生物质高温除尘系统

摘要

本发明公开了一种生物质高温除尘系统，它由除尘器、引风机、螺旋输送机、水封装置、循环水槽、吹风机、放散器组成。由于设置了可反吹洁净可燃气入除尘器中的吹风机，并通过除尘器燃气出口逆向回流，疏通了除尘器的除尘单元，使除尘单元不会被堵塞，防止因为堵塞使除尘器内部形成高压，提高了系统的安全性。再者，本除尘系统还设置了水封装置，当除尘器内部压力超过一定限度时，可燃气由水封装置排出，达到卸压的作用，保证整个除尘系统不会发生重大危险。

权利要求

1.一种生物质高温除尘系统，由用于除去生物质可燃气中所含杂质的除尘器、用于吸引含杂质生物质可燃气输入至除尘器的引风机、用于输出废渣的螺旋输送机、用于防止除尘器爆破的水封装置、用于给水封装置提供水源的循环水槽、用于反向的向除尘器吹入洁净生物质可燃气的吹风机、用于排出部分洁净可燃气的放散器组成；

所述除尘器的燃气入口连接引风机，除尘器的燃气出口连接吹风机和放散器，除尘器的上部设置水封装置，除尘器的杂质出口连接螺旋输送机；所述水封装置与循环水槽连接；

其特征在于：所述除尘器的箱体内侧壁安装过滤槽，并在所述过滤槽内铺设滤网，滤网上面还铺有一层过滤介质以过滤含杂质生物质燃气，所述过滤槽的下部具有容纳干净生物质燃气的风室，该风室具有燃气出口。

2.根据权利要求1所述的生物质高温除尘系统，其特征在于，所述过滤槽由具有网格的栅格板、侧板和斜板组成，侧板连接水平布设的栅格板和倾斜的斜板，栅格板、侧板和斜板围与箱体内侧围成风室。

3.根据权利要求2所述的生物质高温除尘系统，其特征在于，所述侧板与栅格板相互垂直，斜板与水平线的夹角为10～20°。

4.根据权利要求3所述的生物质高温除尘系统，其特征在于，所述侧板还连接有导板。

5.根据权利要求4所述的生物质高温除尘系统，其特征在于，所述侧板、斜板和导板被保温材料包裹其中。

6.根据权利要求1所述的生物质高温除尘系统，其特征在于，所述箱体内腔呈四方腔体，所述过滤槽位于左边，所述杂质出口位于下边的右端。

说明书

生物质高温除尘系统

技术领域

[0001] 本发明属于一种除尘领域，具体是涉及一种在高温环境下有效除去杂质的除尘系统。

背景技术

[0002] 高温除尘技术是冶金、能源、化工、材料、焚烧等领域工业炉窑节能减排的重要设备。国际在高温除尘技术的研究中，主要有旋风除尘、高温电除尘、陶瓷滤管过滤、金属滤管过滤和颗粒床过滤等形式。

[0003] 中低温旋风除尘器(＜400℃)应用广泛，其特点是结构简单、操作容易、价格低廉，但除尘效率不高，即使是最高效的旋风除尘器，对于50μm粉尘，除尘效率只能达到96％左右；对5μm粉尘，只有73％左右；而对1μm，仅为27％左右。对于高温旋风除尘，含尘气体粘性变大，颗粒的高温特性也发生变化，旋风除尘效果更差。因此，即使三个旋风除尘器串联，除尘效果也不能满足环保排放要求，旋风除尘器只能作为预除尘。

[0004] 美、德、日本等国对电除尘器用于高温除尘进行了探索。目前，已有达到在650～790℃、570kpa下运行100小时的实验记录，除尘效率可达到95％～99.5％。但存在电晕放电不稳定、电极寿命短、对烟气成分敏感、高温绝缘等问题，短时间内，很难突破。

[0005] 陶瓷滤管的突出优点是过滤效率高，突出问题是可用率和可靠性低，存在诸如管子与管板间密封失效；热冲击、机械冲击造成过滤管脆断；管间灰桥热胀冷缩挤裂过滤管；热蠕变；与碱金属等成分反应烧结或局部高温烧结；永久性灰沉积结壳等问题。

[0006] 金属滤管比陶瓷滤管强度大、热导性好，滤层薄，阻降低，突出问题是抗氧化性、抗腐蚀性、耐温性低，氧化气氛下耐温低于450℃，还原气氛下低于600℃。

[0007] 颗粒床过滤耐高温、耐腐蚀，经济实用可靠，突出问题是对小于10μm尘粒，特别是对亚微米微粒过滤效率低。

[0008] 经过研究发现，颗粒床过滤耐高温、耐腐蚀，经济实用可靠，若能使颗粒床过滤对微米和亚微米粒子过滤效率提高到陶瓷滤管水平，那么毫无疑问将成为最有竞争力的高温除尘技术。

[0009] 分析国内外研究文献可知，要提高颗粒床过滤效率，必须减小颗粒层滤料粒径，但是减小颗粒层滤料粒径也是有限的。粒径太小，颗粒层压降增长太快，对于移动颗粒床，就不得不提高颗粒层移动速度，导致颗粒间错动大而产生二次扬尘，反而使过滤效率降低，而对于固定床，高压降下表面粉饼易穿孔，使过滤效率快速下降，所以仅靠减小颗粒层滤料粒径，来提高过滤效率是有限的，难以从根本上解决颗粒床过滤效率低的问题。

[0010] 为了从根本上解决颗粒床过滤效率低的问题，宁波大学杨国华发明了多层滤料颗粒床梯级过滤新技术，基本原理是：多层滤料颗粒床由上下两层滤料组成，亦可由上中下三层滤料组成。上层滤料颗粒大、空隙大，容尘量大、压降低，呈深床过滤特性，可起提高床层容尘量、延长清灰周期，保护细颗粒层的作用；中间层滤料颗粒较细，呈浅层过滤特性(粉尘渗入滤层浅而少)，起进一步保护细颗粒层的作用；下层滤料颗粒最细，滤料层表面可形成粉饼，以尘滤尘，呈表面过滤特性，高效率截获微米和亚微米粒子，特别是因为有了上层滤料、中层滤料的保护，可使到达该细颗粒层的粉尘浓度降低到上层滤料层入口粉尘浓度的1/75～1/200，大大地降低细颗粒层粉饼压降的增长速度，显著提高微细粉尘的过滤效率，延长清灰周期。

[0011] 多层滤料颗粒床梯级过滤新技术的核心在于：梯级过滤，即：粗滤料过滤粗粉尘，细滤料过滤细粉尘，从而达到高效率和低压降，这是任何单层滤料颗粒床都不可能达到的。

[0012] 多层滤料颗粒床梯级过滤新技术的巧妙之处在于：各层滤料的粒径自上而下依次逐层减小，而各层滤料的颗粒密度则自上而下依次逐层增大，使各层滤料依次梯级过滤，且能在同一气速下共同流化、快速清灰、而互不相混，梯级过滤性能永远不变。下面对现有几种典型颗粒层过滤除尘技术作一简单介绍。

[0013] 耙式清灰颗粒层滤尘器。这是一种颗粒层放置于水平筛网上的固定床过滤器，它采用回转耙子搅拌滤层并结合回风清灰。70年代曾由德国Munich除尘设备公司制造出售。曾有十几个水泥厂安装了该过滤器。但耙子在约1年时间内就坏了。该装置缺点是梳耙的传动机构容易出现卡阻、磨损，筛网容易被颗粒堵塞等。

[0014] 沸腾颗粒层除尘器。这也是一种颗粒层放置于水平筛网上的固定床过滤器，过滤过程和单耙式相似，清灰时，反吹空气以一定流速和压力从颗粒层下面经气流分布板鼓入，使颗粒层呈流态化(即沸腾状态)，使积于颗粒层中的粉尘因颗粒间碰撞、摩擦而脱落，被反吹气流带走，达到颗粒层清灰的目的。Ducon公司于1970年提出这种流态化反吹清灰方式的颗粒层除尘器，并设计了几种形式，但未曾工业试验和应用。

[0015] 错流式移动床颗粒层滤尘器。错流式移动床颗粒层滤尘器是移动床颗粒层滤尘器最早出现的一种型式，基本原理是，滤料在筛网或百叶窗式板的夹持下保持一定厚度的垂直滤层，并因重力作用自上而下移动，含尘气体水平通过颗粒层，形成交叉流，粉尘被滤层截留，气体得到净化。1995年发表的论文中报道印度正在开发一种移动床过滤器，用于PFBC高温烟气的过滤除尘。其特点是循环滤料采用气力输送方式，滤料与粉尘由上部一惯性分离器分离，气力输送用的含尘气由旋风除尘器和布袋除尘器两级串联净化。

[0016] 无筛逆流移动层过滤器。无筛逆流移动层过滤器是由美国研究开发，过滤器直径已达4m，达到了工业应用的规模。90年代未中国国家电力公司热工研究院在国家九五科技攻关项目和国家重点基研究发展规划项目资助下也研究开发了无筛逆流移动层过滤器试验系统。

发明内容

[0017] 为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种能够在高温下达到良好除尘效果的除尘系统。

[0018] 为了实现以上目的，本发明的技术方案如下：一种生物质高温除尘系统由以下设备组成：用于除去生物质可燃气中所含杂质的除尘器；用于吸引含杂质生物质可燃气输入至除尘器的引风机；用于输出废渣的螺旋输送机；用于防止除尘器爆破的水封装置；用于给水封装置提供水源的循环水槽；用于反向的向除尘器吹入洁净生物质可燃气的吹风机；用于排出部分洁净可燃气的放散器。

[0019] 进一步地，所述除尘器的燃气入口连接引风机，除尘器的燃气出口连接吹风机和放散器，除尘器的上部设置水封装置，除尘器的杂质出口连接螺旋输送机；所述水封装置与循环水槽连接。

[0020] 所述箱体内侧壁安装过滤槽，并在所述过滤槽内铺设滤网，滤网上面还铺有一层过滤介质以过滤含杂质生物质燃气，所述过滤槽的下部具有容纳干净生物质燃气的风室，该风室具有燃气出口。

[0021] 所述过滤槽由具有网格的栅格板、侧板和斜板组成，侧板连接水平布设的栅格板和倾斜的斜板，栅格板、侧板和斜板围与箱体内侧围成风室。

[0022] 所述侧板与栅格板相互垂直，斜板与水平线的夹角为10～20°。

[0023] 所述侧板还连接有导板。

[0024] 所述侧板、斜板和导板被保温材料包裹其中。

[0025] 所述箱体内腔呈四方腔体，所述过滤槽位于左边，所述杂质出口位于下边的右端。

[0026] 与现有技术相比，本除尘系统由于设置了可反吹洁净可燃气入除尘器中的吹风机，并通过除尘器燃气出口逆向回流，疏通了除尘器的除尘单元，使除尘单元不会被堵塞，防止因为堵塞使除尘器内部形成高压，提高了系统的安全性。再者，本除尘系统还设置了水封装置，当除尘器内部压力超过一定限度时，可燃气由水封装置排出，达到卸压的作用，保证整个除尘系统不会发生重大危险。

附图说明

[0027] 图1为除尘系统的系统组成图。

[0028] 图2为除尘器的结构示意图。

[0029] 图3为过滤槽的结构示意图。

[0030] 图4为图3的俯视图。

具体实施方式

[0031] 如图1所示，生物质高温除尘系统由引风机26、除尘器25、吹风机27、螺旋输送机30、循环水槽29、放散器28组成。除尘器25的燃气入口连接引风机26，引风机26将含杂质生物质可燃气送入到除尘器中。除尘器25的燃气出口连接吹风机27和放散器28，吹风机27是向除尘器反向吹入洁净生物质可燃气，以清除堵塞，放散器是将多余的生物质可燃气排放到大气中，或是放散出生物质可燃气，供取样观察。除尘器25的上部设置水封装置
5，除尘器25的杂质出口连接螺旋输送机30。水封装置5与循环水槽29连接。吹风机和放散器的入口均安装有开关阀。

[0032] 如图2所示，除尘器25由箱体1、过滤槽2、滤网3、防爆水封5和反吹管6组成。箱体1的内腔为四方腔体，箱体顶部开设有燃气入口7，箱体左侧开设有燃气出口8，箱体下部偏右开设有杂质出料口9，箱体左内侧安装两套过滤槽2，燃气出口8连接反吹管6，反吹管安装有截止阀10，截止阀10与燃气出口8之间开设反吹入口20，杂质出料口9连接出料斗21。

[0033] 如图3所示，过滤槽2由栅格板11、骨架和浇筑材料14组成。栅格板11水平设2
置，用于铺设具有细孔的过滤零件，其稀疏地开设有栅格16，栅格16的面积至少为9.0cm。
骨架由侧板13、斜板12和导板15连接组成。侧板13垂直设置，其同一侧面连接有栅格板
11和斜板12，斜板12位于栅格板11的下面，斜板12位于侧板13的下端。斜板12与水平线面成15°夹角。栅格板11的底面、侧板13的内侧面与斜板12的顶面共同围成一个半封闭的风室22，风室22与燃气出口8连通。侧板13的上端连接倾斜的导板15，导板向外倾斜。为了增强骨架的强度及耐高温，骨架需包裹一层保温浇筑材料14。如图4所示，过滤槽的总体宽度为1米至3米，侧面17均贴紧于箱体前后内侧，侧面18贴紧于箱体左内侧形成过滤单元。栅格板11上面铺设一层滤网3，滤网上细孔直径1mm左右，并在滤网铺上石英砂
4作为过滤介质。

[0034] 为了防止箱体内出现高温高压而导致危险，在箱体顶部还开设有放散口19，并在放散口19安装有水封装置5。为了在除尘器运行初期的温度尽快接近生物质燃气温度，事先点燃进入除尘器的燃气从而达到预热除尘器的目的，在靠近燃气入口处设置有烧嘴23。

[0035] 本系统的工作原理如下：当含杂质的生物质燃气从进入箱体内后，粗重杂质沉降于杂质出口，而轻细杂质仍然伴随燃气经过过滤槽，在过滤介质的阻隔下轻细杂质沉积于过滤介质表层，经过过滤的干净燃气进入风室，由燃气出口排出；当杂质过量地沉积于过滤介质表层时，使压降增大，甚至影响上游设备正常运行，此时，通过向反吹管逆向吹入不可燃气体，使沉积的杂质飘起而下降至杂质出口，达到自动清除堵塞杂质的目的。比起人工在清除堵塞杂质时，需等箱体内温度降低到适合人工作业温度再作业的方法，本发明能够在高温状态下实现自动清除堵塞作业，更方便快捷，省人工。