[发明专利]歧管式脉冲反吹清灰结构及运用该清灰结构的过滤器

说明书

本发明提供了一种歧管式脉冲反吹清灰结构及运用该清灰结构的过滤器，该歧管式脉冲反吹清灰结构包括：反吹主管和多个歧管，反吹主管具有第一封闭端和第二封闭端，其中部顶壁上设置进气口；多个歧管设置在反吹主管斜下方侧壁上，其中，位于进气口和第一封闭端之间的歧管的中部朝向第一封闭端方向弯曲，位于进气口和所述第二封闭端之间的歧管的中部朝向第二封闭端方向弯曲；歧管的上端形成入口端，歧管的下端形成出口端，入口端与反吹主管平滑连接，进气口的进气方向与出口端的出气方向一致。本发明实施例能有效解决过滤管间清灰不均匀及清灰效率低的问题，与此同时，减少反吹气体能耗，延长过滤管的使用寿命。

技术领域

本发明涉及气固分离技术领域，尤其涉及一种歧管式脉冲反吹清灰结构及运用该清灰结构的过滤器。

背景技术

本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

在石油催化裂化、煤化工、生物质气化、垃圾焚烧和热解及冶金等行业中，常产生高温含尘气体。为了满足不同工艺过程及环保排放标准的要求，需要对这些高温含尘气体进行净化。高温气体净化技术是指温度在260℃以上条件下对气体中固体颗粒物的分离以及高温气体中所含二氧化硫(SO₂)、氮氧化物、微量碱金属、以及痕量重金属等组分的脱除。针对含尘气体中气体与固体颗粒物的分离，常通过高温过滤器实现，它可以最大程度地利用气体的物理显热、化学潜热和动力能，提高能源利用率，同时简化工艺过程，节省设备投资。

高温过滤器的核心为由多孔金属材料及多孔陶瓷材料制备而成的烧结金属过滤管及陶瓷过滤管等刚性过滤元件。烧结金属过滤管具有良好的机械强度、韧性及机械加工性能等优点。烧结陶瓷过滤管具有耐高温、抗腐蚀以及热膨胀系数小等优点。同时二者均具有较好的阻力特性、过滤精度及过滤效率，因此被广泛应用于高温气体净化领域。

高温含尘气体进入高温过滤器后，含尘气体中的固体颗粒物由于惯性碰撞、直接拦截及布郎扩散等原因沉积在过滤管的外表面，形成稳定致密的粉尘层，净化后的气体通过过滤管中的多孔通道进入到后续工艺中。其中，经过滤管过滤后的气体称为洁净气体，该气体中固体颗粒物浓度较小。随着过滤过程的进行，过滤管外表面的粉尘层逐渐增厚，导致过滤器压降不断升高，装置运行阻力增大。当过滤器压降升高到一定范围或者过滤器运行一定时间后，可以采用脉冲反吹方式实现过滤元件的循环再生。脉冲反吹时，高速反吹气体由过滤管开口端进入，沿过滤管轴向流动过程中其速度能头逐渐转化为压力能头，并通过过滤管的多孔通道径向流出，利用其瞬态能量克服粉尘层与过滤管外表面的粘附力，从而将粉尘层剥离及清除。使过滤管的压降骤降，基本上恢复到初始过滤时的状态，从而实现过滤管性能的循环再生。

高效脉冲反吹方式是实现过滤管性能循环再生的重要途径，清灰性能的优劣决定了高温气体过滤器能否长周期稳定运行。因此，脉冲反吹清灰系统的组成结构起着至关重要的作用。

常见的脉冲反吹系统包括主要由压缩机、储气罐、脉冲阀、调压阀、反吹管路分布器及喷嘴等组成。按单个喷嘴反吹过滤管数量的不同，可以分为单个喷嘴对应单根过滤管(即单对单)的结构形式，以及单个喷嘴对应多根过滤管(即单对多)的结构形式。在现有工艺中，除Shell煤气化工艺中的高温过滤器采用单对多的结构形式外，绝大多数工艺过程中的过滤器均采用单对单的结构形式。

现有高温气体过滤器的结构主要有两种形式：矩形结构和圆形结构(依据管板的形状区分)。如图1A和图1B所示，为矩形结构的高温过滤器的结构示意图。该矩形结构的高温过滤器主要用于高温低压的工况，例如以整体煤气化联合循环(IGCC-CC)和增压流化床燃气-蒸汽联合循环(PFBC-CC)为代表的洁净煤发电技术。该技术工艺中为了保护燃气轮机叶片以及满足环境排放标准，涉及到350℃至850℃的高温气体过滤技术，操作压力为0.2MPa至0.4MPa。