专利名称：等轴向流速的刚性过滤除尘器的制作方法
技术领域：
本发明涉及过滤式气体除尘技术领域，具体涉及一种等轴向流速的刚性过滤除尘
器，特别适用于对高温气体或易燃易爆气体的过滤式除尘。
背景技术：
高温气体除尘是在高温条件下直接进行气固分离，实现气体净化的一项技术，它 可以最大程度地利用气体的物理显热，化学潜热和动力能以及最有效地利用气体中的有用 资源，因此，它成为电力、能源和相关加工工业的研究热点，在现代工业生成过程中，涉及含 尘气体在高温下直接净化除尘和应用的领域十分广泛，如能源工业中的煤的气化联合循环 发电工艺流程中的高温煤气，石化和化工工业的高温反应气体，冶金工业高炉和转炉高温 煤气，玻璃行业的高温尾气，陶瓷行业的干燥，锅炉、焚烧炉的高温废气等。高温气体的净 化除尘是实现高温气体资源合理利用所必不可少的关键技术，同时也是一项先进的环保技 术。 过滤式除尘是目前除尘效率最高，能有效滤除粒径极小的尘粒的除尘方法，能轻 易的使气体的含尘浓度降低到50mg/Nm 甚至10mg/Nm3以下。但过滤式除尘也存在除尘器 体积庞大，单位空间处理的气体量低，布袋磨损快，运行费用高的缺点。特别对于高温气体， 由于其体积庞大(温度每提高273°C ，体积增大一倍)，上述缺点更为突出。对于易燃易爆气 体，除尘器体积过于庞大也是一个不安全因素。过滤式除尘器体积庞大的原因是气体穿过 过滤层的速度，也就是穿袋速度很低，通常的穿袋速度约为0. 5m/min 3m/min。提高穿袋 速度将使除尘阻力迅速增高，导致除尘能耗急剧增大，因而是不可取的。如此低的穿袋速度 使得滤袋内外的气流速度难以提高，也就是说在除尘器内部，大部分空间的气流流速偏低， 这是造成过滤式除尘器体积偏大的主要原因。传统的立式过滤式除尘器的滤袋形状基本上 是圆柱状结构，滤袋内、外的空间的横截面积沿着轴向是相同的。这样对于下进气的过滤式 除尘器来说，在含尘气体侧，越往上气流的轴向速度越小，而在洁净气体侧，越往上气流的 轴向速度越大。也就是说在传统的过滤式除尘器中，大部分的空间气体的流速是低于气流 的合理流速的，也就是说大部份气流的通道流速很低，这是造成过滤式除尘器体积庞大的 主要原因。此外，目前的滤袋材料普遍不能耐高温，高温的过滤式除尘器价格昂贵，难以在 工业上广泛使用。
发明内容
本发明为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种除尘效率高、流场均匀稳 定、结构紧凑的等轴向流速的刚性过滤除尘器。 本发明的目的通过以下的技术方案实现本等轴向流速的刚性过滤除尘器，其特 征在于包括箱体、位于箱体底部的卸灰斗、位于箱体下部的进风口、位于箱体内的过滤元 件和位于箱体上部的出风口，所述过滤元件为截面积从下往上逐渐变大的空心结构。
作为优选的结构，所述过滤元件为倒圆锥形、倒圆台形或者倒金字塔形，在过滤元
3件外部，含尘气流的上升速度是等速或近似等速的，在过滤元件内部，洁净气流的上升速度 也是等速或近似等速的。 所述过滤元件为刚性空心成型结构。 为了方便制造，所述过滤元件为若干段组成的结构，其中每一段的截面积相等，整 个过滤元件为倒阶梯形状的塔形结构。此时过滤元件内、外空间气流的轴向流速变成近似 等流速的。 为了增大滤尘面积，所述过滤元件设有横向褶皱、纵向皱褶或者斜向皱褶。
为了加大刚性，提高耐冲击强度，耐高温(可耐600 80(TC左右高温)，所述过滤 元件为单层或多层金属丝网(优选耐热钢材料)，在气流吹扫下不致产生变形，从而保证了 等速均匀的流场。 为了便于卸灰，所述卸灰斗为倒锥形，卸灰斗的下方设置有卸灰阀。 作为一种优选结构，所述过滤元件的顶面开口，开口向着排气通道，排气通道连接
出风口，出风口连接抽风机。 为了便于吹落成块、大颗粒的灰尘，箱体内顶部设有风管，风管连接空气压縮机， 空气压縮机供应压縮洁净气体，风管伸入过滤元件顶面的开口内，风管的每一个末端呈喇 叭状。 在实际应用中，所述过滤元件为若干个，并排列成矩阵形状或者圆形。
本发明相对于现有技术具有如下的优点 与现有除尘器相比，本发明的立式下进气外滤式等轴向流速的过滤式除尘器具有 除尘效率高，流场均匀稳定，结构紧凑，可耐高温的特点，具体分析如下 本发明提出等轴向流速刚性过滤元件的技术方案，含尘气体从过滤元件外部通过 过滤变成清洁气流进入过滤元件内部，在保持穿袋速度不提高的前提下，使立式除尘器的
整个空间的气流轴向速度都保持在合理的最高速度。根据V-^ ，在过滤元件外部空间，沿
着含尘气流的上升通道的截面积是逐渐减少的，气流量也是逐渐减少的，因而含尘气流是 等轴向流速的；在过滤元件内部空间，沿着洁净气流上升通道的截面积是逐渐增加的，气流 量也是逐渐增加的，因而洁净气流也是等轴向流速的，这样的结构能够最大化、最合理的利 用空间，使除尘器的整个空间的气流轴向速度都保持在合理的最高速度，提高除尘器内空 间作为气流通道的利用率，从而大大减少除尘器的体积，使得设备结构更紧凑，而同时不会 带来负面效应。本发明对易燃易爆气体，如煤气的除尘以及高温气体的除尘具有特别重要 的意义，大大提高了安全基数。 另外，过滤元件采用单层或多层耐热钢材料丝网，加大了刚性，提高耐冲击强度， 耐高温(可耐600 80(TC左右高温)，在气流吹扫下不致产生变形，从而保证了等速均匀 的流场，并且金属丝网耐磨损能力大大高于传统滤袋材料，降低更换成本，而且气流的上升 速度有较大提高的空间，有利于本发明除尘器的大型化。
图1是本发明的等轴向流速的刚性过滤除尘器的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 如图1所示的等轴向流速的刚性过滤除尘器，包括箱体1、位于箱体1底部的卸灰 斗2、位于箱体1下部的进风口 3、位于箱体1内的过滤元件4和位于箱体1上部的出风口 5，过滤元件4为截面积从下往上逐渐变大的空心结构，过滤元件4为倒圆锥形，在过滤元件 4外部，含尘气流的上升速度是等速或近似等速的，在过滤元件4内部，洁净气流的上升速 度也是等速或近似等速的，过滤元件4为刚性空心成型结构。过滤元件4为均匀排列的28 列，共140个。 为了增大滤尘面积，过滤元件4设有纵向皱褶。 为了加大刚性，提高耐冲击强度，耐高温(可耐600 80(TC左右高温)，过滤元件
4为单层金属丝网，在气流吹扫下不致产生变形，从而保证了等速均匀的流场。 为了便于卸灰，卸灰斗2为倒锥形，卸灰斗2的下方设置有卸灰阀6。 过滤元件4的顶面开口 ，开口向着排气通道7，排气通道7连接出风口 5，出风口 5
连接抽风机。 为了便于吹落成块、大颗粒的灰尘，箱体1内顶部设有风管8，风管8连接空气压 縮机9，空气压縮机9供应压縮洁净气体，风管8伸入过滤元件4顶面的开口内，风管8的 每一个末端IO呈喇叭状。当除尘器停止除尘，过滤元件4沾满灰尘，那么开启空气压縮机 IO，通过风管8吹风，就可以吹落过滤元件4的成块、大颗粒的灰尘。
从下面的计算可以看出等轴向上升流速的优越性 含尘气流、洁净气流的上升速度等于气流量除以上升通道的截面积，用公式表示
如下v = g ，其中A = A「A2， &为除尘器的总横截面积，A2为过滤元件横截面积的总和。 爿 现有技术的布袋除尘器，按照常见的布袋除尘器布置方法，布袋直径为140mm，滤 袋间距为190mmX 190mm，滤袋到花板边的间距为250mm，布置滤袋14X 10 = 140个，则花板 尺寸为2970mmX2210mm，A = 4. 41m2。袋长5m，总过滤面积为307. 7m、过滤速度lm/min，处 理气量为5. 13mVs，此时上升速度为1. 2m/s，此速度超过了 lm/s的上限值，处理的办法只 有加大滤袋间的间距或是减少袋长而增加滤袋数量，这都意味这除尘器体积的增加，占地 面积的增加。如果将袋间距增加至210mmX210mm，此时上升速度为0. 92m/s，符合要求，但 花板面积增加到3230mmX2390mm，增加了 18%。 而采用本发明的立式下进气外滤式等轴向流速的过滤式除尘器，1. 2m/s的上升速
度并不会引起除尘器性能的下降，因而可采用原来的布置方案(本发明的除尘器还可进一
步縮小过滤元件的间距，从而进一步的縮小除尘器的体积)。这里计算的上升速度只是一个
算术平均值，事实上对于现有的除尘器而言，含尘气体在上升过程中会不断的透过滤袋进
入滤袋内部，因而在整个滤袋高度方向是不均匀的，这更限制了上升速度的提高。 上述具体实施方式
为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任
何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护
范围之内。
权利要求
等轴向流速的刚性过滤除尘器，其特征在于包括箱体、位于箱体底部的卸灰斗、位于箱体下部的进风口、位于箱体内的过滤元件和位于箱体上部的出风口，所述过滤元件为截面积从下往上逐渐变大的空心结构。
2. 根据权利要求1所述的等轴向流速的刚性过滤除尘器，其特征在于所述过滤元件 为倒圆锥形、倒圆台形或者倒金字塔形。
3. 根据权利要求2所述的等轴向流速的刚性过滤除尘器，其特征在于所述过滤元件 为刚性空心成型结构。
4. 根据权利要求1所述的等轴向流速的刚性过滤除尘器，其特征在于所述过滤元件 为若干段组成的结构，其中每一段的截面积相等，整个过滤元件为倒阶梯形状的塔形结构。
5. 根据权利要求1所述的等轴向流速的刚性过滤除尘器，其特征在于所述过滤元件 设有横向褶皱、纵向皱褶或者斜向皱褶。
6. 根据权利要求1所述的等轴向流速的刚性过滤除尘器，其特征在于所述过滤元件 为单层或多层金属丝网。
7. 根据权利要求1所述的等轴向流速的刚性过滤除尘器，其特征在于所述过滤元件 的顶面开口 ，开口向着排气通道，排气通道连接出风口 ，出风口连接抽风机。
8. 根据权利要求7所述的等轴向流速的刚性过滤除尘器，其特征在于所述箱体内顶 部设有风管，风管连接空气压縮机，空气压縮机供应压縮洁净气体，风管伸入过滤元件顶面 的开口内，风管的每一个末端呈喇叭状。
9. 根据权利要求1 8任一项所述的等轴向流速的刚性过滤除尘器，其特征在于所 述过滤元件为若干个，并排列成矩阵形状或者圆形。
全文摘要
本发明公开了一种等轴向流速的刚性过滤除尘器，包括箱体、位于箱体底部的卸灰斗、位于箱体下部的进风口、位于箱体内的过滤元件和位于箱体上部的出风口，所述过滤元件为截面积从下往上逐渐变大的空心结构。与现有除尘器相比，本发明等轴向流速的过滤式除尘器具有除尘效率高，流场均匀稳定，结构紧凑，可耐高温的特点。
文档编号B01D46/24GK101732932SQ20101010348
公开日2010年6月16日 申请日期2010年1月27日 优先权日2010年1月27日
发明者张春林 申请人:暨南大学