除尘装置的制作方法

本发明涉及煤化工高温气体过滤技术领域，具体而言，涉及一种除尘装置。

背景技术：

在化工、石油、冶金等行业经常产生高温含尘气体。特别是在煤炭干馏提质过程中，产生的高温荒煤气中含有大量的煤粉灰尘，而混合气体中的含碳类易析出物质如焦油，只有在高温环境中才能够以气态存在。温度稍低或者环境一旦变化，就容易从混合气体中缓慢析出。

传统高温荒煤气净化技术，常用的有透气陶瓷管(微孔陶瓷及陶瓷膜)除尘器；大型袋式反吹除尘器；多管旋风除尘器；水洗除尘净化等。陶瓷管(微孔陶瓷及陶瓷膜)除尘器在高温工况下，过滤效果可以满足，但随着除尘时间的延长，陶瓷管(膜)的孔隙会堵死，再生维护较困难，在线反吹维护需要很大的动力，锻烧清灰周期长费用高，维护成本很高。大型袋式反吹除尘器如离线清灰布袋除尘器的除尘效果较好，但最高使用温度一般只有280℃左右，满足不了的工艺要求。并且因混合气中水蒸气含量大，在布袋外表容易糊死堵塞而失效。多管旋风除尘技术最为简单，旋风气量分配不均，除尘效果不稳定，而且进口积灰堵塞现象，因而很难达到理想的除尘效果。采用简单的水洗处理净化荒煤气，由于荒煤气中带有大量的焦油，部分氨、酚和油类物质会留在水中，给环境带来较为严重的污染问题。

正是由于荒煤气中含有易遇冷而冷凝结块的成分，因而对于除尘器温度要求较为严格，必须严格控制进入除尘器内部的气体温度和系统散失热量，保证近恒温状态。但是现在的保温设备结构复杂，特别是对卸灰口处保护措施有限，经常出现灰粉在灰斗凝结，甚至造成冷气泄入而导致煤焦油等成分冷凝致使设备故障。

基于上述原因，有必要提供一种内部温度环境较为稳定的除尘装置。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种除尘装置，以解决现有技术中处理高温含尘气体时因温度不稳定易导致焦油易析出而造成设备故障的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种除尘装置，其包括：壳体，壳体内设置有至少一个过滤室，每一个过滤室上均设置有过滤室进气口和过滤室排气口；进气总管，进气总管上设置有总管进气口，进气总管为变径管，且沿远离总管进气口的方向，进气总管的管径逐渐减小；至少一个进气支管，进气支管的一端与进气总管连通，另一端与相应的过滤室进气口连通；排气总管；以及至少一个排气支管，排气支管的一端与排气总管连通，另一端与相应的过滤室排气口连通。

进一步地，除尘装置包括多个过滤室，各过滤室沿壳体的轴向依次设置，过滤室中设置有整层过滤层。

进一步地，整层过滤层由上至下依次包括：填料层；过滤板；以及底部斜板；底部斜板、过滤板及壳体的侧壁之间形成气腔，底部斜板沿靠近过滤室进气口的一端至靠近过滤室排气口的一端向下倾斜；其中，过滤室进气口位于整层过滤层的上部，过滤室排气口与气腔相连通。

进一步地，除尘装置包括多个过滤室，进气总管为阶梯状变径管，且阶梯状变径管的变径段与过滤室一一对应。

进一步地，除尘装置还包括：反吹总管；至少一个反吹支管，与排气支管一一对应设置，反吹支管的一端与反吹总管连通，另一端与相应的排气支管连通。

进一步地，进气总管上还设置有半焦粉出口。

进一步地，除尘装置还包括粉尘收集箱，粉尘收集箱位于半焦粉出口的下方。

进一步地，粉尘收集箱上设置有料位计。

进一步地，除尘装置还包括阀体，阀体包括：第一阀体，设置在进气支管上；第二阀体，设置在排气总管上，且按气体流动方向，第二阀体位于排气支管的下游；第三阀体，设置在排气支管的位于反吹支管与排气总管之间的管段上；以及第四阀体，设置在反吹支管上。

进一步地，阀体为高温球阀、高温蝶阀或高温闸阀。

进一步地，壳体的内壁上设置有耐热防腐蚀耐磨涂料层。

进一步地，壳体的外表面设置有第一保温层。

进一步地，进气总管的外表面设置有第二保温层，进气支管的外表面设置有第三保温层，排气总管的外表面设置有第四保温层，排气支管的外表面设置有第五保温层。

进一步地，反吹总管的外表面设置有第六保温层，反吹支管的外表面设置有第七保温层。

进一步地，除尘装置还包括温度计和压力表，温度计和压力表均设置在反吹总管上，且按气体的流动方向，温度计和压力表均位于反吹支管的上游。

本发明提供了一种除尘装置，利用进气总管和进气支管将高温荒煤气通入壳体的过滤室中进行除尘。除尘后的荒煤气通过排气支管和排气总管排出。由于进气总管为变径管，且沿远离总管进气口的方向，进气总管的管径逐渐减小，使得高温荒煤气在进气总管内接近恒压，并在恒压状态下进入各过滤室进行过滤。这样就能够避免过滤室中出现较大温度差，从而能够降低焦油析出的可能性，保证设备的长期运行。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明一种实施方式中的除尘装置的示意图；

图2示出了根据本发明一种实施方式中的除尘装置中的过滤层的示意图。

其中，附图标记如下：

10、壳体；11、过滤室；12、整层过滤层；121、第一填料层；122、第二填料层；123、过滤板；124、底部斜板；125、气腔；20、进气总管；21、总管进气口；22、半焦粉出口；30、进气支管；31、第一阀体；40、排气总管；41、第二阀体；50、排气支管；51、第三阀体；60、反吹支管；61、第四阀体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

正如背景技术部分所介绍的，现有技术中处理高温含尘气体时因温度不稳定易导致焦油易析出，从而容易造成设备故障。为了解决这一问题，本发明提供了一种除尘装置，如图1所示，该除尘装置包括：壳体10，进气总管20，至少一个进气支管30，排气总管40以及至少一个排气支管50；壳体10内设置有至少一层过滤室11，每一个过滤室11上均设置有过滤室进气口和过滤室排气口；进气总管20上设置有总管进气口21，进气总管20为变径管，且沿远离总管进气口21的方向，进气总管20的管径逐渐减小；进气支管30的一端与进气总管20连通，另一端与相应的过滤室进气口连通；排气支管50的一端与排气总管40连通，另一端与相应的过滤室排气口连通。

本发明提供的上述除尘装置中，利用进气总管20和进气支管30将高温荒煤气通入壳体10的过滤室11中进行除尘。除尘后的荒煤气通过排气支管50和排气总管40排出。由于进气总管20为变径管，且沿远离总管进气口21的方向，进气总管20的管径逐渐减小，使得高温荒煤气在进气总管20内接近恒压，并在恒压状态下进入各过滤室11进行过滤。这样就能够避免过滤室11中出现较大温度差，从而能够降低焦油析出的可能性，保证设备的长期运行。

在一种优选的实施例中，壳体10中设置有多个过滤室11。相应地，高温荒煤气通过多个进气支管30，以近似恒压的状态进入不同的过滤室11，且各过滤室11之间不连通。这样不仅各过滤室11内部的温差较小，同时不同的过滤室11中的温度差异也很小。这样能够进一步减小除尘装置内部的温差，从而进一步避免高温荒煤气中的焦油析出。

在一种优选的实施例中，各过滤室11沿壳体10的轴向依次设置，过滤室11中设置有整层过滤层12。整层过滤层12是指过滤层沿壳体10的径向铺满，不同于传统的中间有空心通道的环形过滤层，利用整层过滤层12能够增大过滤面积，从而提高过滤效率，以使壳体10的高度能够相对较低。这样能够进一步减小设备内部的温差，降低过滤过程中的焦油析出量。

在一种优选的实施例中，如图2所示，整层过滤层12由上至下依次包括：填料层；过滤板123；以及底部斜板124；底部斜板124、过滤板123及壳体10的侧壁之间形成气腔125，底部斜板124沿靠近过滤室进气口的一端至靠近过滤室排气口的一端向下倾斜；其中，过滤室进气口位于整层过滤层12的上部，过滤室排气口与气腔125相连通。填料层可以为多层结构，如图2所示，包括第一填料层121和第二填料层122。填料层的滤料可以为石英砂，珍珠岩，石灰石或半焦等。两层中的滤料可以为不同物质，不同密度；也可以为同种物质，上重下轻，不同粒径。优选地，底部斜板124与水平的夹角为10～20°，气体在内部形成一定静压，内部流速为1.5m/s，气体在底部斜板124将气体以一定速度流出，将滤料流化，细小灰尘被吹出到收尘通道内。

在一种优选的实施例中，进气总管20为阶梯状变径管，且阶梯状变径管的变径段与过滤室11一一对应。阶梯状变径管的变径段与过滤室11一一对应是指每遇一个过滤室11，进气总管20呈阶梯状变径一次。这样的设置能够进一步保证每个过滤室11的进气恒压，从而保证整个除尘装置内部的温度均一性。

在一种优选的实施例中，除尘装置还包括：反吹总管；至少一个反吹支管60，与排气支管50一一对应设置，反吹支管60的一端与反吹总管连通，另一端与相应的排气支管50连通。设置反吹总管和反吹支管60，除了能够将整层过滤层12中的过滤颗粒进行反吹，以再生过滤层，还能够利用反吹气体进行补热，进一步保持体系的热量平衡。具体地，采用净煤气作为反吹气体。

在一种优选的实施例中，进气总管20上还设置有半焦粉出口22。在具体操作过程中，利用进气总管20上的半焦粉出口22，能够在反吹气体进行反吹时，将吹出的灰尘排出。具体地，如图1所示，进气总管20与壳体10呈轴向平行设置，半焦粉出口22设置在进气总管20的最下面，这样吹出的灰尘可以利用自身的重力排出。

在一种优选的实施例中，除尘装置还包括粉尘收集箱，粉尘收集箱位于半焦粉出口22的下方。在一种优选的实施例中，粉尘收集箱上设置有料位计，用以指示灰尘的收集量。。

在一种优选的实施例中，除尘装置还包括阀体，阀体包括：第一阀体31，设置在进气支管30上；第二阀体41，设置在排气总管40上，且按气体流动方向，第二阀体41位于排气支管50的下游；第三阀体51，设置在排气支管50的位于反吹支管60与排气总管40之间的管段上；以及第四阀体61，设置在反吹支管60上。利用这些阀体可以有效控制高温荒煤气的进气和排气以及反吹操作。

在一种优选的实施例中，阀体为高温球阀、高温蝶阀或高温闸阀。优选地，阀体为高温切断阀，这样在出现意外时可以及时进行切断，保证设备的安全性。

在一种优选的实施例中，壳体10的内壁上设置有耐热防腐蚀耐磨涂料层。具体的耐热防腐蚀耐磨涂料层的材料可以选自高温耐火浇注料或者陶瓷纤维喷涂料。涂层厚度可为5cm，温度可耐到600～700℃。

在一种优选的实施例中，壳体10的外表面设置有第一保温层。设置第一保温层能够进一步提高设备的保温效果，降低温度差，提高除尘效果。比如第一保温层选用保温棉(厚度可为10cm)，保温棉外采用不锈钢或铝板固定。同理，在一种优选的实施例中，进气总管20的外表面设置有第二保温层，进气支管30的外表面设置有第三保温层，排气总管40的外表面设置有第四保温层，排气支管50的外表面设置有第五保温层。在一种优选的实施例中，反吹总管的外表面设置有第六保温层，反吹支管60的外表面设置有第七保温层。

在一种优选的实施例中，除尘装置还包括温度计和压力表，温度计和压力表均设置在反吹总管上，且按气体的流动方向，温度计和压力表均位于反吹支管60的上游。用以监测反吹气体温度，压力，实际操作中反吹气体温度为450～500℃，压力为0.5～4KPa较为适宜。具体采用净煤气作为反吹介质。

上述的通入反吹气时，要求关闭排气支管50上的阀门，打开进气支管30上的阀门，反吹气带着灰进入到进气总管20，灰分自重沉降部分，部分进入下一层过滤室11，然后在反吹气作用下，再次进入进气总管20沉降。

优选地，排气总管40上还设置有在线含氧分析仪。

实施例1

煤炭在反应器内部发生反应，生成粗荒煤气(水蒸气，焦油蒸汽，煤气和细焦粉)和半焦，粗荒煤气的温度约为450℃。如图1所示，粗荒煤气从总管进气口21进入进气总管20内，在总管内部扩散，形成恒压。荒煤气从进气总管20进入到各进气支管30内，进入过滤室11后，荒煤气迅速扩散，荒煤气在压力作用下向滤层内部流动，在向下流动过程中，粉尘被拦截在滤层内部，荒煤气通过过滤板进入到气腔125内，通过排气支管50汇入到排气总管40内。出壳体10进入排气总管40内的净荒煤气的温度≥380℃，排气总管40上安装有在线含氧分析仪，当氧气含量≥2％时，需要将荒煤气放散，当氧气含量≤2％时，荒煤气到化产单元进行处理，收集焦油和煤气。

为煤气不被稀释，除尘器的反吹采用来自化产单元的净煤气进行反吹，同时为保证除尘器内部温度均衡，采用反吹煤气进行补热，保持内部均匀。煤气进反吹支管60前，被加热到450℃，煤气压力4KPa，除尘器进出口压力差大于一定值时，开启阀门依次进入到除尘器内气腔125，反吹煤气在气腔125内形成一定压力，然后反吹煤气通过过滤板布气对过滤室11进行反吹清灰，反吹后煤气与荒煤气混合。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于除尘器的反吹采用定压式控制，即某一组过滤单元进出口压差大于设定值时，开启相应反吹阀门，进行分吹。

实施例3

实施例3与实施例2的区别在于当荒煤气的温度为500℃时，反吹煤气的加热温度为550℃。

实施例4

实施例4与实施例3的区别在于除尘器的反吹采用定压式控制，即某一组过滤单元进出口压差大于设定值时，开启相应反吹阀门，进行分吹。

由上述描述可知，本发明提供的上述除尘装置中，利用进气总管20和进气支管30将高温荒煤气通入壳体10的过滤室11中进行除尘。除尘后的荒煤气通过排气支管50和排气总管40排出。由于进气总管20为变径管，且沿远离总管进气口21的方向，进气总管20的管径逐渐减小，使得高温荒煤气在进气总管20内接近恒压，并在恒压状态下进入各进行过滤。这样就能够避免过滤室11中出现较大温度差，从而能够降低焦油析出的可能性，保证设备的长期运行。

除了以上有益效果外，用净化后的煤气反吹清灰，不用消耗氮气(不加入外部气体)，不改变可燃气体浓度及热值。相比于其他除尘器，在优选设计下，该装置压降最大不超过2.6kPa，一般在1200～1600Pa内，过滤效率高，保持较低的出口尘浓度，基本小于30mg/Nm³。该技术方案结构简单、运行成本低、运动部件少、维修率低，适用于绝大多数高温除尘场合，具有很强的可行性、实用性和经济性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。