專利名稱:一種用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置制造方法
【專利摘要】一種用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置，包括多孔金屬保護管、固定座,多孔金屬保護管通過固定座固定在過濾器主管板上部，多孔金屬保護管與陶瓷過濾管上下對應(yīng)，多孔金屬保護管內(nèi)設(shè)有噴吹管，噴吹管上端由多孔金屬保護管頂部探出、并與反吹分布管連通，噴吹管下端設(shè)有螺旋引流器。本實用新型在陶瓷過濾器安全運行時具有較低壓降，可使清潔氣體順利透過保護管壁進入凈氣室；在過濾元件發(fā)生故障時，又能對大顆粒粉塵進行快速的封閉，避免了由于少數(shù)過濾元件損壞而造成的整體系統(tǒng)停機。本實用新型對破損過濾元件實行自動封閉，不需要安裝精密的在線監(jiān)測設(shè)備以及相應(yīng)探針來對破損元件進行定位，便于操作和安裝，也避免了判斷失誤造成的誤停機。
【專利說明】一種用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種陶瓷過濾器附屬裝置，可在陶瓷過濾管出故障時對過濾器進行自動保護，從而防止泄漏事故的發(fā)生。

【背景技術(shù)】
[0002]石油、化工、冶金、電力等行業(yè)在運行過程中會產(chǎn)生各種高溫含塵氣體，為了達到國家排放標準，必須對這些高溫含塵氣體進行除塵處理。高溫氣體除塵是在高溫條件下直接進行氣固分離，實現(xiàn)氣體凈化的一項技術(shù)。高溫氣體除塵技術(shù)可在高溫下直接除塵，不需要換熱器等周邊設(shè)備，能有效提高能源利用率，簡化工藝流程，節(jié)省設(shè)備投資。高溫除塵技術(shù)中最有應(yīng)用前景的是陶瓷過濾技術(shù)。陶瓷過濾器由多孔陶瓷剛性過濾元件構(gòu)成，具有良好的抗震性能、機械強度、耐高溫(工作溫度一般都大于500°C )、耐腐蝕和熱沖擊性能，同時由于陶瓷過濾器具有較高的過濾精度(對于5 μπι以上的顆粒物完全封閉)和過濾效率(過濾效率高達99.9% )，因此被廣泛地用于高溫氣體除塵與凈化領(lǐng)域，可有效保護下游設(shè)備，實現(xiàn)工藝分離或達到環(huán)保規(guī)定。
[0003]高溫含塵氣體進入過濾器后，氣流中的粉塵顆粒物被攔截在過濾元件的外表面，形成濾餅層，氣體通過過濾元件中的多孔通道進入到后續(xù)工藝中，經(jīng)過濾后的氣體為潔凈氣，粉塵濃度很小。隨著過濾時間的進行，過濾元件外表面的粉餅層逐漸增厚，導致過濾元件的壓降增大，這時需要采用反吹的方式實現(xiàn)過濾元件的性能再生；反吹氣流的方向與過濾氣流方向相反，高壓反吹氣流瞬間進入到過濾元件的內(nèi)部，依靠產(chǎn)生的瞬態(tài)能量將附著于過濾元件表面的粉餅層剝離，使得過濾元件的阻力基本上恢復到最初過濾時的狀態(tài)，從而實現(xiàn)過濾元件性能的再生。在工業(yè)應(yīng)用中，脈沖反吹噴吹采用高壓方式，一般可達2~4MPa，同時反吹時間間隔往往較短。較高的反吹壓力和很短的反吹間隔，使得陶瓷過濾管在過濾器運行過程中承受了高頻度的應(yīng)力沖擊。同時，清灰過程往往無法使過濾元件外表面濾餅100%剝離，常在外表面上形成殘留濾餅層。殘留濾餅層的產(chǎn)生，造成了在反吹過程中過濾元件在軸向和徑向的應(yīng)力分布不均。在這兩種力量的相互作用下，長期運行的陶瓷過濾器的過濾元件往往會產(chǎn)生不可避免的損壞現(xiàn)象。陶瓷過濾管的破裂和破損將使含塵氣體在無處理的情況下直接進入凈氣室，造成出口粉塵無法達標排放。因而，破損陶瓷過濾管在連續(xù)運行中的處理，是陶瓷過濾器大面積商業(yè)化推廣中的亟待解決的難題之一。
[0004]目前，尚沒有很好的處理陶瓷元件破損后造成的粉塵泄漏的辦法。有人提出可在每個過濾元件中嵌入在線監(jiān)測探頭，并制成一套在線監(jiān)測報警系統(tǒng)。如果過濾元件中的指數(shù)超標，便會通過在線監(jiān)測系統(tǒng)反饋到報警系統(tǒng)中，并進行及時報警停機。但是，這種在線監(jiān)測報警系統(tǒng)存在如下幾個問題:1、成本很高。在工業(yè)應(yīng)用中，陶瓷過濾器高達數(shù)千根過濾元件，如果在每個過濾元件上都加入在線監(jiān)測探頭，將大大提高整個陶瓷過濾器的造價，不利于大面積推廣應(yīng)用。2、監(jiān)測準確性低。如果對過濾元件的監(jiān)測采用連續(xù)在線壓差監(jiān)測，雖然這種方法對于管內(nèi)的壓差變化有較好的監(jiān)測。但是，要從連續(xù)靜態(tài)壓差監(jiān)測圖上找出故障元件所在是比較困難的。并且，由于在運行中需要進行連續(xù)過濾-反吹循環(huán)，壓差的變化會變得更為復雜。因此，對于故障的監(jiān)測時常會出現(xiàn)誤判、漏判和遲判的現(xiàn)象，難以對破損的過濾元件進行準確定位和精確控制。3、運行穩(wěn)定性低。由于在線監(jiān)測系統(tǒng)只對過濾元件內(nèi)部環(huán)境進行監(jiān)測報警。所以，在故障發(fā)生時，即便是單一過濾元件破裂，也會產(chǎn)生報警。只要報警便會實行自動停機，而在實際運行過程中，陶瓷過濾管作為脆性元件，破損率較高，所以如果采用這套在線監(jiān)測報警系統(tǒng)，將使陶瓷過濾器長時間處于停機更換元件狀態(tài)，使整個過濾系統(tǒng)的連續(xù)性差，運行穩(wěn)定性低。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型目的旨在提供一種用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置，所述裝置能夠?qū)ζ茡p過濾元件泄漏出的大顆粒粉塵進行快速封閉，提高陶瓷過濾器的運行連續(xù)性和穩(wěn)定性。
[0006]為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]一種用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置，包括多孔金屬保護管和固定座，所述多孔金屬保護管通過固定座固定在過濾器主管板上部，多孔金屬保護管的位置與陶瓷過濾管上下對應(yīng)，在多孔金屬保護管內(nèi)設(shè)有噴吹管，噴吹管的上端由多孔金屬保護管頂部探出、并與反吹分布管連通，噴吹管的下端設(shè)有螺旋引流器。
[0008]上述用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置，所述多孔金屬保護管的平均孔徑是陶瓷過濾管表面膜平均孔徑的5到8倍，孔隙率在35%到40%之間。
[0009]上述用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置，所述螺旋引流器為上大下小的錐形螺旋，反吹氣體通過螺旋引流器產(chǎn)生錐形噴射面，其噴射角a小于30度。
[0010]上述用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置，所述螺旋引流器側(cè)面與水平方向夾角Y為70°到75°，螺旋引流器大端直徑Dtl為噴吹管外徑D的0.88-0.92倍，螺旋引流器壁厚為3到5_，螺旋引流器下端直徑D1為壁厚+2-4_。螺旋引流器圈數(shù)為3，螺旋引流器導程為的 0.68-0.8 D0O
[0011]上述用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置，所述噴吹管下部端口距多孔金屬保護管下部端口的距離為10-20毫米。
[0012]上述用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置，所述多孔金屬保護管的上端設(shè)有噴吹管入口孔，噴吹管入口孔與噴吹管匹配結(jié)合；所述多孔金屬保護管下端固接固定座，固定座與過濾器主管板通過定位螺絲定位，固定座下端面與陶瓷過濾管上端面齊平。
[0013]上述用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置，增設(shè)耐高溫墊片，耐高溫墊片位于多孔金屬保護管與陶瓷過濾管之間，多孔金屬保護管與陶瓷過濾管間經(jīng)耐高溫墊片密合。
[0014]本實用新型所述用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置與現(xiàn)有在線監(jiān)測報警系統(tǒng)相比具有以下優(yōu)點:
[0015]1、成本低廉。本實用新型所述裝置以精選的多孔金屬保護管為主要元件，不需要安裝精密的在線監(jiān)測設(shè)備以及相應(yīng)探針，便于操作和安裝。當處理氣量較大，需要安裝陶瓷過濾管較多的時，本實用新型所述自動防故障裝置相比現(xiàn)有在線監(jiān)測報警系統(tǒng)具有明顯的經(jīng)濟性。
[0016]2、自動封閉受損過濾元件，不需要人工判斷，避免了判斷失誤造成的誤停機。本實用新型所述裝置采用純物理原理，當泄漏事故發(fā)生時，泄漏的大顆粒將被多孔金屬保護管的內(nèi)表面攔截，從而進一步降低多孔金屬保護管的孔隙率和孔徑，使得泄漏的粉塵在短時間內(nèi)被封閉。上述過程不需要在線監(jiān)測儀器和人工判斷，減少了操作的復雜性。同時，在無故障發(fā)生時，只具有較小的壓降損失。而傳統(tǒng)方法一般在過濾元件中安裝壓差變送器探針，在線讀取連續(xù)靜態(tài)壓差變化數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)在連續(xù)過濾-反吹循環(huán)進行的過程中很難準確判斷和定位受損元件，使得誤停機時常發(fā)生，提高了運營費用。
[0017]3、提高陶瓷過濾器運行的穩(wěn)定性和連續(xù)性?，F(xiàn)有在線監(jiān)測報警系統(tǒng)中，當任何一根陶瓷過濾管發(fā)生故障時，則會造成報警響應(yīng)，當報警發(fā)生時，便要停機進行維修，而如果陶瓷過濾管破損率較高，那么將大大縮短陶瓷過濾器連續(xù)運行的時間，降低陶瓷過濾器的使用效率。而本實用新型采用物理方法對泄漏粉塵進行封閉，當泄漏發(fā)生后，本實用新型所述裝置可自行將泄漏粉塵截留在多孔金屬保護管內(nèi)表面，從而進一步降低孔隙率和孔徑，繼而對更細小的粉塵實現(xiàn)封閉。在發(fā)生泄漏時，如不進行馬上停機檢修，本實用新型所述自動防故障裝置保護管可形成一種類似實心墻的金屬壁，對發(fā)生故障的陶瓷過濾管實現(xiàn)完全封閉，從而可使整體陶瓷過濾器依然可以不停機連續(xù)運行。當在需要停機進行檢修時，可把發(fā)生故障的相應(yīng)過濾元件和安裝于其上的多孔金屬保護管進行更換，被更換掉的多孔金屬保護管可采用機械或超聲波清灰的辦法進行再生處理，得以重復使用。因而，本實用新型有利于提高陶瓷過濾器不停機連續(xù)運行的時間和連續(xù)運行的穩(wěn)定性。
[0018]此外，本實用新型所述裝置還提供一種帶有螺旋引流器的噴吹管，所述噴吹管可使脈沖反吹氣體形成小角度錐面噴射，減小其對于陶瓷過濾管封閉底端的沖擊所造成的二次返流；并且可加強對柱體壁面的沖擊壓力，提高濾餅剝離率；同時，在泄漏發(fā)生時，又可以阻擋粉塵對噴吹管口的沖擊，降低噴吹管堵塞的幾率。

【附圖說明】

[0019]以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的專利保護范圍。其中:
[0020]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是多孔金屬保護管及固定座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是噴吹管及螺旋引流器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3A是螺旋引流器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是陶瓷過濾管破裂時多孔金屬保護管作用示意圖；
[0025]圖5是本實用新型優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6是本實用新型使用狀態(tài)示意圖。
[0027]附圖標記說明:
[0028]1、多孔金屬保護管，1-1、噴吹管入口孔，2、噴吹管，3、螺旋引流器，4、固定座，5、過濾器主管板，6、陶瓷過濾管，7、耐高溫墊片，8、反吹分布管。

【具體實施方式】
[0029]參看圖1、圖2，本實用新型裝置設(shè)有采用多孔金屬制作的多孔金屬保護管1，多孔金屬保護管固定在過濾器主管板5上部，其位置與陶瓷過濾管6上下對應(yīng)。多孔金屬保護管上端設(shè)有安裝噴吹管2的噴吹管入口孔1-1，噴吹管入口孔與噴吹管匹配結(jié)合，所述多孔金屬保護管下端為倒錐面，該倒錐面與固定座4焊合，固定座上設(shè)有螺釘孔，由定位螺釘將固定座定位在過濾器主管板上，并使固定座下端面與過濾元件上端面齊平。
[0030]參看圖1、圖3，所述噴吹管2的下部位于多孔金屬保護管內(nèi)，噴吹管頂部由多孔金屬保護管內(nèi)探出。噴吹管的下端設(shè)有螺旋引流器3，螺旋引流器為上大下小的錐形螺紋，反吹氣體在螺旋引流器的作用下形成錐形噴吹面，其噴射角度a小于30度。在對陶瓷過濾管反吹過程中，高壓脈沖反吹氣體經(jīng)噴吹管向陶瓷過濾管運動，在途經(jīng)螺旋引流器3時，噴吹的氣流被分散成圖1中角a所示的小角度(小于30度)的反吹氣流，這種小角度噴吹氣流分布，可以提高對于陶瓷過濾管壁面的反吹壓力，同時減小對陶瓷過濾管底部封閉端的沖擊。在具體實施中，噴吹管下部端口距多孔金屬保護管下部端口的距離為10-20毫米。
[0031]如圖3所示，本實用新型所述多孔金屬保護管I的平均孔徑是陶瓷過濾管表面平均孔徑的5到8倍，孔隙率在35%到40%之間。在一具體實施例中，當過濾器采用DS 10-20陶瓷過濾管時，所述多孔金屬保護管的平均孔徑控制在50到60 μ m，孔隙率為37%。該設(shè)計可以保證裝置在正常工作時不產(chǎn)生較大的壓降；同時當陶瓷過濾管破損時，含塵氣體中的大顆粒又可快速封閉金屬保護管的微孔。本實用新型對多孔金屬保護管的平均孔徑進行了大量的研宄，最終采用為陶瓷過濾管表面平均孔徑的5到8倍這個數(shù)值。這是由于本實用新型所述裝置必須壓力損失足夠小，才能降低整體設(shè)備能耗，故而平均孔徑選用不能太??；而又由于需要在故障發(fā)生時，對泄漏的大顆粒進行及時封閉，故而平均孔徑不能太大。采用倍率是因為在不同工況中采用的過濾元件不同，對于最終凈化效果的粒度要求也不同，采用倍率可以讓本實用新型所述用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置具有更廣泛的適用性。
[0032]螺旋引流器的具體結(jié)構(gòu)如圖3A所示。螺旋引流器側(cè)表面與水平方向夾角Y為70°到75°，螺旋引流器大端直徑Dtl為噴吹管外徑D的0.88-0.92倍，螺旋引流器壁厚為3到5_，螺旋引流器下端直徑D1為壁厚+2-4_。螺旋引流器圈數(shù)為3，導程為0.68-0.8D0O本實用新型設(shè)計的螺旋引流器在泄漏發(fā)生時，層層的螺旋結(jié)構(gòu)將對泄漏的大顆粒進行阻攔。較大的反吹口徑和螺旋結(jié)構(gòu)的阻攔作用可有效降低反吹時噴口被堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。
[0033]所述裝置正常過濾過程如圖5所示，過濾時高溫含塵氣體中的粉塵顆粒物被攔截在陶瓷過濾管的外表面，過濾后的潔凈氣體由多孔金屬保護管的微孔中排出。
[0034]當故障發(fā)生時，本實用新型所述自動防故障裝置的工作原理如圖4所示。當陶瓷過濾管6發(fā)生破裂時，大量含塵氣體會從破損處進入陶瓷過濾管內(nèi)部，如果按照未設(shè)置多孔金屬保護管的原有結(jié)構(gòu)，那么這部分含塵煙氣會沒有經(jīng)過處理直接排放，造成泄漏事故。而使用本實用新型所述用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置的陶瓷過濾器，這部分泄漏的含塵氣體將會被多孔金屬保護管I所阻截。截留的含塵氣體中的大顆粒粉塵會滯留在多孔金屬保護管的內(nèi)表面，如圖4所示。由于通常工況中的含塵濃度較大，大顆粒粉塵會在多孔金屬保護管I中內(nèi)表面會迅速富集，而使得多孔金屬保護管的孔隙和孔徑進一步減少，從而對泄漏氣體中細顆粒也實現(xiàn)快速封閉。泄漏的粉塵被堵截在多孔金屬保護管的內(nèi)壁后，部分清潔空氣由多孔金屬保護管排出，從而防止了泄漏事故的發(fā)生。同時，本實用新型所述噴吹管的下端設(shè)置有螺旋引流器，能部分阻攔進入噴吹管2的大顆粒粉塵，從而降低噴吹管在泄漏發(fā)生時被堵塞的機會。
[0035]綜上所述，使用本實用新型所述裝置可在部分陶瓷過濾管破損時，可仍然不停機檢修而繼續(xù)工作。
[0036]參看圖5，增設(shè)耐高溫墊片7，耐高溫墊片位于多孔金屬保護管與陶瓷過濾管之間，多孔金屬保護管與陶瓷過濾管間經(jīng)耐高溫墊片嚴格密合。
[0037]參看圖6，本實用新型所述裝置現(xiàn)場使用時，一組噴吹管2上端與反吹分布管8相通，各多孔金屬保護管套裝在噴吹管外。當反吹開始時，由反吹發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生的脈沖反吹氣流途經(jīng)反吹分布管8進入噴吹管2中，并通過噴吹管下部的螺旋引流器進入陶瓷過濾管，進而透過陶瓷過濾管的內(nèi)壁，產(chǎn)生足夠大的壓力使附于陶瓷過濾管外表面的濾餅脫離，使得過濾元件得以清灰再生。
[0038]以上所述僅為本實用新型示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所做出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實用新型保護的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置，其特征在于:包括多孔金屬保護管(I)和固定座(4)，所述多孔金屬保護管通過固定座固定在過濾器主管板(5)上部，多孔金屬保護管的位置與陶瓷過濾管(6)上下對應(yīng)，在多孔金屬保護管內(nèi)設(shè)有噴吹管(2)，噴吹管的上端由多孔金屬保護管頂部探出、并與反吹分布管(8)連通，噴吹管的下端設(shè)有螺旋引流器2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置，其特征在于，所述多孔金屬保護管(I)的平均孔徑是陶瓷過濾管表面膜平均孔徑的5到8倍，孔隙率在35%到40%之間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置，其特征在于，所述螺旋引流器(3)為上大下小的錐形螺旋，反吹氣體通過螺旋引流器產(chǎn)生錐形噴射面，其噴射角a小于30度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置，其特征在于，所述螺旋引流器側(cè)面與水平方向夾角γ為70°到75°，螺旋引流器大端直徑Dtl為噴吹管外徑D的0.88-0.92倍，螺旋引流器壁厚為3到5mm，螺旋引流器下端直徑D1為壁厚+2_4mm ; 螺旋引流器圈數(shù)為3，螺旋引流器導程為的0.68-0.8 D0O5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置，其特征在于，所述噴吹管下部端口距多孔金屬保護管下部端口的距離為10-20毫米。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置，其特征在于，所述多孔金屬保護管(I)的上端設(shè)有噴吹管入口孔(1-1)，噴吹管入口孔與噴吹管匹配結(jié)合；所述多孔金屬保護管下端固接固定座(4)，固定座與過濾器主管板通過定位螺絲定位，固定座下端面與陶瓷過濾管上端面齊平。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于陶瓷過濾器的自動防故障裝置，其特征在于，增設(shè)耐高溫墊片(7)，耐高溫墊片位于多孔金屬保護管與陶瓷過濾管之間，多孔金屬保護管與陶瓷過濾管間經(jīng)耐高溫墊片密合。
【文檔編號】B01D46-42GK204275701SQ201420669017
【發(fā)明者】趙毅, 劉侃 [申請人]華北電力大學（保定）