TW201402190A - 熱氣體過濾系統與用於再生該系統之製程 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種熱氣體過濾系統和用於再生該熱氣體過濾系統的製程，該熱氣體過濾系統包括：過濾容器；管板，其將該過濾容器的內部分成清潔氣體區段和未淨化氣體區段；和複數個過濾元件。佈置成兩組或更多組的該等過濾元件以清潔端連接至該管板且以未淨化氣體部分伸入該未淨化氣體區段。兩個或更多個增壓室被容納在該清潔氣體區段且以成組的方式容納該等過濾元件的清潔氣體端，每個所述增壓室包括氣體交換開口，該氣體交換開口提供與該清潔氣體區段的直接流體連通。該熱氣體過濾系統進一步包括反吹裝置，該反吹裝置包括反吹氣體容器和用於每組過濾元件的反吹氣管，該反吹氣管具有定位在該過濾容器的該清潔氣體區段中的出口，反吹氣管的該出口在增壓室的氣體交換開口處被引導，該反吹氣管的該出口具有的空截面為該氣體交換開口的空截面的約10%至約90%。

Description

熱氣體過濾系統與用於再生該系統之製程

本發明涉及一種熱氣體過濾系統，所述熱氣體過濾系統包括：過濾容器；管板，其將所述過濾容器的內部分成未淨化氣體區段和清潔氣體區段，所述過濾容器包括在其未淨化氣體區段的未淨化氣體入口和在其清潔氣體區段的清潔氣體出口；和複數個過濾元件，該等複數個過濾元件具有未淨化氣體部分和清潔氣體端。該等過濾元件通過它們的清潔端被連接至管板且通過它們的未淨化氣體部分伸入該容器的內部的未淨化氣體區段。熱氣體過濾系統還包括用於再生過濾元件的反吹裝置。

本發明進一步涉及用於再生這種熱氣體過濾系統的製程。

通常，由熱氣體過濾系統過濾的未淨化氣流通過該未淨化氣體入口進入過濾容器，並經過該等複數個過濾元件，而包含在未淨化氣流中的污染物被收集在過濾元件的未淨化氣體部分的上游表面上。清潔氣體在過濾元件的清潔氣體端處離開過濾元件、進入清潔氣體區段，並且清潔氣流通過該清潔氣體出口從容器排出。

有時，收集在過濾元件的上游側的污染物借助在再生製程中由該反吹裝置產生的反吹氣體脈衝而被從其去除。分離的污染物被收集並從過濾容器的未淨化氣體區段排出。熱氣體過濾系統的長期性能主要取決 於再生製程的有效性。過濾元件的再生可被在相鄰的過濾元件的上游表面之間形成的污染物橋接部分阻礙，從而增加了過濾元件的故障或損壞的風險。

前述類型的熱氣體過濾系統通常要求很大的尺寸。過濾容器可具有約4m的直徑、14m的高度，並容納1000個過濾元件或更多。

通常，過濾元件由陶瓷材料製成且具有約1.5m至2.5m的長度並且外徑為約60mm。替代性地，過濾元件可由金屬製成。這種過濾元件可具有甚至更大的長度。包括管板和過濾元件的示例性的過濾容器可具有約100公噸的重量。

在根據美國專利5143530的熱氣體過濾系統中，微粒物質沈積在複數個濾燭型過濾元件的外部(上游)表面上。該等複數個過濾元件分成多組過濾元件。每組中的過濾元件的清潔氣體端被連接至分開的過濾腔室，過濾腔室與清潔氣體出口流體連通。在再生處理期間，清潔氣體脈衝被引入反吹供給管路且分成多個清潔氣流(其對應於過濾元件和過濾腔室的組的數量)。

美國專利5752999教導了一種熱氣體過濾系統，其中，與美國專利5143530相反，未淨化氣體被供給進入濾燭的內部，以便包含在未淨化氣體中的微粒物質積聚在過濾元件內，從而避免在相鄰的過濾元件之間形成微粒污染物的橋接部分。為了再生過濾元件，清潔氣體的脈衝被注入，以從過濾元件內排出積聚的微粒物質。該等複數個過濾元件被分成幾組過濾元件，每組都被容納在增壓室中。

由於增壓室容納全部過濾元件，這種構思明顯地增加了製造 成本。

此外，使用濾燭的內表面而不是外表面來收集包含在未淨化氣體中的污染物，能使用的過濾(上游)表面並且由此系統的過濾能力被大大降低。因此，再生處理必須被更頻繁地執行。

根據美國專利申請2002/0014156A1，熱氣體過濾系統的過濾元件在它們的清潔氣體端設置有所謂的安全熔斷部件，安全熔斷部件在一個過濾元件損壞的情況下提供額外的安全性。過濾系統還包括具有封閉元件的清潔氣體出口，封閉元件採取流體動力控制元件的形式，流體動力控制元件在反洗氣體脈衝被供給進入過濾容器的內部的清潔氣體區段時自動阻塞過濾容器的清潔氣體出口。該過濾系統使用具有非常短的開關時間(約幾十毫秒(msec))的高速閥。流體動力控制元件不可避免地對清潔氣體流提供明顯的阻力。

本發明的目的在於提供一種熱氣體過濾系統，該熱氣體過濾系統具有改進的反吹特性且具有更簡單的結構，並且允許以合理的成本進行製造。

本發明的目的通過係根據申請專利範圍第1項的熱氣體過濾系統而實現。

通常在本發明的熱氣體過濾系統中使用的過濾容器的內部具有大體圓柱體的形狀。過濾容器的內部最常見地是被容納過濾元件的一個管板分為未淨化氣體區段和清潔氣體區段。

根據本發明，複數個過濾元件佈置成兩組或更多組，每組由 兩個或更多個過濾元件構成，這些過濾元件被連接至共同的管板。另外，在過濾容器的內部的清潔氣體區段內，兩個或更多個增壓室被提供且容納兩組或更多組過濾元件的清潔氣體端。通常，增壓室由管板支撐。

增壓室包括氣體交換開口，該氣體交換開口提供在每個增壓室的內部與過濾容器的內部的清潔氣體區段的直接流體連通。在過濾系統的正常過濾操作期間，清潔氣體借助氣體交換開口被排到過濾容器的清潔氣體區段。通常，氣體交換開口被佈置在增壓室的中央部分中。

本發明的熱氣體過濾系統還包括反吹裝置，該反吹裝置包括用於每個增壓室(即，用於每組過濾元件)的單獨的反吹氣管。

反吹氣管的出口被引導到增壓室的氣體交換開口，並且反吹氣流被輸送到對應的增壓室的氣體交換開口且在增壓室內被分配到該組過濾元件的各過濾元件。

本發明的過濾系統允許在熱氣體過濾系統的持續操作過程中再生一組或幾組過濾元件。

反吹氣管的出口開口的設計，即，與根據本發明的增壓室的氣體交換開口的空截面(free cross-sectional area)相比，它們的空截面允許使用很大程度上受限(large confined)的噴射脈衝而不是音速噴射脈衝。

根據本發明的熱氣體過濾系統允許給非常高的清潔強度並相對于清潔強度提供高的適應性(其可通過調整反吹氣體的壓力在大範圍上被改變)。

根據本發明的優選實施例，反吹氣管的空截面等於增壓室的氣體交換開口的空截面的約12%或更多，更佳地為約15%至約50%，甚至 更佳地是約20%至約40%。

根據本發明的較佳實施例，該反吹氣管的該出口定位在該增壓室的入口開口的大致上端處，且選擇性地與氣體交換開口的上端大體齊平。

在替代性的較佳實施例中，反吹氣管設置成其出口伸入增壓室的入口開口。

在反吹氣管的出口相對於增壓室的氣體交換開口的兩個替代性的配置中，設置在該反吹氣管的出口和氣體交換開口之間的空間足夠大，以便在系統的正常過濾操作期間使清潔氣體經過而基本沒有對氣流的阻礙。

用於包括或容納一組過濾元件的清潔氣體端的增壓室可具有各種構型。

根據第一替代性方案，增壓室可具有在平行于管板表面的平面中的圓形構型。通常，被增壓室容納的該組過濾元件隨後被佈置在管板的圓形截面中。

根據另外的較佳實施例，增壓室具有在平行于管板表面的平面中的圓形構型非圓形構型，例如，大體三角形的截面構型，或對應於大約一段圓的構型。增壓室的這些構型允許將大量的過濾元件連接至管板。因而使過濾系統的過濾能力最大化。

更佳地，增壓室的一段圓的構型和大體三角形的構型分別設計為不具有銳角，這有助於反吹氣流平均分配至一組過濾元件的所有過濾元件。替代地，增壓室的角部可被倒角或截頭。

佈置為圍繞一組過濾元件的增壓室的側壁可相對于管板表面的表面成直角地取向。增壓室可被平的或圓頂形的頂壁(其在其中央部分中包含氣體交換開口)覆蓋。

作為替代方案，增壓室作為整體可被設計為圓頂形狀且包含在其中央部分中的氣體交換開口。

根據其他選擇性方案，增壓室可設計為漸縮的或錐形的形式並且包含在其中央部分中的氣體交換開口。

氣體交換開口也可具有不同的構型。平行于管板表面的空截面通常是圓形(circular)。

在其最簡單的設計中，氣體交換開口是大體管狀的。其可形成為增壓室的頂壁的一體部分。替代性地，其能佈置成在管狀結構(其從增壓室的頂壁的中央部分伸入過濾容器的清潔氣體區段)的上端處。

根據其他替代方案，氣體交換開口可設計為具有漸縮的形式，較大的截面暴露於過濾容器的清潔氣體區段。空截面的關係隨後必須基於氣體交換開口在反吹氣管出口所佈置的高度處的截面被計算。如果反吹氣管的出口被定位成稍高於氣體交換開口的上端，那麽氣體交換開口的上端的空截面是用於計算百分比的基礎。

較佳的熱氣體過濾系統的反吹裝置包括反吹閥，反吹閥允許反吹氣管分別地將反吹氣管連接至反吹氣體容器。較佳的反吹閥具有的標稱直徑與反吹氣管的內徑相比為約0.8至約1.1，更佳地為約0.9至1.1。

此外，較佳地反吹氣管閥從具有約400msec或更少(更佳地為約200msec或更小)的打開時間的反吹閥選擇。但是，具有幾十毫秒(msec) 的打開時間的超高速閥對於連續操作本發明的過濾系統來說是不必要的。打開時間的特徵是將閥從完全關閉變成完全打開狀態所需的時間段。

為了增加本發明的熱氣體過濾系統的操作的安全性，建議使每個過濾元件設置有安全熔斷部件。通常，安全熔斷部件將被連接至過濾元件的清潔氣體端。較佳地，安全熔斷部件與過濾元件同軸地設置。

根據本發明，較佳的反吹裝置較佳地設計成向增壓室提供反吹氣體的脈衝。

更佳地，由反吹裝置提供的噴射脈衝被引導到增壓室的氣體交換開口，以便清潔氣體區段的一定體積的清潔氣體借助反吹氣流被吸入增壓室。如之前該的，噴射脈衝作為非音速噴射脈衝較佳地被輸送到增壓室的氣體交換開口。

本發明還涉及一種用於再生熱氣體過濾系統的製程，該製程包括將反吹氣體的非音速噴射脈衝從反吹氣體容器借助反吹氣管提供到至少一組過濾元件的增壓室內。

較佳地，非音速噴射脈衝被輸送到增壓室的氣體交換開口，以便其將來自清潔氣體區段的清潔氣體吸入增壓室。

另外較佳地的是，在各組過濾元件的一些組過濾元件進行持續的過濾操作期間，噴射脈衝被提供給剩餘組過濾元件。

結合附圖和實例根據下面的說明，本發明的前述的和其他方面、實施例、目的以及特徵能被更完整地理解。

在附圖中：

圖1A和1B以示意圖的方式示出本發明的熱氣體過濾系統的兩個不同的實施例。

圖2A和2B以透視圖和頂視圖的方式示出本發明的熱氣體過濾系統的增壓室的兩個實施例。

圖3A和3B以透視圖和頂視圖的方式示出本發明的熱氣體過濾系統的增壓室的另外兩個實施例。

圖4示意性地示出用於評估本發明的熱氣體過濾系統的再生特徵的測試環境。

圖5示出了與現有技術的裝置相比，用於第一組測試條件的一組過濾元件處能獲得的壓力差的圖表。

圖6示出了與現有技術的裝置相比，用於第二組測試條件的一組過濾元件處能獲得的壓力差的圖表。

圖1A示出根據本發明的熱氣體過濾系統10，其包括大體圓柱體形狀的過濾容器12。過濾容器12的內部由管板18分成未淨化氣體區段14和清潔氣體區段16。

過濾容器12包括在其未淨化氣體區段14中的與未淨化氣體區段14流體連通的未淨化氣體入口20。

過濾容器12在其上部上包括與清潔氣體區段16流體連通的清潔氣體出口22。

在過濾容器12的整個截面上延伸的管板18包括多個開口(未詳細示出)，每個開口分別容納過濾元件24和25。過濾元件24包括清潔氣體端26和未淨化氣體部分28，清潔氣體端26被連接至管板18，而未 淨化氣體部分28從管板18向下伸入過濾容器12的未淨化氣體區段14。類似地，過濾元件25具有被容納在管板18中的清潔氣體端27和伸入過濾容器12的未淨化氣體區段14內的未淨化氣體部分29。

複數個過濾元件24、25被分為多組(在圖1A中，一組過濾元件24被示出且用附圖表記30表示，一組過濾元件25用附圖表記32表示)。

錐形部分34設置在過濾容器12的下部中，錐形部分34封閉過濾容器12的下端且包括用於微粒污染物的出口35。

在管板18的頂部上安裝有兩個增壓室36、38，各增壓室分別容納成組30、32的過濾元件中的一組過濾元件的清潔氣體端26、27。

在每個增壓室36、38的頂壁的中間位置上安裝有管狀延伸部40、42，管狀延伸部40、42的上端分別提供氣體交換開口44和46。

進入過濾容器12的未淨化氣體入口20的未淨化氣體被複數個過濾元件24、25過濾且穿過管狀過濾元件24、25的多孔結構，因而包含在未淨化氣體中的污染物從該氣體去除，以便清潔氣體積聚在過濾元件24、25的內部中，清潔氣體分別借助清潔氣體端26和27被排出、分別進入增壓室36和38。過濾元件可由燒結陶瓷材料或金屬製成。

清潔氣體從增壓室36、38借助氣體交換開口44和46排入清潔氣體區段16內。清潔氣體從清潔氣體區段16借助清潔氣體出口22從過濾容器12排出。

根據包含在進入未淨化氣體入口20的未淨化氣體中的污染物的量，過濾元件24和25需要頻率較高或較低地被再生，以便去除附連到過濾元件24、25的上游表面的污染物並避免在相鄰的過濾元件24、25之間 分別形成污染物材料的橋接部分。為了分離附著在過濾元件24和25的上游表面的污染物材料，設置了反吹裝置50，反吹裝置包括包括反吹氣體容器52，反吹氣體容器52保持例如處於高壓(如大約1-5bar的)的空氣。反吹裝置50包括反吹管54、56，反吹管54、56借助反吹氣閥58、60被連接至反吹氣體容器52。

這些反吹氣閥58、60可單獨地且彼此獨立地操作，以便來自氣體容器52的高壓氣體可分別借助反吹氣管54、56和借助反吹氣管54和56的出口端62、64被輸送，反吹氣管54和56的出口端62、64被分別引導到增壓室36和38的氣體交換開口45、46。

通過操作反吹氣閥58或60，過濾元件24或25的組30和32可彼此獨立地借助從氣體容器52經由反吹氣閥58和60及反吹管54和56被輸送的反吹氣體脈衝而再生。氣體脈衝被輸送經過增壓室36和38的氣體交換開口44和46而到達增壓室36和38。

氣體交換開口44和46的空截面分別大於反吹氣管54、56的出口端62、64的空截面。反吹氣管54和56的出口開口的空截面等於例如相應的增壓室的氣體交換開口的空截面的約12%至90%。反吹氣管54和56的出口端62、64不相對於氣體交換開口44和46密封，以便在出口端62、64與相應的氣體交換開口44、46之間中存在間隙，該間隙允許在正常的過濾操作基本暢通期間清潔氣體離開增壓室36、38。

通過將反吹氣體輸送至增壓室36或38，來自清潔氣體區段16的氣體經過在出口端62、64與氣體交換開口44、46之間的間隙被分別吸入增壓室36或38，從而增加被供給進入增壓室和隨後進入該組過濾元件 24或25的氣體體積。

本發明在將氣體從反吹氣體容器52輸送至增壓室36、38時不需要使用音速或超音速的噴氣體脈衝，而是使用很大程度上受限的脈衝(其體積借助從清潔氣體區段16吸入的清潔氣體而增加)來提供令人滿意的再生效果。

由於這種配置，所以能提供非常高的清潔強度，並且存在用於通過改變反吹氣壓而在大範圍內調整清潔強度的高的適應性。

附著到過濾元件24和25的、在它們的上游表面上的顆粒污染物由被輸送至增壓室36、38且隨後到達管狀過濾元件24、25的反吹氣體脈衝分離。從這些過濾元件24、25的上游表面分離、通過重力被送入過濾容器12的下部錐形部分34的污染物材料可借助可封閉的微粒出口35(未詳細示出)被移除。

圖1B示出根據本發明的熱氣體過濾系統10’，其基本對應於圖1A中示出的熱氣體過濾系統。因此，相同的部件用相同的附圖表記表示。

但是，除了圖1A的熱氣體過濾系統10的結構特徵之外，高溫過濾系統10’包括採取管狀陶瓷過濾元件的形式的多個安全熔斷部件70，安全熔斷部件70的多孔性大於過濾元件24、25的多孔性。

安全熔斷部件70分別同軸地安裝在過濾元件24、25的清潔氣體端26、27上。

進入過濾容器12的未淨化氣體入口20的未淨化氣體被複數個過濾元件24、25過濾且穿過管狀過濾元件24、25的多孔結構，因而包含 在未淨化氣體中的污染物從該氣體去除，以便清潔氣體積聚在過濾元件24、25的內部中，清潔氣體分別借助清潔氣體端26和27被排出。在清潔氣體分別從過濾元件24、25離開、進入增壓室36、38之前，清潔氣體必須經過安全熔斷部件70。由於安全熔斷部件70的較大的多孔性，安全熔斷部件70基本不使壓降增大。

清潔氣體從增壓室36、38借助氣體交換開口44和46排入清潔氣體區段16。清潔氣體從清潔氣體區段16借助清潔氣體出口22從過濾容器12排出，如圖1A的熱氣體過濾容器10的情況。

為了分離附著在過濾元件24和25的上游表面的污染物材料，反吹裝置50以與上面已經描述的熱氣體過濾系統10相同的方式被操作。

反吹氣體借助反吹氣管54和56的出口端62、64被輸送，出口端62、64被分別引導到氣體交換開口45、46。反吹氣體穿過安全熔斷部件70，然後進入過濾元件24、25的內部中。

由於安全熔斷部件70的多孔性較大，也能為熱氣體過濾系統10’提供非常高的清潔強度，並且也存在用於通過改變反吹氣壓而在大範圍內調整清潔強度的高的適應性。

圖2A以第一示例性實施例的方式詳細地示出本發明的熱氣體過濾系統的增壓室100，當平行於具有圓形截面的過濾容器的管板的表面觀察時，增壓室100具有截面構型(cross-sectional configuration)。

增壓室100由兩個直的側壁102、104和外、內弧形側壁106、108構成。側壁102、104、106、108相對于管板(未示出)的表面成直角地設置。增壓室100在其上端以頂壁110終止。增壓室100的頂壁110在中心 部包括氣體交換開口112，氣體交換開口112允許清潔氣體從容納在增壓室100內的該組過濾元件的清潔氣體端離開，從而從增壓室100排入過濾容器的內部的清潔氣體區段內。

在增壓室100的頂部上示出反吹氣管120的下部，反吹氣管120的出口122被引導到增壓室100的氣體交換開口112。

反吹氣管120的開口122在圖2A中示出為與增壓室100的氣體交換開口112的上端大體齊平。根據本發明的熱氣體過濾系統的特殊應用或環境的需求，反吹氣管120可安裝在不同的豎直位置處，如雙頭箭頭124所示。重要之處在於，反吹氣管120的開口122的截面等於例如增壓室100的氣體交換開口112的截面的約12%至約90%。

在本實例中，反吹氣管120的開口122的截面大約為70%。

如從包含在圖2A中的增壓室100的頂視圖觀察到的，側壁102、104以約25°的角度設置，以便多達14個增壓室100可佈置在過濾容器的管板的圓形表面上，從而容納14組過濾元件。

圖2B示出使用在本發明的熱氣體過濾系統中的增壓室140的第二替代性方案。類似於圖2A中示出的，圖2B的增壓室140包括兩個扁平的或直的側壁142、144(其以約25°的角度被設置)。

兩個弧形側壁146和148補全增壓室140的基本結構。頂壁150封閉增壓室140的上部。增壓室140的下端抵接管板(未示出)的上表面。

增壓室140不同於圖2A中示出的增壓室100，因為弧形的側壁148向外凸出，而增壓室100的側壁108向內凸出。

由於具有向外突出的側壁148，管板的另外的區域被增壓室140覆蓋，從而一組過濾元件的增加的過濾元件能被容納在增壓室140內。

圖2A中的側壁108的替代性結構在如下的情況中使用，過濾容器的未淨化氣體入口進入過濾容器且將未淨化氣體排入在過濾容器的大約中間的管道的向上延伸的部分(其在這種情況下為過濾元件留下了空間)中。

與增壓室100的另一個不同在於增壓室140包括不作為頂壁150的一部分的氣體交換開口。相反，管狀元件152被安裝在頂壁150的中央部分處，管狀元件152從頂壁150向上延伸。在其上端處，管狀元件152限定增壓室140的氣體交換開口154。反吹管160沿著朝向增壓室140的氣體交換開口154的方向延伸，反吹管160的下端限定出口開口162。而且，氣體交換開口154和反吹氣管160的下端的開口的空截面設置成開口162的空截面等於氣體交換開口154的空截面的約70%。

在圖3A和3B中，示出了不同類型的增壓構思，其中使用錐形構造的增壓室替代具有豎直側壁的增壓室。

圖3A示出具有圓形截面的增壓室200，如從圖3A的頂視圖明顯地看到的。

增壓室200包括三個不同的部分，最下部的第一部分202成形為截錐體，第一部分202的下端204通常放置在過濾容器的管板上並且容納安裝在管板中的過濾元件的清潔氣體端。

在第一情形(approach)中，上端206能形成只由增壓室部分202構成的增壓室的氣體交換開口。

但是，在本實例中，上端206支撐圓柱增壓室部分208，圓柱增壓室部分208的上端210也能形成由增壓室部分202和208構成的增壓室的氣體交換開口。

而且，在圖3A的示出的實例中，增壓室第三部分212由增壓室部分208的上端210支撐，在圖3A中示出的特定的實施例中，上端210形成增壓室200的氣體交換開口214。

反吹氣管220定位成高於增壓室200，反吹氣管220的下端222伸入增壓室部分212的上端214(其形成氣體交換開口)內。增壓室部分212的在管路的附圖表記213的高度處的空截面和反吹管220的下端222的空截面用於計算比例。在這種情況下，比例為約50%。

應該注意到，反吹管220的下端222的豎直位置可設置在不同高度處，如由雙頭箭頭215示出的。

圖3B示出增壓室250，增壓室250根據類似於如圖3A的增壓室200的情況的原理被設計。

增壓室250的最下面的部分具有基本三角形的形狀，如圖3B的頂視圖中示出的，三角形的角部被截頭。因此避免了增壓室250內的過量的容積(其不能容納過濾元件的任何其他清潔氣體端)，從而不只限制了包含在增壓室250中的體積，而且提供了在增壓室250內的更均勻的反吹氣體的分佈。

最下部252(類似於增壓室200的最下部202)能用作增壓室本身，由此最上端256隨後形成並限定用於這種增壓室的氣體交換開口。

但是，在圖3B的實例中，在增壓室部分252的最上端256 上安裝有圓柱增壓室部分258，圓柱增壓室部分258的上端260也用作整個增壓室的氣體交換開口，在這種情況下增壓室也只由增壓室部分252和258構成。

另外且出於結合圖5、6而說明的原因，增壓室部分258的最上端260上安裝有錐形的且擴展的增壓室部分262，增壓室部分262形成用於圖3B的增壓室250的氣體交換開口264，氣體交換開口264的空截面用於當反吹管270佈置成其下端272與上端264齊平或比上端264稍高時計算截面比例，如圖3B所示。

被計算且與反吹管的空截面比較的空截面取決於反吹管的端部相對於增壓室部分262的上端的位置。

圖4示出測試裝置300，測試裝置300與下面的實例相結合的使用，以便說明與傳統的音速噴射脈衝-再生型熱氣體過濾系統相比本發明的益處。

測試裝置300包括容器302，容器302的頂部被管板304封閉，管板304容納複數個過濾元件(在下面的實例中：48個長度為1.5m的DIA-SCHUMALITH 10-20型陶瓷濾燭)。

在管板304的頂部上安裝有對應於圖3A的增壓室200的增壓室，該增壓室的上端214形成用於增壓室200的氣體交換開口，以用於與圖6結合的實例的報告。

與圖5相關所報告的測試數據源自其中增壓室200只由增壓室部分202、208構成的配置。然後氣體交換開口由增壓室部分208的上端210提供。

增壓室200的增壓室部分的尺寸如下：增壓室部分202，在其下端204處的內徑：730mm在其上端206處的內徑：210mm增壓室部分208，內徑：210mm增壓室部分212，在其下端210處的內徑：210mm在其上端214處的內徑：270mm

對應於出口處內徑的吹氣管306的內徑被改變，以用於下面的表1中列出的各種測試配置。

增壓室部件的高度等於：1175mm增壓室部分202 250mm增壓室部分208 155mm增壓室部分212

測試系統300不包括清潔氣體區段，並且容器302只提供過濾元件的環境，該環境對應于現實生活中的熱氣體過濾系統的未淨化氣體區段。為了獲得有意義的測試結果，不需要清潔氣體區段。

反吹氣管306被引導到增壓室200的氣體交換開口，該氣體交換開口通過增壓室部分208的上端210被設置在一個測試環境中(最上部的增壓室部分212被移除；測試結果在圖5中被總結)，且氣體交換開口通過增壓室部分212的上端214被設置在另一個測試環境中(測試結果在圖6中被總結)。反吹管306的下端308在所有情況下都佈置成與增壓室的氣體交換開口大體齊平。

反吹氣管306接收來自(容積為1000升(l)的)反吹氣體 容器310的反吹氣體，反吹氣體容器310借助供給管道312接收壓縮空氣。

反吹氣體容器310的供給側上的壓力狀態由可視壓力指示器314和壓力監控裝置316監控。

氣體容器310借助供給管道320(其內徑為250mm)被連接至反吹管306。供給管道320包括兩個90°的彎曲部分且借助氣動驅動閥322被連接至反吹氣管306。供給管道320、閥322和反吹氣管306的總容積等於130 l。用於操作閥322的氣動裝置以附圖表記324示意性地示出。

為了監控在增壓室200和各過濾元件內的反吹實驗期間的壓力狀態，多個壓力監控儀器330、332、334和336被安裝在增壓室200上以及一個過濾元件340上。

實驗期間獲得的、包括來自壓力監控裝置316、330、332、334、336的壓力數據被收集在計算機系統(示意性地示出為部件360)中。

圖5和6中示出的測試結果涉及在環境溫度和系統壓力下進行的測試。壓力差的值對應於反吹脈衝過程中由壓力監控裝置336測量的值。反吹氣壓被改變，如圖5、6的圖表中明顯地示出的。

現有技術的系統(基準系統)的測試配置

在基準系統的測試配置中的閥322是DN80 Muller Coax閥(供應商：Muller Co-Ax股份公司，德國)，該閥具有大約100msec的打開時間。

反吹管306具有約80mm的內徑。在反吹氣管306的出口端處，使用具有40mm內徑的噴嘴。該噴嘴定位在比增壓室的氣體交換開口214高約200mm的位置處。

空截面的比例為2.2%。

基準系統產生的反吹氣體脈衝具有音速。

用於本發明的系統的測試配置

所使用的閥322是DN150型蝶形閥(供應商：TYCO Valves and Controls Distribution有限公司，門興格拉德巴赫，德國)，該蝶形閥具有150mm的標稱直徑和約200msec的打開時間。

反吹氣體出口308佈置成分別與氣體交換開口210、214齊平。

在氣體容器中，對於1.3bar的反吹氣壓，反吹氣體脈衝具有大約90m/sec的速度。

根據本發明的配置(氣體容器的壓力差處於不同水平)中所產生的濾燭處的壓力差能被很大程度地改變。能利用本發明的配置(氣體容器的壓力只為1bar)實現與通過傳統設計(基本配置)(其中用4bar的氣體容器的壓力來產生音速噴射脈衝)獲得的壓力差大約相同的壓力差。氣體容器的壓力增大至5bar急劇地增大了壓力差，這在某種程度上取決於吹 氣管的端部與增壓室(其增壓高達明顯大於220mbar(配置5))的氣體交換開口的空截面的比例，而在基準配置中，氣體容器的壓力從4bar至7bar的增加使過濾元件處觀察到的的壓力差基本不變。

如圖5中示出的，當吹氣管出口的空截面和氣體交換開口的空截面的比例被設置為約22%(配置1)時，對於1bar的氣體容器的壓力，在過濾元件處獲得50mbar的壓力差。在氣體容器中為5bar的壓力水平下，在配置1中的壓力差增加至約130mbar。

當空截面比例增大至51%時，在5bar的氣體容器的壓力下壓力差可增大為大於200(mbar)。

為便於比較，對於4至7bar的氣體容器的壓力，現有技術的測試結果(基準配置)在圖5、6的圖表中被報告。

在圖6所提供的數據的情況下，反吹室200設置有最上部的錐形部分212，如在圖4和圖3A中示出的。

已經用反吹管出口308的空截面的與氣體交換開口214的空截面相比的三個不同的截面比例進行了測試，並且這些比例為：對於配置3為13%，對於配置4為19%且對於配置5為30%。

而且，當截面比例選擇為30%時，壓力差能從約50mbar(氣體容器的壓力為1bar)改變為增大到大於220mbar(氣體容器的壓力為5bar)。

應該注意到，根據本發明不僅清潔作用能通過選擇氣體容器的壓力而在很大壓力差範圍內被改變，而且與傳統的音速噴射脈衝系統(基準配置)相比，所需的清潔氣體的體積的量也類似。

為了在過濾元件處產生65mbar的壓力差，在配置5和基準 配置中要求有如下的狀態：基準配置：壓力7.0bar配置5：壓力1.5bar

為了獲得相似(comparable)的再生結果，經過過濾元件的相似(comparable)體積的反吹氣體必須被輸送至系統。

10‧‧‧熱氣體過濾系統

12‧‧‧過濾容器

14‧‧‧未淨化氣體區段

16‧‧‧清潔氣體區段

18‧‧‧管板

20‧‧‧未淨化氣體入口

22‧‧‧清潔氣體出口

24‧‧‧過濾元件

25‧‧‧過濾元件

26‧‧‧清潔氣體端

27‧‧‧清潔氣體端

28‧‧‧未淨化氣體部分

29‧‧‧未淨化氣體部分

30‧‧‧過濾元件組

32‧‧‧過濾元件組

34‧‧‧錐形部分

35‧‧‧微粒出口

36‧‧‧增壓室

38‧‧‧增壓室

40‧‧‧管狀延伸部

42‧‧‧管狀延伸部

44‧‧‧氣體交換開口

46‧‧‧氣體交換開口

50‧‧‧反吹裝置

52‧‧‧反吹氣體容器

54‧‧‧反吹氣管

56‧‧‧反吹氣管

58‧‧‧反吹氣閥

60‧‧‧反吹氣閥

62‧‧‧出口端

64‧‧‧出口端

Claims (15)

1. 一種熱氣體過濾系統，其包括：過濾容器；管板，其將該過濾容器的內部分成清潔氣體區段和未淨化氣體區段，該過濾容器包括在其未淨化氣體區段的未淨化氣體入口和在其清潔氣體區段的清潔氣體出口；複數個過濾元件，該等複數個過濾元件具有未淨化氣體部分和清潔氣體端，且該等複數個過濾元件佈置成兩組或更多組，每組過濾元件有兩個或更多個過濾元件，該等過濾元件以它們的清潔氣體端連接至該管板且以它們的未淨化氣體部分伸入該過濾容器的內部的未淨化氣體區段；兩個或更多個增壓室，其容納在該過濾容器的內部的該清潔氣體區段，每個增壓室容納一組過濾元件中的過濾元件的清潔氣體端，每個所述增壓室包括氣體交換開口，該氣體交換開口提供增壓室內部與該過濾容器的內部的清潔氣體區段的直接流體連通；反吹裝置，其包括反吹氣體容器和用於每組過濾元件的反吹氣管，該反吹氣管具有定位在該過濾容器的該清潔氣體區段中的出口，反吹氣管的該出口被引導到增壓室的氣體交換開口處，該反吹氣管的該出口具有的空截面為該增壓室的該氣體交換開口的空截面的約10%至約90%。
2. 如申請專利範圍第1項所述的熱氣體過濾系統，其中該反吹氣管的該空截面等於該增壓室的該氣體交換開口的空截面的約12%或更多，較佳地為約15%至約50%，更佳地為約20%至約40%。
3. 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述的熱氣體過濾系統，其中該反吹氣管的該出口定位在該增壓室的該氣體交換開口的大約上端處，且係可選擇地與該氣體交換開口的該上端大約齊平。
4. 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述的熱氣體過濾系統，其中 該反吹氣管設置成其出口伸入該增壓室的該氣體交換開口內。
5. 如申請專利範圍第1-4項中任一項所述的熱氣體過濾系統，其中為每組過濾元件設置單獨的增壓室和反吹氣管。
6. 如申請專利範圍第1-5項中任一項所述的熱氣體過濾系統，其中該增壓室具有非圓形的構型。
7. 如申請專利範圍第1-6項中任一項所述的熱氣體過濾系統，其中該反吹裝置包括反吹閥，該反吹閥較佳地具有的標稱直徑與該反吹氣管的內徑相比為約0.8至約1.1，更加地為約0.9至約1.1。
8. 如申請專利範圍第7項所述的熱氣體過濾系統，其中該反吹閥具有的打開時間為約400毫秒或更少，較佳地為約200毫秒或更少。
9. 如申請專利範圍第1-8項中任一項所述的熱氣體過濾系統，其中該熱氣體過濾系統包括多個安全熔斷部件，每個過濾元件在其清潔氣體端處被連接至一個安全熔斷部件。
10. 如申請專利範圍第1-9項中任一項所述的熱氣體過濾系統，其中該反吹裝置設計成向該增壓室提供反吹氣體的脈衝。
11. 如申請專利範圍第10項所述的熱氣體過濾系統，其中由該反吹裝置提供的噴射脈衝被輸送到該增壓室的該氣體交換開口，以便清潔氣體區段的一定體積的清潔氣體被吸入該增壓室。
12. 如申請專利範圍第10或11項中任一項所述的熱氣體過濾系統，其中該噴射脈衝作為非音速噴射脈衝被輸送到該增壓室的該氣體交換開口。
13. 一種用於再生如申請專利範圍第12項所述的熱氣體過濾系統的製程，該製程包括將反吹氣體的非音速噴射脈衝從反吹氣體容器經由反吹氣管提供到至少一組過濾元件的增壓室內。
14. 如申請專利範圍第13項所述的製程，其中該非音速噴射脈衝被輸送到該增壓室的該氣體交換開口，以便該氣體交換開口將來自清潔氣體區 段的清潔氣體吸入該增壓室。
15. 如申請專利範圍第13或14項中任一項所述的製程，其中在各組過濾元件中的一些組進行持續的過濾操作期間，噴射脈衝被提供給剩餘組的過濾元件。