[發明專利]高溫氣體中細顆粒物沸騰床分離方法與裝置

有效

• 申請號: 201710717667.7
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN108325295B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 袁威;呂文杰;陳建琦;馬世浩;李劍平;付鵬波;時代;汪華林
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B01D46/30
• 分類號: B01D46/30;B01D46/42
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 項丹

本公開涉及高溫氣體中細顆粒物沸騰床分離方法與裝置，提供了一種高溫氣體中細顆粒物沸騰床分離方法，該方法包括以下步驟：(i)含有細顆粒物的高溫氣體在壓力驅動下通過沸騰床的媒質床層；(ii)待媒質床層連續運行至壓差升高到一定值后，由媒質床層底部加大氣量吹入高溫氣體，也可吹入氮氣，使床層沸騰流化，進行再生操作；對含有媒質顆粒和細顆粒物的氣?固兩相混合物進行旋流分離；再生完全后，媒質顆粒返回至下部床層，攜帶細顆粒物的氣體排出；以及(iii)待媒質床層再生完全后，將床層切換至正常工作狀態，繼續對高溫氣體進行過濾處理，并依次循環上述步驟(i)?(ii)。還公開了一種高溫氣體中細顆粒物沸騰床分離裝置。

技術領域

本公開屬于廢氣治理環保領域，涉及一種高溫氣體中細顆粒物沸騰床再生分離方法，適用于高溫氣體中細顆粒物的去除。具體的說，本公開提供了一種沸騰床凈化高溫氣體的方法和裝置。

背景技術

如何有效除塵凈化石油、化工、冶金、電力等生產過程中產生的大量高溫含塵氣體，使其達到環保排放標準或回收能量的目的，是當今我國急需解決的難題。例如，在煤熱解氣化過程中，不可避免的會導致裂解氣中夾帶大量的煤炭顆粒、飛灰等物質，對后續工藝產生不利影響，不僅影響焦油的品質，嚴重時還可能堵塞設備與管道。因此，為保證焦油液化收集過程和煤氣利用過程的高效性與安全性，就必須在高溫下實現有效脫除裂解氣中的細顆粒物。

中國發明專利申請公開CN1050013267A公開了一種高溫煙塵超細顆粒的高效捕集方法及裝置。該方法通過多孔的無機陶瓷膜分離元件截留高溫氣體中的細顆粒污染物。但由于無機陶瓷材料脆性大、彈性小等特性的影響，無機膜元件制作成本高、裝填密度小，導致膜元件和裝置的造價較高。同時，該系統需輔以聲波輔助清灰器和壓縮氣體脈沖反吹裝置，使吸附在無機膜管壁上的細顆粒物脫離無機膜管壁，從而也增加了該系統的造價成本和運行成本。

中國發明專利申請公開CN104001622A公開了一種可以在300～800℃高溫條件下連續運行的高溫靜電除塵系統，能夠有效捕集裂解氣中的細微顆粒物，且實現設備運行阻力小于600Pa。但該系統受限于細顆粒物的比電阻和氣體成分等性質的制約，以及存在電極腐蝕的問題，同時電除塵器的設備投資大，運行費用高。

中國發明專利CN103341294B公開了一種高溫氣體過濾裝置及其過濾方法，通過預涂過濾的方法，提高燒結金屬或陶瓷過濾管的過濾效率，適用于處理工藝氣中含有粘性粉塵、焦油和水蒸氣的工況。但該方法存在工藝過程復雜、設備投資大等問題。

中國發明專利CN102716628B公開了一種顆粒除塵過濾器及除塵過濾方法，該顆粒除塵過濾器是利用固體顆粒物料作為過濾介質用以凈化高溫含塵氣體或者去除熱解氣中的粉塵、重質焦油等成分。但該方法存在脫除效果不徹底、能耗較大、控制復雜等問題。

因此，針對現有技術中存在的上述缺陷，本領域迫切需要開發出一種能夠實現高溫氣體中有效脫除細顆粒物的目的的高溫氣體中細顆粒物分離方法。

發明內容

本公開提供了一種高溫氣體中細顆粒物沸騰床分離方法，實現了高溫氣體中有效脫除細顆粒物的目的。該方法簡單有效，媒質床層具有特殊的排序方式，能對高溫氣體中2.5μm以下的細顆粒物進行高效的梯度過濾，且適用范圍廣，投資和運行成本低。

一方面，本公開提供了一種高溫氣體中細顆粒物沸騰床分離方法，該方法包括以下步驟：

(i)含有細顆粒物的高溫氣體在壓力驅動下通過沸騰床的媒質床層，其中具有粒徑梯度或密度梯度排序方式的媒質顆粒對氣體中的細顆粒物進行梯度過濾；

(ii)待媒質床層連續運行至壓差升高到一定值后，由媒質床層底部加大氣量吹入高溫氣體，也可吹入氮氣，使床層沸騰流化，以釋放媒質床層中攔截或吸附的細顆粒物；對含有媒質顆粒和細顆粒物的氣-固兩相混合物進行旋流分離，以使媒質顆粒脫附再生；再生完全后，媒質顆粒返回至下部床層，根據其粒徑梯度或密度梯度自然沉降分層，形成初始的排序形式，攜帶細顆粒物的氣體排出；以及