[發明專利]用于高溫氣固分離的過濾管及其過濾器

有效

• 申請號: 201210517544.6
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN103007647A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 姬忠禮;楊亮;馮家迪;馬巍威;陳鴻海
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: B01D46/24
• 分類號: B01D46/24;B01D46/54
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

技術領域

本發明是關于一種氣固分離元件及裝置，尤其涉及一種燒結金屬過濾管及其過濾裝置。

背景技術

在化工、石油、冶金、電力等行業中，常產生高溫含塵氣體；由于不同工藝需要回收能量和達到環保排放標準，都需對這些高溫含塵氣體進行除塵。高溫氣體除塵是高溫條件下直接進行氣固分離，實現氣體凈化的一項技術，它可以最大程度地利用氣體的物理顯熱，化學潛熱和動力能，提高能源利用率，同時簡化工藝過程，節省設備投資。

高溫氣固分離常采用的設備是氣體過濾器，過濾管是氣體過濾器的核心元件，燒結金屬過濾管具有良好的抗震性能、耐高溫、耐腐蝕和熱沖擊性能，同時具有較高的過濾精度和過濾效率，因此，被廣泛地用于高溫氣體凈化領域。

如圖8A所示，為現有技術中使用的燒結金屬過濾管902，該過濾管902為圓筒狀，一端開口，另一端為封閉形式，開口端有法蘭，用來固定在過濾器的管板上。

如圖8B所示，為現有過濾器900的結構示意圖，現有過濾器900的管板903將過濾器密封分隔為兩部分，下部分為含塵氣體側，上部分為潔凈氣體側；含塵氣體(或稱為粗合成氣)由過濾器900的氣體入口901進入到過濾器的含塵氣體側，在氣體推動力的作用下到達各個過濾單元，在過濾過程中，含塵氣體在壓差的作用下由過濾管902的外側表面通過過濾材料上的孔隙進入過濾管內，氣體中的固體顆粒被截留在過濾管902的外壁上形成粉餅層9021(如圖8C所示)，潔凈的氣體由過濾管的開口端排出進入潔凈氣體側，經氣體出口905排出進入后續工藝。隨著過濾操作的進行，過濾管902外表面的粉餅層9021逐漸增厚，導致過濾器900的壓降增大，這時需要采用脈沖反吹的方式實現過濾管的性能再生，脈沖反吹清灰時，處于常閉狀態的脈沖反吹閥908開啟，氣體儲罐909中的高壓氮氣或潔凈合成氣瞬間進入反吹管路907中，然后通過管路上的噴嘴906向對應的引射器904內部噴射高壓高速的反吹氣體，反吹氣體進入對應的過濾管902內部，利用瞬態的能量將過濾管902外表面的粉餅層9021剝落(如圖8D所示)，使得過濾管的阻力基本上恢復到初始狀態，從而實現過濾管的性能再生。

現有過濾管的支撐體(或稱為骨架)，是由燒結金屬粉末或者燒結金屬纖維材料制成，該過濾管的高度為L1、外徑為D1(如圖8A所示)，依靠過濾管的微孔實現過濾，采用脈沖反吹的方式實現性能再生。

但是，現有技術使用的過濾管至少存在以下缺陷：

(1)單根過濾管的過濾面積有限，整個過濾器的過濾能力較小。

單根過濾管的過濾面積是指過濾管的外表面積。大型氣體過濾器中一般安裝有幾百至上千根濾管，處理的工藝氣氣量越大，需要的過濾管數量越多，過濾器的體積越龐大，整個裝置的生產成本和維護費用很高。

(2)脈沖反吹過程造成嚴重的“回流”。

研究表明，在脈沖反吹接近結束時，反吹氣體速度逐漸減小，在這個過程中，過濾管內部的壓力要小于其外面的壓力，過濾管外壁附近的氣體會出現由管外側通過管壁向管內側流動的回流現象，使已經從過濾管的管外壁吹掉的固體顆粒重新沉降在其外壁上，這種“回流”現象甚至會使部分小顆粒穿嵌在管壁內，容易堵塞過濾管的多孔通道，降低濾管的使用壽命。

(3)支撐體外表面即為過濾面，在過濾的過程中，含塵氣體中細小的顆粒物容易沉積在支撐體的內部，由于過濾管內的多孔通道為不規則的迷宮形式，因此反吹操作也很難將沉積的粉塵吹出來，造成過濾管孔隙堵塞而失效。

(4)研究表明，對過濾管進行脈沖反吹清灰時，由于過濾管的頂部開口端與反吹氣流形成了一個引射結構，高壓高速的反吹氣流會從過濾管的開口端周圍引射潔凈的氣體進入過濾管的內部，在開口端附近容易形成“負壓區”，負壓區的存在使得過濾管外的粉塵被卷吸到該區域的過濾管表面，這一區域相當于清灰的盲區，達不到清灰效果。

由此，本發明人憑借多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種用于高溫氣固分離的過濾管及其過濾器，以克服現有技術的缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于高溫氣固分離的過濾管及其過濾器，以增大單根過濾管和整個過濾器的過濾面積，提高除塵效果，并降低整個過濾裝置的生產成本和維護費用。

本發明的另一目的在于提供一種用于高溫氣固分離的過濾管及其過濾器，采用旋流的方式對過濾管進行反吹清灰，以有效提高清灰效率，同時也解決了“回流”和“負壓區”問題。