CN114210145B - 一种高温陶瓷膜除尘器底部的卸灰密封系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温陶瓷膜除尘器底部的卸灰密封系统。包含中间灰仓、射频导纳液位计、三级过滤水箱、氮气储罐和氮气电加热器。本发明采用水和气两种结合的密封方式，以射频导纳液位计作为中间点，下方充满水，上方充入高温氮气，使上下气动闸板阀彻底隔绝，阻碍空气渗入陶瓷膜过滤器，同时中间灰仓具备自动清洗功能，防止内部结垢。本发明可以保证陶瓷膜除尘器稳定运行，实现双卸灰阀间的完全密封，解决因空气渗入导致除尘器内部燃烧及爆炸安全隐患，促进陶瓷膜除尘技术在黄磷炉等高温尾气净化中的推广应用。
Description
技术领域
本发明专利涉及高温除尘技术领域，尤其涉及一种高温陶瓷膜除尘器底部的卸灰密封系统。
背景技术
黄磷生产过程中，采用焦炭在电炉中还原磷矿，此过程产生大量的含尘高温黄磷炉尾气。目前，黄磷尾气资源综合利用主要用于锅炉发电及生产一碳化学品，但高温含尘尾气燃烧后进入燃气轮机容易造成叶片磨损，因而必须在前端对粉尘进行脱除。传统的除尘方式是采用热水喷淋工艺，但一方面会损失热值，造成水资源污染浪费，另一方面产生大量的泥磷，带来高污染，高能耗和高风险的泥磷处理。因此，直接对黄磷尾气进行高温下除尘可以有效避免泥磷产生，彻底解决一系列环保污染问题。
目前，采用高温陶瓷膜除尘器对黄磷炉气净化工艺较为成熟，高温下黄磷为气态透过陶瓷膜，干态粉尘被截留。除尘后的黄磷气体进入受磷槽吸收，与煤气分离，提高了黄磷纯度及回收率，避免了泥磷的产生，解决了工艺冗长、能耗高等困扰该行业的瓶颈问题。但是，陶瓷膜除尘器在底部卸灰处阀门存在密封不严，除尘器内部负压运行时易造成空气渗入，引起黄磷自燃，造成煤气爆炸等事故。因此，如何保证陶瓷膜过滤器卸灰过程密封性一直是制约该技术在黄磷尾气高温除尘领域大规模推广应用的瓶颈，而国内在该领域的密封技术一直处于空白。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明目的是提供了一种涉及自燃自爆高温体系的陶瓷膜除尘器底部密封及卸灰方法，解决陶瓷膜除尘器运行过程中因底部阀门漏气而造成的设备损坏和安全事故。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种高温陶瓷膜除尘器底部的卸灰密封系统，包含中间灰仓、水密封及循环系统和高温氮气密封系统。中间灰仓设有上下气动插板阀、上气动插板阀与高温陶瓷膜除尘器相连；中间灰仓下部通过水泵、进水气动球阀、排水气动球阀与三级过滤水箱相连；中间灰仓上部通过氮气进口电磁阀与氮气电加热器、氮气储罐依次连接；中间灰仓中部设置射频导纳液位计；在氮气进口电磁阀相对一侧设置氮气出口电磁阀；中间灰仓上部设置压力变送器。
优选的，三级过滤水箱自带三级过滤网，实现污水循环过滤。
本发明还公开了利用高温陶瓷膜除尘器底部的卸灰密封系统进行卸灰密封方法，包括步骤如下：
密封阶段：
一、首先所有阀门处于关闭状态，然后打开进水气动球阀，通过水泵将三级过滤水箱中的水注入到中间灰仓中，当水位达到射频导纳液位计探测区域时，此时关闭进水气动球阀。
二、打开氮气电加热器，将氮气储罐流入的常温氮气加热后通过氮气进口电磁阀控制充入到中间灰仓中,当压力变送器达到预定压力时停止充气，此时氮气进口电磁阀关闭。
卸灰阶段：
一、打开排水气动球阀排完中间灰仓中的密封水后关闭阀门，同时打开氮气进口电磁阀和氮气出口电磁阀，形成流动性的高温热氮气，烘干并带走中间灰仓水汽，然后先关闭氮气进口电磁阀，待中间灰仓恢复常压再关闭氮气出口电磁阀。
二、打开上气动插板阀，此时除尘器中的灰在重力作用下掉入中间灰仓，然后关闭上气动插板阀，同时打开下气动插板阀和氮气进口电磁阀，将中间灰仓中的粉尘气体输送到下方的灰斗中，最后依次关闭氮气进口电磁阀和下气动插板阀；再进行下一个密封阶段过程。
优选的，密封阶段，中间灰仓处于水和气充满状态，保证陶瓷膜除尘器卸灰口完全密封。
优选的，密封阶段，通过进出水气动球阀阀门控制，实现进水和排水多次循环，清洗中间灰仓灰垢。
优选的，氮气电加热器提供氮气温度范围是100-300℃，压力0.3-0.6 MPa。
优选的，应用于黄磷炉尾气、焦炉尾气含尘高温尾气的净化。卸灰阶段，通过高压热氮气进行置换，同时用热氮气进行气力排灰，避免卸灰过程中黄磷自燃。
本发明的有益效果在于：
1）本发明提供了一种涉及自燃自爆高温体系的陶瓷膜除尘器底部密封及卸灰系统，采用上下气动插板阀阀进行密封，结合水、气两种方式密封，解决陶瓷膜除尘器运行过程中因底部卸灰阀门漏气而造成的设备损坏和安全事故。
2）本发明利用高温氮气进行密封和排灰，隔绝外部空气，防止陶瓷膜除尘器因漏进空气而自燃和爆炸。
3）本发明利用循环水自动注入和排除功能，具备中间灰仓自动清洗，防止仓内长期粉尘积累，导致内部结垢和阀门关闭不严等问题。
附图说明
图1是本发明高温陶瓷膜除尘器底部的卸灰密封系统示意图。
1-中间灰仓，2-上气动插板阀，3-下气动插板阀，4-射频导纳液位计，5-三级过滤水箱，6-水泵，7-排水气动球阀，8-进水气动球阀，9-氮气储罐，10-氮气电加热器，11-氮气进口电磁阀，12-氮气出口电磁阀，13-压力变送器。
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。
如图1所示，一种高温陶瓷膜除尘器底部的卸灰密封系统，包含中间灰仓1、水密封及循环系统和高温氮气密封系统。中间灰仓1设有上气动插板阀2、下气动插板阀3，上气动插板阀2与黄磷炉尾气除尘器相连；中间灰仓1下部通过水泵6、进水气动球阀8、排水气动球阀7与三级过滤水箱5相连；中间灰仓1上部通过氮气进口电磁阀11与氮气电加热器10、氮气储罐9依次连接；中间灰仓1中部设置射频导纳液位计4；在氮气进口电磁阀11相对一侧设置氮气出口电磁阀12；中间灰仓1上部设置压力变送器13。三级过滤水箱5自带三级过滤网，实现污水循环过滤。
实施例1
一种黄磷炉尾气高温陶瓷膜除尘器底部卸灰密封系统，主要功能包含密封和卸灰两个阶段，主要实施步骤如下：
密封阶段：
一、首先所有阀门处于关闭状态，然后打开进水气动球阀8，通过水泵6将水箱中的水注入到中间灰仓1中，当水位达到射频导纳液位计4探测区域时，此时关闭进水气动球阀8。
二、打开氮气电加热器10，将氮气储罐9流入的常温氮气加热到200℃后通过氮气进口电磁阀11控制充入到中间灰仓1中,当压力变送器13达到预定压力0.1 MPa时停止充气，此时氮气进口电磁阀11关闭。
卸灰阶段：
一、打开排水气动球阀7排完中间灰仓中的密封水后关闭阀门，同时打开氮气进口电磁阀11和氮气出口电磁阀12，形成200℃高温热氮气充入中间灰仓1中烘干并带走中间灰仓水汽，然后先关闭氮气进口电磁阀11，待中间灰仓1恢复常压后关闭氮气出口电磁阀12。
二、打开上气动插板阀2，此时除尘器中的灰在重力作用下掉入中间灰仓1，然后关闭上气动插板阀2，同时打开下气动插板阀3和氮气进口电磁阀11，将中间灰仓中的粉尘气力输送到下方的灰斗中，最后依次关闭氮气进口电磁阀11和下气动插板阀3，之后进行下一个密封阶段过程。
实施例2
一种黄磷炉尾气高温陶瓷膜除尘器底部卸灰密封系统，主要功能包含密封和卸灰两个阶段，主要实施步骤如下：
密封阶段：
一、首先所有阀门处于关闭状态，然后打开进水气动球阀8，通过水泵6将水箱中的水注入到中间灰仓1中，当水位达到射频导纳液位计4探测区域时，此时关闭进水气动球阀8。
二、打开氮气电加热器10，将氮气储罐9流入的常温氮气加热到300℃后通过氮气进口电磁阀11控制充入到中间灰仓1中,当压力变送器13达到预定压力0.2 MPa时停止充气，此时氮气进口电磁阀11关闭。
卸灰阶段：
一、打开排水气动球阀7排完中间灰仓1中的密封水后关闭阀门，同时打开氮气进口电磁阀11和氮气出口电磁阀12，形成300℃高温热氮气充入中间灰仓1中烘干并带走中间灰仓水汽，然后先关闭氮气进口电磁阀11，待中间灰仓恢复常压后关闭氮气出口电磁阀12。
二、打开上气动插板阀2，此时除尘器中的灰在重力作用下掉入中间灰仓1，然后关闭上气动插板阀2，同时打开下气动插板阀3和氮气进口电磁阀11，将中间灰仓1中的粉尘气力输送到下方的灰斗中，最后依次关闭氮气进口电磁阀11和下气动插板阀3，之后进行下一个密封阶段过程。
实施例3
一种黄磷炉尾气高温陶瓷膜除尘器底部卸灰密封系统，主要功能包含密封和卸灰两个阶段，可以实现中间灰仓自动清洗，主要实施步骤如下：
一、当上一阶段卸灰完成后，首先所有阀门处于关闭状态，然后打开进水气动球阀8，通过水泵6将水箱中的水注入到中间灰仓1中，当水位达到射频导纳液位计4探测区域时，此时关闭进水气动球阀8。
二、打开排水气动球阀7进行排水，排完后关闭排水气动球阀7，打开进水气动球阀8注入水继续清洗，反复几次直至排出干净水质为止。期间三级过滤水箱可以进行污水排放和更换。
三、待中间灰仓1水排完后打开氮气电加热器10，将氮气储罐9流入的常温氮气加热到250℃后通过氮气进口电磁阀11控制充入到中间灰仓1中,当压力变送器13达到预定压力0.3 MPa时停止充气，此时氮气进口电磁阀11关闭。等待下一阶段进入卸灰过程。
Claims (6)
1.一种高温陶瓷膜除尘器底部的卸灰密封方法，其特征在于，
高温陶瓷膜除尘器底部的卸灰密封系统，包含中间灰仓（1）、水密封及循环系统和高温氮气密封系统，其特征在于，中间灰仓（1）设有上下气动插板阀，上气动插板阀（2）与高温陶瓷膜除尘器相连；中间灰仓（1）下部通过水泵（6）、进水气动球阀（8）、排水气动球阀（7）与三级过滤水箱（5）相连；中间灰仓（1）上部通过氮气进口电磁阀（11）与氮气电加热器（10）、氮气储罐（9）依次连接；中间灰仓（1）中部设置射频导纳液位计（4）；在氮气进口电磁阀（11）相对一侧设置氮气出口电磁阀（12）；中间灰仓（1）上部设置压力变送器（13）；
卸灰密封方法包括步骤如下：
密封阶段：
一、首先所有阀门处于关闭状态，然后打开进水气动球阀（8），通过水泵（6）将三级过滤水箱（5）中的水注入到中间灰仓（1）中，当水位达到射频导纳液位计（4）探测区域时，此时关闭进水气动球阀（8）；
二、打开氮气电加热器（10），将氮气储罐（9）流入的常温氮气加热后通过氮气进口电磁阀（11）控制充入到中间灰仓（ 1 ） 中,当压力变送器（13）达到预定压力时停止充气，此时氮气进口电磁阀（11）关闭；
卸灰阶段：
一、打开排水气动球阀（7）排完中间灰仓（1）中的密封水后关闭阀门，同时打开氮气进口电磁阀（11）和氮气出口电磁阀（12），形成流动性的高温热氮气，烘干并带走中间灰仓（1）水汽，然后先关闭氮气进口电磁阀（11），待中间灰仓（1）恢复常压再关闭氮气出口电磁阀（12）；
二、打开上气动插板阀（2），此时除尘器中的灰在重力作用下掉入中间灰仓（1），然后关闭上气动插板阀（2），同时打开下气动插板阀（3）和氮气进口电磁阀（11），将中间灰仓（1）中的粉尘气体输送到下方的灰斗中，最后依次关闭氮气进口电磁阀（11）和下气动插板阀（3）；再进行下一个密封阶段过程。
2.根据权利要求1中所述的一种高温陶瓷膜除尘器底部的卸灰密封方法，其特征在于：三级过滤水箱（5）自带三级过滤网，实现污水循环过滤。
3.根据权利要求1中所述的一种高温陶瓷膜除尘器底部的卸灰密封方法，其特征在于：密封阶段，中间灰仓（1）处于水和气充满状态，保证陶瓷膜除尘器卸灰口完全密封。
4.根据权利要求1中所述的一种高温陶瓷膜除尘器底部的卸灰密封方法，其特征在于：密封阶段，通过进出水气动球阀阀门控制，实现进水和排水多次循环，清洗中间灰仓（1）灰垢。
5. 根据权利要求1中所述的一种高温陶瓷膜除尘器底部的卸灰密封方法，其特征在于：氮气电加热器（10）提供氮气温度范围是100-300℃，压力0.3-0.6 MPa。
6.根据权利要求1中所述的一种高温陶瓷膜除尘器底部的卸灰密封方法，其特征在于：应用于黄磷炉尾气、焦炉尾气含尘高温尾气的净化。
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