本發(fā)明屬于低階煤熱解油氣的除塵凈化以及工業(yè)爐窯產(chǎn)生的高溫含塵煙氣的除塵凈化技術(shù)領(lǐng)域，可用于低階煤熱解過(guò)程產(chǎn)生的高溫含塵熱解油氣，以及工業(yè)爐窯產(chǎn)生的高溫含塵煙氣的除塵凈化。

背景技術(shù)：

通過(guò)熱解技術(shù)提取出低階煤中附加值較高的油氣成分，剩下的半焦再作為發(fā)電或氣化原料可大大提高低階煤的利用效率，是煤炭清潔高效利用的重要技術(shù)路徑。但是由于低階煤抗碎強(qiáng)度較低且熱穩(wěn)定性差，在熱解過(guò)程中粒度不斷變小，造成熱解所生成的熱解氣中存在大量的粉塵。將熱解氣中的氣、油、塵進(jìn)行分離是低階煤高效清潔利用的關(guān)鍵技術(shù)之一。采用傳統(tǒng)的布袋除塵器或靜電除塵器進(jìn)行除塵時(shí)，通常需將氣體溫度降低至250℃以下，在此溫度下熱解氣中的焦油蒸汽和粉塵容易發(fā)生團(tuán)聚，黏附在過(guò)濾材料和管道上，造成堵塞，導(dǎo)致整體系統(tǒng)無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。所以含塵的低階煤熱解氣需在高溫下進(jìn)行干法除塵。

陶瓷過(guò)濾膜管高溫除塵器是目前應(yīng)用最廣的高溫除塵器，在整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(igcc)和加壓流化床燃燒(pfbc)發(fā)電等系統(tǒng)中得到了很好的應(yīng)用，但其應(yīng)用于低階煤熱解氣除塵時(shí)卻存在一些問(wèn)題。低階煤熱解氣含塵量大，且成分復(fù)雜，且有凝結(jié)性，易于沉積使濾孔堵塞，造成過(guò)濾阻力快速增加，需要頻繁地停機(jī)更換過(guò)濾片。頻繁停機(jī)使得低階煤熱解技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性不高，因此難以推廣。目前采用陶瓷膜過(guò)濾管或金屬過(guò)濾管的高溫氣體除塵裝置雖然能夠達(dá)到很好的過(guò)濾效率，但更換膜管繁瑣，不僅使得耗材的費(fèi)用增加，且嚴(yán)重降低了整體系統(tǒng)的工作效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有低階煤熱解技術(shù)中高溫含塵氣體除塵器更換過(guò)濾膜管頻繁且繁瑣，致使系統(tǒng)整體運(yùn)行效率低等問(wèn)題，提供了一種可快速更換過(guò)濾片的高溫含塵氣體除塵裝置，可用于低階煤熱解氣的過(guò)濾凈化。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種可快速更換過(guò)濾片的高溫含塵氣體除塵裝置，包括金屬殼體、過(guò)濾片支架、陶瓷過(guò)濾片、清灰裝置和頂蓋；所述金屬殼體底部設(shè)置卸灰閥，下部與進(jìn)氣口相連，頂部與頂蓋密封連接；所述過(guò)濾片支架內(nèi)置并通過(guò)焊接或通過(guò)掛鉤固定于金屬殼體的上半部分，并且支架頂部恰好嵌插于頂蓋相應(yīng)槽中，在槽中安放柔彈性耐高溫密封材料，支架頂部與頂蓋形成密封連接；所述陶瓷過(guò)濾片嵌插于過(guò)濾花板內(nèi)，將金屬殼體內(nèi)部空間分隔為集塵室和凈氣室，集塵室與進(jìn)氣管相通，凈氣室與出氣管相通；所述頂蓋設(shè)置排氣口與凈氣室相通，頂蓋的內(nèi)側(cè)設(shè)置凹槽，邊緣設(shè)置密封圈，周邊與金屬殼體密封連接。

優(yōu)選地，所述金屬殼體和頂蓋內(nèi)壁或外壁貼有保溫隔熱層，選用輕質(zhì)保溫耐火材料、硅酸鋁纖維棉、巖棉、氯酸鋁纖維棉、玻璃絲棉中的一種或幾種的任意比例混合制成，防止裝置外表面溫度過(guò)高，造成能源浪費(fèi)、結(jié)焦或人員燙傷。

優(yōu)選地，所述過(guò)濾片支架由過(guò)濾花板、楔片和密封底板組成，過(guò)濾花板為上部邊緣貫通的相框式結(jié)構(gòu)，陶瓷過(guò)濾片嵌插于過(guò)濾花板內(nèi)，多塊過(guò)濾花板縱向邊緣相互連接形成截面為多邊形、星形或鋸齒形的筒體，所述筒體下部焊接于密封的底板上進(jìn)行密封。

優(yōu)選地，所述過(guò)濾花板、楔片和密封底板采用耐熱鋼制備，每個(gè)平面的過(guò)濾花板內(nèi)部可嵌插1～n片過(guò)濾片，嵌插過(guò)濾片的槽內(nèi)采用可壓縮的耐高溫纖維編織物、耐高溫高分子材料，或無(wú)機(jī)與高分子復(fù)合材料進(jìn)行密封。

優(yōu)選地，所述楔片截面形狀為矩形、梯形或平行四邊形，其中，上大下小楔形結(jié)構(gòu)便于安裝，同時(shí)清灰順暢，加蓋并緊固螺栓后可通過(guò)密封材料進(jìn)行密封。

優(yōu)選地，所述陶瓷過(guò)濾片為多孔陶瓷片或陶瓷纖維板，尺寸與過(guò)濾花板上的插陶瓷片凹槽尺寸相匹配，均選用耐高溫的陶瓷材料制成，成分為al2o3、sic、sio2、si3n4、硅酸鋁、莫來(lái)石、堇青石、zro2中的一種或幾種為主要成分進(jìn)行組合。

優(yōu)選地，所述過(guò)濾花板內(nèi)插片槽和陶瓷過(guò)濾片形狀可設(shè)計(jì)成上大下小的梯形結(jié)構(gòu)，不僅使得清灰順暢，過(guò)濾片的安裝更加方便，而且可以使用頂蓋施加向下的壓力，使得過(guò)濾片與過(guò)濾花板的密封更嚴(yán)。

優(yōu)選地，所述清灰裝置為脈沖反吹清灰裝置、機(jī)械振打、超聲清灰裝置中的一種或幾種裝置的任意組合，依據(jù)過(guò)濾壓降設(shè)定的最高限值或定時(shí)對(duì)陶瓷過(guò)濾板進(jìn)行在線清灰。

優(yōu)選地，所述清灰裝置為脈沖反吹清灰裝置時(shí)，凈氣室內(nèi)部可焊接高度稍低于過(guò)濾花板的金屬隔板，每個(gè)隔出的空間內(nèi)安裝反吹噴嘴，進(jìn)行脈沖反吹清灰，過(guò)濾花板與集塵室接觸的一面可選擇焊接金屬絲網(wǎng)，對(duì)陶瓷過(guò)濾片起到補(bǔ)強(qiáng)作用。

優(yōu)選地，所述頂蓋內(nèi)壁貼有保溫隔熱層，頂蓋邊緣設(shè)置耐高溫密封環(huán)，與金屬殼體采用法蘭進(jìn)行密封連接。頂蓋內(nèi)表面設(shè)置與過(guò)濾片支架對(duì)應(yīng)的凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)置與嵌插陶瓷片位置相應(yīng)的小凸起，凹槽內(nèi)填裝耐高溫柔性密封材料，安裝時(shí)，過(guò)濾片支架上端插接于凹槽內(nèi)，通過(guò)頂蓋給予向下的壓力對(duì)過(guò)濾片支架和陶瓷過(guò)濾片進(jìn)行壓緊密封。過(guò)濾片支架、過(guò)濾片和頂蓋一起圍成了凈氣室，頂蓋上端設(shè)置出氣管道，與凈氣室相通。

在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種利用前面所述的可快速更換過(guò)濾片的高溫含塵氣體除塵裝置進(jìn)行高溫含塵氣體除塵的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括以下步驟：

a)兩臺(tái)或多臺(tái)本裝置并聯(lián)安裝，一臺(tái)或多臺(tái)裝置工作運(yùn)行時(shí)，可將過(guò)濾阻力超過(guò)設(shè)計(jì)上限的一臺(tái)裝置停機(jī)并快速更換過(guò)濾材料；

b)過(guò)濾風(fēng)壓形成方式一：排氣管外接引風(fēng)機(jī)，不斷向外抽氣，在凈氣室形成負(fù)壓，高溫含塵氣體從進(jìn)氣管進(jìn)入集塵室，在壓力作用下通過(guò)陶瓷過(guò)濾片進(jìn)入凈氣室，而塵粒被阻擋在過(guò)濾板上；過(guò)濾風(fēng)壓形成方式二：通過(guò)進(jìn)氣管處接風(fēng)機(jī)，向集塵室送氣，通過(guò)壓力進(jìn)行除塵；過(guò)濾風(fēng)壓形成方式三：將上述的方式一與方式二組合使用；

c)隨著過(guò)濾的進(jìn)行，設(shè)備的過(guò)濾阻力不斷增大。清灰模式一：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)濾阻力，當(dāng)阻力達(dá)到設(shè)定的最高值時(shí)，開(kāi)啟清灰裝置對(duì)陶瓷過(guò)濾片進(jìn)行清灰。模式二：設(shè)定一個(gè)時(shí)間段，定時(shí)進(jìn)行清灰；

d)當(dāng)清灰處理不能有效降低過(guò)濾阻力時(shí)，關(guān)閉本臺(tái)除塵裝置前，開(kāi)啟備用待啟的裝置，確保高溫除塵工序連續(xù)運(yùn)行。打開(kāi)停車裝置頂蓋，在裝備上，或?qū)⑦^(guò)濾芯體整體吊出，然后拔出使用后的過(guò)濾片，在新過(guò)濾片邊緣纏繞耐高溫密封材料，并將其插入插板槽中，蓋上頂蓋，頂蓋和箱體在緊固壓力下通過(guò)密封材料使除塵裝置密封。完成陶瓷過(guò)濾片的更換后，該臺(tái)裝置進(jìn)入待啟狀態(tài)。

與現(xiàn)有高溫氣體除塵凈化裝置相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：

(1)采用插拔式安裝，更換過(guò)濾片更加方便快捷，大大簡(jiǎn)化了過(guò)濾裝置安裝工藝，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率；

(2)采用一組或多組比較薄的陶瓷膜過(guò)濾片作為過(guò)濾元件，降低了過(guò)濾阻力，且減少了陶瓷片斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，并且陶瓷片可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)?；I(yè)批量生產(chǎn)，相比于陶瓷膜過(guò)濾管，采用相同過(guò)濾面積的陶瓷過(guò)濾片的價(jià)格只有管狀的幾分之一，大大降低了過(guò)濾材料的生產(chǎn)成本；

(3)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，多臺(tái)所發(fā)明除塵器并聯(lián)使用，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所用可快速更換過(guò)濾片的高溫含塵氣體除塵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所用可快速更換過(guò)濾片的高溫含塵氣體除塵裝置橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中虛線框部分的放大圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例所用頂蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，1-金屬殼體；2-纖維隔熱層；3-密封底板；4-過(guò)濾花板；5-陶瓷過(guò)濾片；6-固定掛鉤；7-緊固法蘭；8-頂蓋；9-排氣管道；10-反吹氣體管道；11-反吹控制閥；12-耐高溫密封墊；13-耐高溫密封環(huán)；14-進(jìn)氣管道；15-卸灰閥；16-金屬隔板；17-反吹噴嘴；18-插片槽密封材料；19-楔片；8a-螺紋孔；8b-頂蓋凹槽；8c-凹槽內(nèi)對(duì)應(yīng)凸起；8d-排氣口。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。

如圖1-3所示，在本實(shí)施例中，本發(fā)明可快速更換過(guò)濾片的高溫含塵氣體除塵裝置主要包括金屬殼體1、保溫隔熱層2、密封底板3、過(guò)濾花板4、陶瓷過(guò)濾片5、固定掛鉤6、緊固法蘭7、頂蓋8、排氣管道9、反吹氣體管道10、反吹控制閥11、耐高溫密封墊12、耐高溫密封環(huán)13、纖維密封環(huán)8、進(jìn)氣管道14、卸灰閥15、金屬隔板16、反吹噴嘴17、插片槽密封材料18和楔片19。

金屬殼體1和頂蓋8內(nèi)壁貼有厚度約為3cm的保溫隔熱層，材料為硅酸鋁纖維棉，用耐熱鉚釘固定于金屬殼體上。過(guò)濾花板4邊緣相互焊接圍成星形筒體，底部焊接與密封底板3上，構(gòu)成過(guò)濾片支架。過(guò)濾片支架通過(guò)固定掛鉤6固定于金屬殼體內(nèi)部空間上端，頂部超出殼體頂部邊緣1～15cm。過(guò)濾片支架頂部插于頂蓋8的凹槽內(nèi)，凹槽中填裝有耐高溫密封墊12，采用耐高溫纖維制備。頂蓋與金屬殼體通過(guò)緊固法蘭7連接，中間安裝耐高溫纖維密封環(huán)13進(jìn)行密封。

本實(shí)施例中密封底板、過(guò)濾花板和楔片均選用1cr18ni9ti耐熱鋼制備，密封底板厚度約為5mm，過(guò)濾花板為相框形結(jié)構(gòu)，如圖2和3所示。插片槽內(nèi)部填充的耐高溫密封材料18為耐高溫陶瓷纖維。楔片的結(jié)構(gòu)為截面為凸形的上大下小楔形結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)通過(guò)頂蓋給予向下壓力，使過(guò)濾片相對(duì)于過(guò)濾花板壓緊密封。

本實(shí)施例中陶瓷過(guò)濾板為sic多孔陶瓷膜過(guò)濾片，孔隙尺寸為1～10μm，孔隙率約為38％。陶瓷過(guò)濾板厚度約為6mm，表面膜層厚度約為100μm，嵌插于過(guò)濾花板中。

本實(shí)施例中頂蓋選用1cr18ni9ti耐熱鋼制備，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，頂蓋內(nèi)表面設(shè)置與過(guò)濾片支架對(duì)應(yīng)的凹槽，凹槽內(nèi)填裝耐高溫柔性密封材料，安裝時(shí)，過(guò)濾片支架上端插接于凹槽內(nèi)，通過(guò)頂蓋給予向下的壓力進(jìn)行壓緊密封。過(guò)濾片支架、過(guò)濾片和頂蓋一起圍成了凈氣室，頂蓋上端設(shè)置出氣管道，與凈氣室相通。

本實(shí)施例中采用脈沖反吹清灰裝置對(duì)陶瓷膜過(guò)濾片進(jìn)行清灰，反吹氣體管道10從排氣管道9內(nèi)進(jìn)入凈氣室，如圖1所示，密封底板上焊接金屬隔板16，將凈氣室隔成6個(gè)小空間，在每個(gè)空間內(nèi)部安裝反吹噴嘴17，對(duì)過(guò)濾片進(jìn)行反吹清灰。

利用本裝置對(duì)低階煤高溫?zé)峤庥蜌膺M(jìn)行除塵凈化時(shí)，采用兩臺(tái)裝置并聯(lián)安裝，其中一臺(tái)裝置工作，一臺(tái)裝置待啟，具體的凈化工藝為：

(1)低階煤熱解氣從進(jìn)氣管14進(jìn)入集塵室a；(2)排氣管9外接大功率引風(fēng)機(jī)，不斷向外抽氣，在凈氣室形成負(fù)壓，在壓力作用下高溫?zé)峤鈿馔ㄟ^(guò)陶瓷過(guò)濾板5進(jìn)入凈氣室b，隨后從排氣管道排出，而塵粒被阻擋在過(guò)濾板表面上；(3)隨著過(guò)濾的進(jìn)行，形成的灰餅層使得過(guò)濾阻力不斷增大，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)濾阻力，當(dāng)阻力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，開(kāi)啟反吹控制閥，反吹氣體從反吹噴嘴內(nèi)高速噴出，對(duì)陶瓷過(guò)濾片進(jìn)行清灰；(4)當(dāng)清灰處理不能有效降低過(guò)濾阻力時(shí)，關(guān)閉本臺(tái)除塵裝置，同時(shí)開(kāi)啟待啟裝置，排出剩余氣體，打開(kāi)本臺(tái)裝置頂蓋，拔出楔片，在新過(guò)濾片邊緣纏繞耐高溫纖維繩，并將其插入插板槽中，插入楔片，進(jìn)行壓緊密封，蓋上頂蓋進(jìn)行頂部壓緊密封，完成陶瓷過(guò)濾片的更換，該臺(tái)裝置進(jìn)入待啟狀態(tài)。

由技術(shù)常識(shí)可知，本發(fā)明可以通過(guò)其它的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，上述公開(kāi)的實(shí)施方案，只是舉例說(shuō)明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。