滤掉一定最小微粒物质的装置。
上述装置包含有：
a）一个设有若干微粒运载流体能通过的入口装置和若干已过滤的运载流体能通过的单独出口装置的细长容器;
b）一微粒能通过且离开容器的出口装置
c）若干上下间隔开的过滤器组件;
其中上述过滤器组件由装在容器上的管片来承载，这样内舱就成形且
有一上下叠层排列的锥形微粒冲洗系统以集中和聚集颗粒冲洗。
现参照附图并通过实例来更详细叙述本发明，其中图1表示一本发明之叠层的过滤组件的构思设计图
图2表示图1中的细节
现参照图1，一细长容器1有若干脏的气体入口（2a，2b，2c），带有固体微粒的流体经过气体入口并从图中示出已过滤的流体通过“清洁”的气体出口（3a，3b，3c）
容器1包含有若干以任何合适方式支撑的管片（4a，4b，4c），每个管片其用途在于以任何合适方式支撑若干过滤管6，这样就形成了舱隔开的容器
最好陶瓷过滤棒用来作为过滤管6。在另外一本发明最佳实施例中，烧结金属棒被用作过滤棒。
与任何进一步加工固体微粒的合适装置连接的微粒排出管7（理由未清楚示明）设置在容器的底部。
此外，容器1有一上下叠层排列的锥形微粒冲洗系统以集中和实现微粒冲洗。
该系统有若干连到管片（4b，4c）和容器壁上的冲洗锥（8a，8b），各管片排入锥部的下方的垂直冲洗管A以机械方式相连。
最下方的锥体（8c）连到一固体微粒排出管7。
图2更详细示出管片4c连结管A的布置图，管A来自紧邻较高叠层和冲洗锥8b。
在图1，为了清晰的原因只示出了3个管片，3个冲洗锥，3个气体入口和3个气体出口，但是要明白，为了适应本发明目的，可以采用任何数目的管片、冲洗锥，气体入口和气体出口。
另外还能采用任何合适数目的形状以及材料的过滤器。
参照下列设计表格并通过该实例来说明本发明：
设计要点
过滤器介质：陶瓷棒
过滤器尺寸：外径6厘米×长度1.5米
最大装载密度：1棒/0.125米2管片面积
清洁送液高度：0.5米
冲洗锥的锥角：15°（半角，30°全角）
双叠层
元件总数：912
管片外径：2.9米
总容器高度：16.9米
三叠层
元件总数：912
管片外径：2.4米
总容器高度：22.3米
容器壁厚度
压力：26巴
温度：约120℃
容器材料：碳钢
双叠层
容器壁厚：100毫米
容器重量：131吨
三叠层
容器壁厚：83毫米
容器重量：116吨
从上述的说明可知，本发明的各种修改对任何本领域的技术人员都是显而易见，故这些改型都包括在本权利要求书的保护范围之内。

Claims (6)

1、用于过滤由(部分)燃烧过程所产生的运载流体中一定的最小尺寸微粒的装置，上述装置有：
a)一细长容器设有若干微粒运载流体通过的入口装置和若干已过滤的运载流体能通过的单独出口装置；
b)一微粒能通过的出口装置，使微粒离开容器；
c)若干上下间隔开的过滤器组件；其中上述过滤器组件由装在容器上的管片来承载，这样就形成了各隔舱，还有一层叠排列的锥形的微粒冲洗系统以集中和聚集微粒冲洗。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于上述层叠排列的锥形的微粒冲洗系统有若干垂直的冲洗管，若干冲洗锥，各冲洗管连到紧邻的较高的冲洗锥并排入下方的冲洗锥且各冲洗锥连到下方的管片。
3、根据权利要求1或2中所述的装置，其特征在于过滤器组件有过滤器棒。
4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于过滤棒是陶瓷棒。
5、根据权利要求3所述的装置，其特征在于过滤棒是烧结金属棒。
6、根据权利要求1至5中的任一项所述的装置，其特征是有3个包括过滤器组件的管片以及3个冲洗锥。
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