[發明專利]顆粒床除塵與換熱一體化的裝置及方法

在審

• 申請號: 201710521405.3
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107138001A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 李勛鋒;王永偉;淮秀蘭;成克用;周小明
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: B01D46/30
• 分類號: B01D46/30;B01D46/42;B01D46/44
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本公開涉及高溫煙氣凈化及余熱回收領域，尤其涉及一種顆粒床除塵與換熱一體化的裝置及方法。

背景技術

冶金、化工、建材等高耗能、高排放工業中高溫煙氣余熱回收和凈化對我國節能減排具有重要作用。工業高溫煙氣具有成分復雜、含塵量高、有腐蝕性、工況變化大等特點，使得煙氣余熱回收和凈化裝置存在濾料堵塞和再生困難、余熱回收和凈化效率低等瓶頸問題，亟待解決。

高溫煙氣凈化及余熱回收常用方法主要有以下幾種：1)先通過噴淋方式降低煙氣溫度，同時除掉大部分粉塵，然后采用布袋或者陶瓷管過濾器等進行除塵，該方法余熱回收率極低，存在二次污染。2)將高溫含塵煙氣直接引入余熱鍋爐進行余熱回收，然后排出的較低溫度的含塵煙氣再通過布袋或者陶瓷管過濾器等進行精密除塵，但煙氣中含有的高濃度粉塵在鍋爐壁面會結成一層厚厚的渣，增加傳熱熱阻，降低余熱回收效率，需要定期進行人工除渣，且高溫煙氣由于溫度較高不能直接進入余熱鍋爐，需要先通過水冷壁進行冷卻，降低了余熱回收效率。3)采用顆粒床與陶瓷管過濾器等高溫除塵裝置先對高溫煙氣進行凈化，然后再通過換熱器進行余熱回收，該方式具有較高的余熱回收效率，但由于除塵過程與換熱過程分開進行，無法對除塵過程進行溫度調控以提高除塵性能，并導致除塵設備體積較大，成本較高；且當高溫煙氣含有凝結性塵粒時，陶瓷管過濾器容易堵塞后無法清灰，從而無法再生利用，而顆粒床過濾器由于采用離散球體組成，易清灰和循環利用，在含凝結性塵粒高溫煙氣除塵中具有不可替代的優勢。

公開內容

(一)要解決的技術問題

本公開提供了一種顆粒床除塵與換熱一體化的裝置及方法，以至少部分解決以上所提出的技術問題。

(二)技術方案

根據本公開的一個方面，提供了一種顆粒床除塵與換熱一體化的裝置，包括：煙氣通道和余熱回收流體通道，其中，

煙氣通道包括煙氣進出腔體、分布板及至少一個過濾通道，用于高溫煙氣的凈化，所述分布板連接于煙氣進出腔體通過與至少一個過濾通道之間，并將余熱回收流體通道隔離；

余熱回收流體通道包括余熱流體出入口，及其連接的容置至少一個過濾通道的過濾筒體，余熱回收流體通道形成于過濾筒體與過濾通道外部之間，用于進行余熱回收。

在本公開一些實施例中，所述至少一個過濾通道，其與煙氣進出口腔體相連接，用于高溫煙氣過濾，包括：

顆粒濾料，其設置于過濾通道內部，用于凈化高溫煙氣；

濾料支撐結構，用于濾料支撐，并且煙氣經該支撐結構流出。所述濾

料支撐結構為多孔板。

在本公開一些實施例中，過濾通道為圓柱形，過濾筒體為圓柱形或方形。采用多個過濾通道時，過濾通道之間采用三角形排列、方形排列或多邊形排列，各獨立的顆粒床多通道內的高溫煙氣流量自適應調節，根據各通道除塵量自動調節煙氣流量。

在本公開一些實施例中，余熱回收流體通道還包括折流板，設置于過濾筒體與過濾通道外部形成的腔體中，用于調節余熱回收流體的流動方向，包括：

第一折流板和第二折流板，所述第一折流板和第二折流板在過濾通道外側沿著軸向不同位置布置。

折流板采用多排結構，用于形成余熱回收流體流動通道，調節余熱回收流體流動方向。

根據本發明的另一個方面，提供了一種顆粒床除塵與換熱一體化的方法。高溫煙氣過濾除塵與換熱時，含塵高溫煙氣從煙氣進口流入煙氣進口腔體，然后在腔體內分流后進入各個過濾通道，經過通道內填充的顆粒濾料形成的多孔結構對高溫煙氣進行除塵凈化，高溫條件下顆粒濾料采用陶瓷顆粒材質，經凈化及換熱后的煙氣經過濾料支撐結構流出過濾通道，進入煙氣出口腔體匯集后經煙氣出口流出過濾床。

在高溫煙氣清潔過濾的同時，余熱回收流體通過入口流入過濾通道外側腔體，與過濾通道內的高溫煙氣進行換熱，回收煙氣熱量，余熱回收流體在第一折流板和第二折流板形成的多次折返通道內流動，與高溫煙氣進行充分換熱后，通過出口流出。

在本公開一些實施例中，可以根據需要調整折流板數量和間距，并對應改變余熱回收流體出口在余熱回收流體入口的同側或對側，或者余熱回收流體入口和余熱回收流體出口相互調換位置，形成不同換熱條件。

在本公開一些實施例中，在煙氣除塵與余熱回收時，在工業含塵煙氣排放通道內接入至少兩套如權利要求1所述的顆粒床除塵與換熱一體化裝置，每次僅有一臺除塵與換熱一體化裝置工作，當顆粒過濾床內容塵量達到飽和后，根據在高溫煙氣進出口監測的壓降變化，切換至備用裝置，然后對容塵飽和的裝置進行清灰和濾料再生，作為備用裝置待用。

(三)有益效果