中空纤维膜反吹组件总成替换布袋除尘器布袋的结构转让专利
申请号 : CN201911323727.2
文献号 : CN110787549B
文献日 : 2020-12-15
发明人 : 郭绍华
申请人 : 广东风和洁净工程有限公司
摘要 :
一种布袋除尘器改进结构。将中空纤维膜反吹组件总成安装在原布袋除尘器大花板上的大花板板孔中，在不改变现役布袋除尘器的主体结构，不增加风阻的前提下，用中空纤维膜反吹组件总成直接替换除尘布袋总成。可以提高过滤效率1000倍以上，节省大量设备更新费用。本结构用于新建除尘器设计，可降低除尘器箱体高度4‑‑7米。
权利要求 :
1.中空纤维膜反吹组件总成替换布袋除尘器布袋的结构，其特征在于：所述中空纤维膜反吹组件总成由中空纤维膜膜丝（01）、密封胶（03）、结合圈（04）、中空纤维膜反吹组件总成中的浇筑层部分（05）、反吹空气接头（06）、中空纤维膜反吹组件总成（ 07 ） 的壳体部分、蝶型出气口阻塞片（08）、旋转气缸（09）、取样管接头（10）、上搭扣和下搭扣（11）、密封环（12）、出气口（13）组成；
其中，所述中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体部分顶面有出气口（13），旋转气缸（09）安装在中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体部分的顶面；蝶型出气口阻塞片（08）安装在中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体内部，位于出气口（13）的下方，与旋转气缸（09）固定连接；反吹空气接头（06）位于中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体的侧面；结合圈（04）安装在中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体外壁的下端；中空纤维膜膜丝（01）和中空纤维膜反吹组件总成中的浇筑层部分（05）位于中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体内的下端；
密封胶（03）位于结合圈（04）与所述原布袋除尘器的大花板的结合部，或位于中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体部分与所述原布袋除尘器的大花板的结合部；
将所述中空纤维膜反吹组件总成的组件头下端部分通过一个结合圈（04）或直接插在所述布袋除尘器的大花板之上的大花板板孔中，周边涂覆密封胶（03），将其固定、密封，用中空纤维膜反吹组件总成替代了原布袋除尘器的布袋总成。
说明书 :
中空纤维膜反吹组件总成替换布袋除尘器布袋的结构
技术领域
[0001] 一种布袋除尘器改进结构；特别是中空纤维膜组件替换布袋的改进结构。
背景技术
[0002] 布袋除尘器已经广泛应用于粉尘处理领域。布袋除尘器的原理，是利用织物表面的孔隙拦截粉尘，进而形成粉饼，再通过粉饼进行更高精度的过滤，当粉饼过厚造成风阻上升到一定程度后利用震动或压缩空气反吹，吹落粉饼，开始下一循环的粉饼形成和过滤过程。因此布袋除尘器的过滤精度是锯齿波形的，其总的过滤效率是这个锯齿波的平均值。布袋除尘器的输出精度大部分的都在3---30mg/m³，最好可以做到1mg/m³左右，这种布袋的价值也很高。但是，1---30mg/m³处理效果在很多场合是不能令人满意的，特别是在处理二噁英、铅烟、焊烟、氟化氢等场合，或者需要用活性炭、曝气、填料塔等方法处理烟气的场合，同时，社会对于粉尘处理的精度要求也在不断提高。
进一步提高处理精度很有必要，郭绍华发明的中空纤维膜滤芯处理烟气的技术，如（2019102178393）。在风阻不增加的条件下，可以把处理精度提高1000倍，已经有了较为成熟的工业应用。可是，这种技术出现后，面临的是已经有大量布袋除尘器装备生产线的局面，整体更新设备的投资和浪费是巨大的，因此，必须研发在现有布袋除尘器装置结构基础之上的改进措施，将新技术运用到现有的布袋除尘器之上，才有利于节省资源，实现技术进步和推广。
此前，（CN202590531U）公开了一种筒式过滤器，并具体涉及替代传统布袋式除尘器的改进结构。但是，根据业内常识，褶式除尘器是历史悠久的成熟技术，即使用于替代布袋，在高粉尘处理时，过滤精度也不可能达到1mg/m³以内（国标是6 mg/m³），如果可能，也必须以极大的风阻为代价，对原布袋除尘器做较大的改动。事实上，十几年时间过去了，并没有看到该技术替代现役布袋除尘器成功达到微克级水平的资料和报道。但是，作为一种思路的启发意义在于：有用其他滤材替代布袋除尘器中的布袋的可能性。
（CN110064261A）公开了一种处理高湿度、高温、高粉尘烟气的高精度除尘器，显示了用中空纤维膜滤芯替代布袋除尘器中的布袋的潜力和启发。
该方案的特点是由气缸驱动的封碗阵列组成反吹装置。原理是：膜组件装在花板孔中，在膜组件的上方有一个封碗，当反吹工况时，封碗被气缸推动，盖住膜组件，通入反吹气流，正常过滤工况时，封碗抬起。所以，封碗是移动的，膜组件是固定的，相互是独立的元件和机构。该装置结构复杂、对现役布袋除尘器的改动过大、很多现役布袋除尘器没有足够的空间来安装该装置、由于现役布袋除尘器的改造，只能利用检修停机的短暂时间窗口快速更换，也没有足够时间安装这样复杂的新装置。因此，这种方案在很多场合无法使用。
更好的方法，是将膜组件、反吹密封壳体、封闭装置、封闭装置的驱动装置整合在一起，构成一个中空纤维膜反吹组件总成，将能有效解决上述问题。
进一步提高处理精度很有必要，郭绍华发明的中空纤维膜滤芯处理烟气的技术，如（2019102178393）。在风阻不增加的条件下，可以把处理精度提高1000倍，已经有了较为成熟的工业应用。可是，这种技术出现后，面临的是已经有大量布袋除尘器装备生产线的局面，整体更新设备的投资和浪费是巨大的，因此，必须研发在现有布袋除尘器装置结构基础之上的改进措施，将新技术运用到现有的布袋除尘器之上，才有利于节省资源，实现技术进步和推广。
此前，（CN202590531U）公开了一种筒式过滤器，并具体涉及替代传统布袋式除尘器的改进结构。但是，根据业内常识，褶式除尘器是历史悠久的成熟技术，即使用于替代布袋，在高粉尘处理时，过滤精度也不可能达到1mg/m³以内（国标是6 mg/m³），如果可能，也必须以极大的风阻为代价，对原布袋除尘器做较大的改动。事实上，十几年时间过去了，并没有看到该技术替代现役布袋除尘器成功达到微克级水平的资料和报道。但是，作为一种思路的启发意义在于：有用其他滤材替代布袋除尘器中的布袋的可能性。
（CN110064261A）公开了一种处理高湿度、高温、高粉尘烟气的高精度除尘器，显示了用中空纤维膜滤芯替代布袋除尘器中的布袋的潜力和启发。
该方案的特点是由气缸驱动的封碗阵列组成反吹装置。原理是：膜组件装在花板孔中，在膜组件的上方有一个封碗，当反吹工况时，封碗被气缸推动，盖住膜组件，通入反吹气流，正常过滤工况时，封碗抬起。所以，封碗是移动的，膜组件是固定的，相互是独立的元件和机构。该装置结构复杂、对现役布袋除尘器的改动过大、很多现役布袋除尘器没有足够的空间来安装该装置、由于现役布袋除尘器的改造，只能利用检修停机的短暂时间窗口快速更换，也没有足够时间安装这样复杂的新装置。因此，这种方案在很多场合无法使用。
更好的方法，是将膜组件、反吹密封壳体、封闭装置、封闭装置的驱动装置整合在一起，构成一个中空纤维膜反吹组件总成，将能有效解决上述问题。
发明内容
[0003] 针对上述问题，本发明的目的在于，提出一种中空纤维膜组件反吹总成的技术方案，在原有布袋除尘器设计和结构的基础之上，不改变原有布袋除尘器的整体结构设计，在不改变其风机进出、风系统、清灰系统、反吹系统的主体结构的前提下，将原有布袋除尘器的布袋替换成中空纤维膜组件反吹总成，将原有布袋除尘器的处理效率和精度提高1000倍，极大方便替换布袋的改装工作。中空纤维膜反吹组件总成替换布袋除尘器布袋的结构，其特征在于：所述中空纤维膜反吹组件总成由中空纤维膜膜丝（01）、密封胶（03）、结合圈（04）、中空纤维膜反吹组件总成中的浇筑层部分（05）、反吹空气接头（06）、中空纤维膜反吹组件总成的壳体部分（07）、蝶型出气口阻塞片（08）、旋转气缸（09）、取样管接头（10）、上搭扣和下搭扣（11）、密封环（12）、出气口（13）组成；
其中，所述中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体部分顶面有出气口（13），旋转气缸（09）安装在中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体部分的顶面；蝶型出气口阻塞片（08）安装在中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体内部，位于出气口（13）的下方，与旋转气缸（09）固定连接；反吹空气接头（06）位于中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体的侧面；结合圈（04）安装在中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体外壁的下端；中空纤维膜膜丝（01）和中空纤维膜反吹组件总成中的浇筑层部分（05）位于中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体内的下端；
密封胶（03）位于结合圈（04）与所述原布袋除尘器的大花板的结合部，或位于中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体部分与所述原布袋除尘器的大花板的结合部。
所述的旋转气缸（09）是常用的气动元件；所述蝶型出气口阻塞片（08）也是常见的蝶型阀片。业内工程师一定都能毫无歧义的从上述结构中明白：旋转气缸（09）驱动蝶型出气口阻塞片（08）动作，会阻塞或打开出气口（13）。也一定能毫无歧义地明白：出气口（13）打开时，是正常过滤工况，出气口（13）关闭时通入反吹气流，是反吹工况。正常过滤工况时，受除尘器负压作用，烟气从中空纤维膜膜丝（01）进入中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体内部，经出气口（13）排出。反吹工况时，蝶型出气口阻塞片（08）关闭出气口（13），反吹气流经反吹空气接头（06）进入中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体内部，形成高压，高压气流冲入中空纤维膜膜丝（01）内腔，实现反吹。
将中空纤维膜反吹组件总成的组件头下端部分通过一个结合圈（04）或直接插在所述布袋除尘器的大花板之上的大花板板孔中，周边涂覆密封胶（03），将其固定、密封，用中空纤维膜反吹组件总成替代了原布袋除尘器的布袋总成。
所述结合圈是一个用金属或塑料或橡胶材料制成的带有内台阶、外台阶的环状体，其外台阶插在所述原布袋除尘器的大花板之上的大花板板孔中，与大花板板孔紧密配合；每一只结合圈对应一个大花板板孔；用所述密封胶（03）固定；结合圈（03）的外周装有若干个上下紧固装置，所述上下紧固装置是搭扣或旋转压板或螺栓。
作为一种简化结构方案，省略所述结合圈，将所述中空纤维膜反吹组件总成的组件头下端部分直接插在所述大花板之上的大花板板孔中，周边涂覆耐候密封胶，将其固定、密封，需要拆除时，用刀削去密封胶，将所述中空纤维膜反吹组件总成取出。
本结构还有一个检测系统，由除尘器箱体、取样管接头、取样管、取样管过桥接头板、取样选择开关阵列、开关阵列的公共出气口、公共取样管、传感器、信息处理器组成。其结构方式是：中空纤维膜反吹组件总成组成的阵列中，每只中空纤维膜反吹组件总成的壳体上，都各有一个取样管接头，都有一根耐高温取样管连接其上，每60根以下的取样管为一组，汇集到一块取样管过桥接头板上，对应每根取样管，所述取样管过桥接头板上都有对应的密封通过管接头，所述取样管过桥接头板安装在所述除尘器箱体的壁板上，使得从每一个取样管取到的空气样品都能独自传到除尘器箱体之外，穿出除尘器箱体的取样管连接到所述取样选择开关阵列，取样选择开关阵列由若干电磁气阀组成，每根取样管对应一个电磁气阀，电磁气阀由程序控制，每1—2分钟切换一次，所述取样选择开关阵列的公共出气口经公共取样管和传感器连接；通过程序切换，依次联通每一个中空纤维膜反吹组件总成，对其工作状态进行1—2分钟的取样检测；若干组所述检测系统对一台除尘器中所有中空纤维膜反吹组件总成进行逐一检测。
用于布袋除尘器改进的所述中空纤维膜反吹组件总成，其所采用的中空纤维膜膜丝，直径为3mm----10mm，长度为500mm----2000mm，数量为50----1000根，每根之间的间隔距离为2---20mm；所述中空纤维膜反吹组件总成的组件头下端部之插入大花板之上的大花板板孔中那部分，其直径比大花板孔的直径小0.5---10mm；所述中空纤维膜反吹组件总成的反吹气压为0.2----1Mpa。
其中，所述中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体部分顶面有出气口（13），旋转气缸（09）安装在中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体部分的顶面；蝶型出气口阻塞片（08）安装在中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体内部，位于出气口（13）的下方，与旋转气缸（09）固定连接；反吹空气接头（06）位于中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体的侧面；结合圈（04）安装在中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体外壁的下端；中空纤维膜膜丝（01）和中空纤维膜反吹组件总成中的浇筑层部分（05）位于中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体内的下端；
密封胶（03）位于结合圈（04）与所述原布袋除尘器的大花板的结合部，或位于中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体部分与所述原布袋除尘器的大花板的结合部。
所述的旋转气缸（09）是常用的气动元件；所述蝶型出气口阻塞片（08）也是常见的蝶型阀片。业内工程师一定都能毫无歧义的从上述结构中明白：旋转气缸（09）驱动蝶型出气口阻塞片（08）动作，会阻塞或打开出气口（13）。也一定能毫无歧义地明白：出气口（13）打开时，是正常过滤工况，出气口（13）关闭时通入反吹气流，是反吹工况。正常过滤工况时，受除尘器负压作用，烟气从中空纤维膜膜丝（01）进入中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体内部，经出气口（13）排出。反吹工况时，蝶型出气口阻塞片（08）关闭出气口（13），反吹气流经反吹空气接头（06）进入中空纤维膜反吹组件总成（07）的壳体内部，形成高压，高压气流冲入中空纤维膜膜丝（01）内腔，实现反吹。
将中空纤维膜反吹组件总成的组件头下端部分通过一个结合圈（04）或直接插在所述布袋除尘器的大花板之上的大花板板孔中，周边涂覆密封胶（03），将其固定、密封，用中空纤维膜反吹组件总成替代了原布袋除尘器的布袋总成。
所述结合圈是一个用金属或塑料或橡胶材料制成的带有内台阶、外台阶的环状体，其外台阶插在所述原布袋除尘器的大花板之上的大花板板孔中，与大花板板孔紧密配合；每一只结合圈对应一个大花板板孔；用所述密封胶（03）固定；结合圈（03）的外周装有若干个上下紧固装置，所述上下紧固装置是搭扣或旋转压板或螺栓。
作为一种简化结构方案，省略所述结合圈，将所述中空纤维膜反吹组件总成的组件头下端部分直接插在所述大花板之上的大花板板孔中，周边涂覆耐候密封胶，将其固定、密封，需要拆除时，用刀削去密封胶，将所述中空纤维膜反吹组件总成取出。
本结构还有一个检测系统，由除尘器箱体、取样管接头、取样管、取样管过桥接头板、取样选择开关阵列、开关阵列的公共出气口、公共取样管、传感器、信息处理器组成。其结构方式是：中空纤维膜反吹组件总成组成的阵列中，每只中空纤维膜反吹组件总成的壳体上，都各有一个取样管接头，都有一根耐高温取样管连接其上，每60根以下的取样管为一组，汇集到一块取样管过桥接头板上，对应每根取样管，所述取样管过桥接头板上都有对应的密封通过管接头，所述取样管过桥接头板安装在所述除尘器箱体的壁板上，使得从每一个取样管取到的空气样品都能独自传到除尘器箱体之外，穿出除尘器箱体的取样管连接到所述取样选择开关阵列，取样选择开关阵列由若干电磁气阀组成，每根取样管对应一个电磁气阀，电磁气阀由程序控制，每1—2分钟切换一次，所述取样选择开关阵列的公共出气口经公共取样管和传感器连接；通过程序切换，依次联通每一个中空纤维膜反吹组件总成，对其工作状态进行1—2分钟的取样检测；若干组所述检测系统对一台除尘器中所有中空纤维膜反吹组件总成进行逐一检测。
用于布袋除尘器改进的所述中空纤维膜反吹组件总成，其所采用的中空纤维膜膜丝，直径为3mm----10mm，长度为500mm----2000mm，数量为50----1000根，每根之间的间隔距离为2---20mm；所述中空纤维膜反吹组件总成的组件头下端部之插入大花板之上的大花板板孔中那部分，其直径比大花板孔的直径小0.5---10mm；所述中空纤维膜反吹组件总成的反吹气压为0.2----1Mpa。
附图说明
[0004] 图1是本发明中空纤维膜反吹组件总成替换布袋除尘器布袋的结构局部示意图，而且是所述中空纤维膜反吹组件总成与所述原布袋除尘器的大花板上的大花板板孔结构关系一个特例的示意图，根据本发明的结构原理，还可以有很多种具体的方式。图中：（01）是中空纤维膜反吹组件总成中的中空纤维膜膜丝；（02）是原布袋除尘器的大花板；（03）是密封胶；（04）结合圈；（05）是中空纤维膜反吹组件总成中的浇筑层部分；
（06）是反吹空气接头；（07）是中空纤维膜反吹组件总成的壳体部分；（08）是蝶型出气口阻塞片；（09）是旋转气缸；（10）是取样管接头；（11）是上搭扣和下搭扣；（12）是密封环；（13）是出气口。
图2是本发明一种布袋除尘器改进结构涉及的所述检测系统的原理图。
图中（20）是传感器；（21）是公共取样管；（22）是取样选择开关阵列；（23）是取样管仓外部分；（24）是取样管过桥接头板；（25）是除尘器箱体；（26）是取样管仓内部分；（27）是中空纤维膜反吹组件总成。
具体实施
（06）是反吹空气接头；（07）是中空纤维膜反吹组件总成的壳体部分；（08）是蝶型出气口阻塞片；（09）是旋转气缸；（10）是取样管接头；（11）是上搭扣和下搭扣；（12）是密封环；（13）是出气口。
图2是本发明一种布袋除尘器改进结构涉及的所述检测系统的原理图。
图中（20）是传感器；（21）是公共取样管；（22）是取样选择开关阵列；（23）是取样管仓外部分；（24）是取样管过桥接头板；（25）是除尘器箱体；（26）是取样管仓内部分；（27）是中空纤维膜反吹组件总成。
具体实施
[0005] 根据本发明原理，设计了10000m³/h的中试机型，将某垃圾焚烧发电厂原有布袋除尘器的6米长，直径160mm的覆膜布袋总成替换为直径160mm，长度0.7米的中空纤维膜反吹组件总成。单组件实测，风量130m³/h，大于原布袋的105m³/h；压力1.4kpa，与原布袋相当；24小时平均粉尘排放浓度1.5ug/m³，是原布袋3mg/m³的2000分之一。