CN205042256U - 一种高温气体除尘装置 - Google Patents

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朱军
吴金刚
张桂花
邓唯
张建嵩
张宏
范克银
闫勇
伦文山
陆丽芳
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Abstract

本实用新型属于高温除尘技术领域，涉及一种高温气体除尘装置。主要是采用具有双层或多层结构的外滤式陶瓷膜与金属膜为过滤元件，制备高温除尘装置，用于燃煤电厂、水泥厂等行业的环保配套设施中。因陶瓷与金属滤芯具有耐高温、耐腐蚀、机械强度等优势，在具体环保配套设施中，安装于脱硝装置之前，本实用新型提供的装置可以提高燃煤电厂、水泥厂脱硝效率，提高脱硝催化剂的使用寿命，减少环保配套设施的投资与运行成本。

Description

一种高温气体除尘装置
技术领域
本实用新型属于高温除尘技术领域，涉及一种高温气体除尘装置。
背景技术
当前我国大气环境形势十分严峻，大范围雾霾天气频发，局部地区酸雨现象严重，以细颗粒、氮氧化物、硫化物等为特征的大气污染问题日益凸显，对人体健康和环境质量造成了巨大危害，严重制约社会经济的可持续发展。在燃煤发电、水泥建材等工业窑炉排放高温烟气的治理成为首要解决的问题之一。
燃煤发电、水泥建材等行业一般采用静电除尘或袋式除尘技术来进行去除烟气中的固体颗粒物；选择SCR(选择性催化还原)脱硝技术来去除氮氧化物；选择钙法湿式脱硫技术来去除烟气中的硫化物。以燃煤电厂为例，环保配套设施具体流程如图2。其中SCR脱硝装置置于环保配套设置中的第一个，使用温度为350-400℃，这个位置的烟气中含有大量灰分、杂质和微量重金属等，使得敏感的脱硝催化剂承受着易堵塞、易中毒等恶劣环境。
高温除尘技术具有如下特点：所需净化的含尘气体温度高，一般在300℃以上；颗粒细，一般在20μm以下，甚至为亚微米级；净化标准高，要求出口浓度一般为10mg／Nm3～30mg／Nm3，甚至在5mg／Nm3以下。
目前的电除尘器，已能处理高温烟气（350℃以下）。其不仅处理气量大，每小时可以处理105～106Nm3的烟气量,气体通过电除尘器的压降一般不大于200Pa，但是电除尘器不易适应操作条件的各种变化，应用范围不仅受到固体颗粒比电阻的限制，而且钢材消耗量很大，对制造、安装和操作要求也很高，综合比较下来，造价较高，运行不能稳定。同时，电除尘器除尘效率只能达到99%，不能保证彻底达标排放。
袋式除尘器具有收尘效率高、能耗低、流程简单、投资少、适应能力强等特点，但袋式过滤器的主要缺点是：应用范围受滤料的耐温、耐腐蚀性能的限制，一般仅限于250℃以下；不适于粘附性强及吸湿性强的粉尘，而且气体温度不能低于露点温度，否则会发生结雾而堵塞滤袋，滤袋易损坏需经常更换，且占地面积也比较大。
发明内容
本实用新型的目的是：解决传统的燃煤发电、水泥建材等工业窑炉排放高温烟气的除尘过程中需要先进行脱硝、再用袋式过滤器进行除尘而导致的脱硝催化剂中毒、易受到污染的问题，主要是通过无机滤芯作为过滤元件，改变除尘、脱硝的工艺流程来实现。
技术方案如下：
一种高温气体除尘装置，包括有依次连接的换热器、无机滤芯除尘器、脱硝系统、脱硫系统。
所述的无机滤芯除尘器的滤芯材质是金属或者陶瓷。
所述的无机滤芯除尘器的结构是：外部为壳体，在壳体的内部设置有无机滤芯，在壳体的上侧设置净化气腔，净化气腔与无机滤芯的渗透侧相连通，且无机滤芯的渗透侧通过密封部件与壳体的内腔相隔开，在壳体上还设置有原料气进口，在净化气腔上还设置有净化气出口。
无机滤芯的平均孔径范围是0.5～5μm。
所述的无机滤芯的透过侧还连接有脉冲气管道。
所述的脉冲气管道上还设置有阀门。
所述的壳体的底部还设置有收集槽。
所述的脉冲气管道上还设置有旁路，旁路的出口位于壳体的腔体内，旁路的出口的朝向无机滤芯的表面。
所述的旁路的出口的排气方向与无机滤芯表面的夹角范围是30～60°。
附图说明
图1是本实用新型提供的除尘装置的结构示意图；
图2是传统的除尘装置的结构示意图；
图3是无机滤芯过滤器的结构示意图。
其中，1、锅炉；2、换热器；3、无机滤芯除尘器；4、脱硝系统；5、脱硫系统；6、烟囱；7、袋式除尘器；8、无机滤芯；9、壳体；10、收集槽；11、净化气出口；12、原料气进口；13、净化气腔；14、脉冲气管道；15、阀门；16、旁路；17、出口。
具体实施方式
实施例1
本实用新型提供的除尘装置的整体结构如图1所示，在锅炉1的烟气排出口上，依次通过换热器2、无机滤芯除尘器3、脱硝系统4、脱硫系统5的连接之后，再连接于烟囱6进行排空。换热器2的作用是将烟气的温度降低，并且将烟气中的温度换热给其它的需要加热升温的物料，无机滤芯除尘器3的滤芯材质为无机材料，例如陶瓷或者金属，它的作用是去除高温烟气中的粉尘等，脱硝系统4的作用是通过在催化剂的作用下，将烟气中氮氧化物进行去除，而脱硫系统5的作用是去除烟气中的硫氧化物，经过除尘、脱硫、脱硝后的烟气经过烟囱6排空。
传统的除尘装置的结构如图2所示，与图1的区别在于：烟气的温度过高，不能首先经过袋式除尘器7的除尘，而只能先经过脱硝系统4、换热器2之后，才能用于除尘，而SCR脱硝装置使用温度为350～400℃，这个位置的烟气中含有大量灰分、杂质和微量重金属等，使得敏感的脱硝催化剂承受着易堵塞、易中毒等恶劣环境。采用如图1所示的装置时，将除尘装置置于脱硝装置之前，避免脱硝催化剂承受恶劣环境，极大延长催化剂的使用寿命，而且环保配套设备无需另行安装布袋与静电除尘器，避免了布袋更换频繁、静电除尘器电费昂贵等问题；选用用陶瓷或金属材质作为高温除尘的滤料，陶瓷滤芯与金属滤芯具有耐高温、耐腐蚀、耐清洗、机械强度高、结构稳定不变形、使用寿命长等突出优点。
更进一步地说，无机滤芯除尘器3的结构如图3中所示，外部为壳体9，在壳体9的内部设置有无机滤芯8，在壳体9的上侧设置净化气腔13，净化气腔13与无机滤芯9的渗透侧相连通，且无机滤芯9的渗透侧通过密封部件18与壳体9的内腔相隔开，在壳体9上还设置有原料气进口12，在净化气腔13上还设置有净化气出口11。
在使用的过程中，高温气体从原料气进口12进入至壳体9的内腔中，由于气体中的灰尘受到无机滤芯9和密封部件18的拦截，灰尘会截留于无机滤芯8的截留侧，在图中所示的是在过滤管的外壁上，而净化后的空气进入至无机滤芯8的截留侧，在图中所示的是管内侧，进而进入至净化气腔13，最后由净化气出口11排出。操作过程中，壳体9内为微负压。
这里所用的无机滤芯8的材质可以选自陶瓷或者金属（不锈钢、钛等），这里的陶瓷可以选自作为构成陶瓷多孔介质的材料，能够从现有公知的陶瓷材料中适当选择。例如，可以使用氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化硅、氧化钛、氧化铈、氧化钇，钛酸钡等氧化物类材料；堇青石、多铝红柱石、镁橄榄石、块滑石、硅铝氧氮陶瓷、锆石、铁酸盐等复合氧化物类材料；氮化硅，氮化铝等氮化物类材料；碳化硅等碳化物类材料；羟基磷灰石等氢氧化物类材料；碳、硅等元素类材料；或者含有它们的两种以上的无机复合材料等。还可以使用天然矿物（粘土、粘土矿物、啕渣、硅砂、陶石、长石、白砂）或高炉炉渣、飞灰等。
无机滤芯8的结构可以是非对称结构，也就是说在支撑层上还设置一层分离层，支撑层为平均孔径较大的支撑体以保证滤管的强度，在支撑体外表面覆加一层平均孔径较小的分离层，以提高分离精度并实现表层过滤。无机滤芯8的形状一般为管状，如图3中所示的，分离层在管外层，而支撑层处于管内侧，呈一端封闭、一端开口的圆筒形结构。
在一个实施方式中，高温烟气通过微孔滤管壁由外向内流动而实现过滤，在滤管外表面形成粉尘层，当粉尘量达到一定程度时，采用脉冲气体对滤芯进行周期性清灰。在净化气腔13上还设置有脉冲气管道14，在脉冲气管道14上还设置阀门15，当滤芯的表面积累一定程度的粉尘时，打开阀门15，高压气会反冲进滤芯的截留侧，使在管外壁积累的粉尘被吹落，恢复滤芯的过滤性能。反吹的压力可以在0.1～2bar之间。
在另一个实施方式中，在壳体9的底部还设置有收集槽10，它的作用是收集吹落的粉尘，并定期排放。
在另一个实施方式中，在脉冲气管道上还设置有旁路，旁路的出口位于壳体8的腔体内，旁路16的出口17的朝向无机滤芯8的表面。当打开阀门15时，反冲气会从无机滤芯8的渗透侧吹向截留侧，也会由旁路16吹向无机滤芯8的表面。从无机滤芯8的渗透侧吹向截留侧的气体可以使粉尘松动，而旁路16吹向无机滤芯8表面的气体可以进一步地将松动的粉尘吹下，除尘效果更好。特别地，旁路的出口的排气方向与滤芯表面的夹角范围是30～60°，以这样的角度吹扫时，去除积累的粉尘的效果更好。

Claims (6)

1.一种高温气体除尘装置，其特征在于，包括有依次连接的换热器（2）、无机滤芯除尘器（3）、脱硝系统（4）、脱硫系统（5）；所述的无机滤芯除尘器（3）的结构是：外部为壳体（9），在壳体（9）的内部设置有无机滤芯（8），在壳体（9）的上侧设置净化气腔（13），净化气腔（13）与无机滤芯（8）的渗透侧相连通，且无机滤芯（8）的渗透侧通过密封部件（18）与壳体（9）的内腔相隔开，在壳体（9）上还设置有原料气进口（12），在净化气腔（13）上还设置有净化气出口（11）。
2.根据权利要求1所述的高温气体除尘装置，其特征在于：所述的无机滤芯除尘器（3）的滤芯材质是金属或者陶瓷。
3.根据权利要求1所述的高温气体除尘装置，其特征在于：无机滤芯8的平均孔径范围是0.5～5μm。
4.根据权利要求1所述的高温气体除尘装置，其特征在于：所述的无机滤芯（8）的透过侧还连接有脉冲气管道（14）。
5.根据权利要求4所述的高温气体除尘装置，其特征在于：所述的脉冲气管道（14）上还设置有阀门（15）。
6.根据权利要求1所述的高温气体除尘装置，其特征在于：所述的壳体（9）的底部还设置有收集槽（10）。
根据权利要求4所述的高温气体除尘装置，其特征在于：所述的脉冲气管道（14）上还设置有旁路（16），旁路（16）的出口（17）位于壳体（9）的腔体内，旁路（16）的出口（17）的朝向无机滤芯（8）的表面。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108619826A (zh) * 2018-05-02 2018-10-09 贵州大学 高温除尘脱硝脱硫装置及方法
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CN112495086A (zh) * 2020-11-23 2021-03-16 江苏沐唯特环保科技有限公司 一种自清洁的高温陶瓷滤筒除尘器

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