專利名稱：雙程移動床顆粒層過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本
發(fā)明內(nèi)容
屬于過濾分離裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于在高溫高壓下進行煤氣和煙氣除塵的移動床顆粒層過濾器。
背景技術(shù)：
整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)和增壓流化床聯(lián)合循環(huán)(PFBC-CC)是目前公認的能較好解決燃煤發(fā)電系統(tǒng)中節(jié)能與環(huán)保兩大難題的清潔煤發(fā)電技術(shù)，而移動顆粒層過濾除塵則被認為是最有希望并最具發(fā)展?jié)摿Φ挠糜贗GCC和PFBC-CC的高溫除塵技術(shù)之一。顆粒層過濾器是利用物理和化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定的固體顆粒組成過濾層以實現(xiàn)對氣體過濾的裝置，具有耐高溫及持久性好的優(yōu)點，通過設(shè)計上的改進，顆粒層過濾器還可以與煙氣脫硫相結(jié)合，從而拓展自身的性能。
對于移動床顆粒層過濾器來說，按床層和氣流運動的方向可分為交叉流、順流和逆流三種形式。交叉流形式是氣流流動方向與顆粒層移動方向垂直，由于不易形成穩(wěn)定的塵粒沉積層，因而過濾效率較低。順流形式是氣流流動方向與顆粒層移動方向相同，它容易形成塵粒的沉降層，與交叉流形式相比空隙率的變化較小，但由于氣流流動方向和顆粒層移動方向相同，容易將已捕集的塵粒夾帶并使塵粒返混，降低了捕集效率，而且這種床層形式布置起來也比較困難。逆流形式是氣流流動方向與顆粒層移動方向相反，一般含塵氣流由下向上流動，顆粒層由上向下運動，顆粒層的移動對垂直氣流方向上的顆粒層空隙率影響較小，加之顆粒層沉積的灰塵在過濾氣體氣流方向上是逐漸減少的，在氣體離開顆粒層之前，遇到的總是干凈的顆粒層，因此較好地防止了已沉積灰塵的返混和夾帶，其形式比交叉流形式和順流形式優(yōu)越，但氣體/顆粒逆流運行的先決條件是氣體表觀過濾速度小于臨近界流化速度，這在一定程度上限制了逆流式移動床顆粒層過濾器的設(shè)備出力。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題做出改進，提供一種結(jié)構(gòu)合理、運行穩(wěn)定、可有效防止已沉積顆粒的返混和夾帶并可使除塵效率得以進一步提高的雙程移動床顆粒層過濾器。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的而采用的技術(shù)解決方案是這樣的所提供的雙程移動床顆粒層過濾器具有一個由上封頭、筒體和下封頭圍合構(gòu)成的直立圓筒狀殼體，殼體上端設(shè)有過濾氣體進口管和濾料進口管，殼體側(cè)壁和下端分別設(shè)有過濾氣體出口管和濾料出口管，在殼體內(nèi)腔上部裝有一個與濾料進口管連通的圓筒形集氣筒體，在集氣筒體內(nèi)設(shè)有一個分區(qū)筒體，分區(qū)筒體的上、下緣分別低于集氣筒體的上、下緣，過濾氣體進口管由殼體上封頭穿過后，經(jīng)集氣筒體伸入分區(qū)筒體內(nèi)；在殼體內(nèi)腔下部設(shè)有與殼體底部濾料出口管連通的過濾器錐斗。該過濾器工作過程中，由氣體進口管進入殼體內(nèi)的含塵氣體先與濾料顆粒順流向下流動，后進入相鄰濾料區(qū)與濾料顆粒逆流向上流動，由順流區(qū)帶出的灰塵，在逆流區(qū)再次得到捕集，這樣就進一步提高了除塵效率。
本發(fā)明所述的雙程移動床顆粒層過濾器采用圓筒進行濾料的分區(qū)和氣體的導(dǎo)流，可在400～800℃、1.0～3.0MPa的高溫高壓下進行煤氣和煙氣除塵。相關(guān)的試驗研究表明，該過濾器可以實現(xiàn)顆粒層過濾與氣力循環(huán)清灰的一體化運行。在制作結(jié)構(gòu)上，該過濾器結(jié)合了順流和逆流移動床的特點，一方面過濾氣體進口在順流過濾區(qū)，由于順流過濾可以有比逆流過濾大的過濾速度，避免了單純逆流過濾時可能由于氣體進口區(qū)域速度過大而產(chǎn)生局部流化問題，另一方面，過濾氣體出口在逆流過濾區(qū)上方，氣體離開顆粒層時遇到的為干凈的顆粒，避免了單純采用順流過濾過程中氣體與濾料顆粒分離時對灰塵的夾帶，此外，顆粒層中氣體流向的改變也可以提高過濾時慣性碰撞對灰塵的捕集作用。本發(fā)明的過濾器可以通過改變集氣筒體、分區(qū)筒體、過濾氣體進口管的長度來調(diào)節(jié)順流、逆流的流程長度。
與本領(lǐng)域目前公知的其他過濾器相比，本發(fā)明所述過濾器在400～800℃范圍時具有明顯的優(yōu)勢，可替代價格較高的金屬或陶瓷過濾器，其產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于潔凈煤發(fā)電、冶金、化工、煤炭及城市環(huán)保等多種領(lǐng)域的凈化或資源回收系統(tǒng)中，對工業(yè)界減少粉塵排放、回收貴重催化劑或原料都有重要的意義，推廣應(yīng)用前景廣闊。
圖1為本發(fā)明一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為采用本發(fā)明所述過濾器實施除塵工藝的動態(tài)工作過程示意圖。
具體實施例方式
參見圖1，這種雙程移動床顆粒層過濾器由過濾器殼體1、集氣筒體2、分區(qū)筒體3、過濾器錐斗4、過濾氣體進口管5、過濾氣體出口管6、濾料進口管7、濾料出口管8構(gòu)成。過濾器殼體1包括自上而下圍合構(gòu)成的上封頭1.1、筒體1.2、下封頭1.3三部分。集氣筒體2、分區(qū)筒體3和過濾氣體進口管5與過濾器筒體1.2軸線重合，布置在過濾器上部。集氣筒體2為圓筒形構(gòu)件，其上緣與上封頭1.1相連。在該顆粒層過濾器內(nèi)裝入濾料9后，過濾器殼體1上腔內(nèi)壁、集氣筒體2外壁和過濾器內(nèi)堆積的濾料9上表面圍成的環(huán)形空間構(gòu)成集氣空間10。分區(qū)筒體3在集氣筒體2內(nèi)，其上緣和下緣分別低于集氣筒體2的上緣和下緣，在過軸線平面上布置若干塊用于連接分區(qū)筒體3與集氣筒體2或過濾器筒體1.2的鋼板(圖中未畫出)，起支撐作用。過濾氣體進口管5在過濾器上部中心位置，管體穿過上封頭1.1伸入至分區(qū)筒體3內(nèi)，管的下端為喇叭口。過濾氣體出口管6與過濾器筒體1.2上部相接并與集氣空間10相通。過濾器錐斗4設(shè)在過濾器下部，錐斗的上、下緣與過濾器殼體1通過點焊的方式相連。濾料進口管7與過濾器上封頭1.1相連，其進口端與集氣筒體2內(nèi)側(cè)相通。濾料出口管8在過濾器下部中心位置，與下封頭1.3和過濾器錐斗4相連。
采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)方案實施的雙程移動床顆粒層過濾系統(tǒng)及除塵工藝流程如圖2所示。雙程移動床顆粒層過濾系統(tǒng)由雙程移動床顆粒層過濾器和氣力循環(huán)清灰系統(tǒng)11構(gòu)成，氣力循環(huán)清灰系統(tǒng)11包括循環(huán)供料器11.1、輸送管11.2、清灰器11.3、旋風(fēng)分離器11.4、卸灰裝置11.5等。系統(tǒng)實際工作中，濾料9經(jīng)濾料進口管7進入過濾器上部集氣筒體2內(nèi)側(cè)，在分區(qū)筒體3上緣分為內(nèi)、外兩股向下流動，再在分區(qū)筒體3下緣匯合后向下落入過濾器錐斗4；由氣化爐來的高溫、高壓從過濾氣體進口管5進入雙程移動床顆粒層過濾器后，先向下與分區(qū)筒體3內(nèi)的濾料作順流流動，在分區(qū)筒體3下緣改變方向，與濾料9作逆流流動，繼而通過濾料進入集氣筒體2外側(cè)的環(huán)形集氣空間10，從過濾氣體出品管6流出；煤氣中的灰塵在煤氣與濾料9作順流流動時，部分被濾料9捕集并攜帶向下運動，在順流流動中未被捕集的灰塵和捕集后被氣流夾帶的灰塵將在煤氣與濾料9作逆流流動時，進一步得到捕集；分區(qū)筒體3內(nèi)側(cè)和外側(cè)攜塵濾料9向下經(jīng)過濾器錐斗3出過濾器，通過濾料出口管5，進入循環(huán)供料器11.1；在高壓氮氣的攜帶下，濾料9和灰塵經(jīng)輸送管11.2進入清灰器11.3中，在清灰器11.3中使濾料9與灰塵分離；清灰器11.3內(nèi)濾料9通過濾料進口管7進入過濾器內(nèi)循環(huán)使用，灰塵被清灰氣體攜帶出清灰器11.3后進入旋風(fēng)分離器11.4，所捕集到的灰塵經(jīng)卸灰裝置11.5排出，而未捕集到的少量灰塵則被清灰氣體攜帶到后續(xù)工藝進行處理。由于過濾錐斗3與過濾器殼體1是點焊連接，錐斗內(nèi)外氣體壓力平衡。
權(quán)利要求
1.一種雙程移動床顆粒層過濾器，具有一個由上封頭(1.1)、筒體(1.2)和下封頭(1.3)圍合構(gòu)成的直立圓筒狀殼體(1)，殼體(1)上端設(shè)有過濾氣體進口管(5)和濾料進口管(7)，殼體側(cè)壁和下端分別設(shè)有過濾氣體出口管(6)和濾料出口管(8)，其特征是在殼體(1)內(nèi)腔上部裝有一個與濾料進口管(7)連通的圓筒形集氣筒體(2)，在集氣筒體(2)內(nèi)設(shè)有一個分區(qū)筒體(3)，分區(qū)筒體(3)的上、下緣分別低于集氣筒體(2)的上、下緣，過濾氣體進口管(5)由殼體上封頭(1.1)穿過后，經(jīng)集氣筒體(2)伸入分區(qū)筒體(3)內(nèi)；在殼體(1)內(nèi)腔下部設(shè)有與殼體底部濾料出口管(8)連通的過濾器錐斗(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙程移動床顆粒層過濾器，其特征是布置在過濾器上部的集氣筒體(2)、分區(qū)筒體(3)和過濾氣體進口管(5)與過濾器筒體(1.2)軸線重合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在高溫高壓下進行煤氣和煙氣除塵的移動床顆粒層過濾器，它具有一個由上封頭、筒體和下封頭圍合構(gòu)成的帶過濾氣體進口管、濾料進口管、過濾氣體出口管和濾料出口管的直立圓筒狀殼體，在殼體內(nèi)腔上部裝有一個與濾料進口管連通的圓筒形集氣筒體，在集氣筒體內(nèi)設(shè)有一個分區(qū)筒體，分區(qū)筒體的上、下緣分別低于集氣筒體的上、下緣，過濾氣體進口管由殼體上封頭穿過后，經(jīng)集氣筒體伸入分區(qū)筒體內(nèi)；在殼體內(nèi)腔下部設(shè)有與殼體底部濾料出口管連通的過濾器錐斗。工作過程中，由氣體進口管進入過濾器的含塵氣體先與濾料顆粒順流向下流動，后進入相鄰濾料區(qū)與濾料顆粒逆流向上流動，由順流區(qū)帶出的灰塵，在逆流區(qū)再次得到捕集，實現(xiàn)高效除塵的目的。
文檔編號B01D46/30GK1552503SQ20031011894
公開日2004年12月8日 申請日期2003年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月18日
發(fā)明者郜時旺, 許世森, 危師讓, 夏軍倉 申請人:國電熱工研究院