一种滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统的制作方法

本发明涉及含尘气体过滤净化技术领域，特别是指一种滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统。

背景技术：

近年来，冶金、化工、建材等高耗能、高排放工业中高温煤气和烟气余热回收和净化对我国节能减排具有重要作用。高温含尘煤气和烟气具有成分复杂、含尘量高、有腐蚀性、工况变化大等特点，使得煤气和烟气余热回收和净化装置存在滤料堵塞和再生困难、余热回收和净化效率低等瓶颈问题，亟待解决。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统，能够提高净化效果。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统，所述滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统包括：进料通道、第一斜向过滤通道、纵向过滤通道、第二斜向过滤通道和集料通道，所述进料通道底部与所述第一斜向过滤通道顶部连接，所述第一斜向过滤通道底部与所述纵向过滤通道顶部连接，所述纵向过滤通道底部与所述第二斜向过滤通道顶部连接，所述第二斜向过滤通道底部与所述集料通道顶部连接；

所述进料通道顶部设置有过滤颗粒入口，所述进料通道底部靠近纵向过滤通道的一侧设置有颗粒厚度调节挡板，所述第一斜向过滤通道侧壁和第二斜向过滤通道侧壁对应设置有第一烟气过滤口和第二烟气过滤口，所述集料通道底部设置有排料通道，所述排料通道内设置有排料阀门；

所述进料通道、第一斜向过滤通道、纵向过滤通道、第二斜向过滤通道和集料通道内流动填充有过滤颗粒。

优选的，所述过滤颗粒入口下方设置有料钟。

优选的，第二斜向过滤通道下方设置有集料通道。

优选的，所述第一烟气过滤口和第二烟气过滤口对应设置在第一斜向过滤通道侧壁和第二斜向过滤通道侧壁的两侧。

优选的，所述进料通道的中心轴与集料通道的中心轴在同一直线上，纵向过滤通道的中心轴与进料通道的中心轴不在同一直线上，进料通道和集料通道设置在纵向过滤通道的同一侧。

优选的，调节挡板可以上下移动，用于调节纵向过滤通道的高度即过滤层厚度。

优选的，所述第一烟气过滤口和第二烟气过滤口对应设置在第一斜向过滤通道侧壁和第二斜向过滤通道侧壁的同一侧。

优选的，所述进料通道的中心轴、纵向过滤通道的中心轴、集料通道的中心轴不在同一直线上，进料通道和集料通道设置在纵向过滤通道的两侧。

优选的，第一斜向过滤通道和第二斜向过滤通道属于休止角自构气体-颗粒交界面，可降低含尘气体的过滤速度。

优选的，所述第一烟气过滤口为烟气入口，所述第二烟气过滤口为净化气体出口。

优选的，所述第一烟气过滤口为净化气体出口，所述第二烟气过滤口为烟气入口。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，结构简单、操作方便、颗粒层厚度可调、无档网/挡板/孔板等构件、适合温度范围广、过滤效率高、过滤压降低、连续稳定运行的移动床颗粒层连续过滤系统和方法。

附图说明

图1为本发明的滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统结构示意图。

图2为本发明的滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统结构示意图。

图3为本发明的滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统结构示意图。

图4为本发明的滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统结构示意图。

图5为本发明的滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统结构示意图。

[主要元件符号说明]

1、进料通道；

2、第一斜向过滤通道

3、纵向过滤通道；

4、第二斜向过滤通道；

5、集料通道；

6、过滤颗粒入口；

7、调节挡板；

8、第一烟气过滤口；

9、第二烟气过滤口；

10、排料通道；

11、排料阀门；

12、料钟；

13、过滤颗粒。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，本发明的实施例一种滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统，所述滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统包括：进料通道1、第一斜向过滤通道2、纵向过滤通道3、第二斜向过滤通道4和集料通道5，所述进料通道1底部与所述第一斜向过滤通道2顶部连接，所述第一斜向过滤通道2底部与所述纵向过滤通道3顶部连接，所述纵向过滤通道3底部与所述第二斜向过滤通道4顶部连接，所述第二斜向过滤通道4底部与所述集料通道5顶部连接；

所述进料通道顶1部设置有过滤颗粒入口6，所述进料通道1底部靠近纵向过滤通道2的一侧设置有颗粒厚度调节挡板7，所述第一斜向过滤通道2侧壁和第二斜向过滤通道4侧壁对应设置有第一烟气过滤口8和第二烟气过滤口9，所述集料通道4底部设置有排料通道10，所述排料通道10内设置有排料阀门11；

所述进料通道1、第一斜向过滤通道2、纵向过滤通道3、第二斜向过滤通道4和集料通道5内流动填充有过滤颗粒13。优选的，所述过滤颗粒入口6下方设置有料钟12。

其中，所述第一烟气过滤口和第二烟气过滤口对应设置在第一斜向过滤通道侧壁和第二斜向过滤通道侧壁的两侧。所述进料通道的中心轴与集料通道的中心轴在同一直线上，纵向过滤通道的中心轴与进料通道的中心轴不在同一直线上。进料通道和集料通道设置在纵向过滤通道的同一侧。所述第一烟气过滤口为净化气体出口，所述第二烟气过滤口为烟气入口。

本实施例中，调节挡板可以上下移动，用来调控所述床体中颗粒过滤层的堆积厚度实现不同的过滤效率和床层阻力，以适应不同的应用场合。设置颗粒厚度调节挡板能够有效调节过滤颗粒厚度，如图3所示，从而保证过滤效果。排料阀门可无级变速，用来调节滤料颗粒的移动速度，实现最优的过滤效率和最大的含尘气体处理能力，含尘气体以交叉流和逆流形式或交叉流和顺流形式流过颗粒过滤层实现过滤净化。

采用不同材质的滤料颗粒以适应不同的工作温度，如刚玉、碳化硅、氮化硅、砂粒、石英砂、陶瓷球、玻璃珠、分子筛、煤、金属、非金属，绿豆、大豆、树脂；采用不同尺寸的过滤颗粒以形成不同的填充率或空隙率，以适应不同的过滤场合，滤料颗粒的尺寸范围为0～100mm；颗粒过滤层的厚度可通过调节挡板进行调节，以便设计不同的过滤效率和床层阻力，颗粒过滤层厚度范围为1cm～200cm。

过滤颗粒处于缓慢运动状态，可适当破碎粉尘在过滤颗粒层中形成的滤饼，在保证过滤效果的前提下降低床层阻力和维持系统稳定运行，被处理粉尘类型包括但不限于煤灰、碳粉、煤粉、氧化铁粉、氧化硅粉、无机非金属粉等非凝结性粉尘，树脂粉、焦油蒸汽、碱金属蒸汽、熔融态金属、矿热炉烟尘等凝结性粉尘。

在处理含凝结性尘粒烟气时，可在本移动床颗粒层连续过滤系统中设置换热器，通过控制颗粒过滤层5温度使凝结性尘粒(例如焦油和碱金属蒸汽)凝结成为液态或固态，使其与非凝结性尘粒相互粘聚，并粘附在滤料颗粒表面，提高床层的过滤效率。

双休止角自构气体-颗粒交界面(即含尘气体开始进入颗粒过滤层的气体-颗粒交界面和净化气体最后离开颗粒过滤层的气体-颗粒交界面均为斜面)，可有效降低含尘气体的过滤速度。

其中，所述第一烟气过滤口和第二烟气过滤口对应设置在第一斜向过滤通道侧壁和第二斜向过滤通道的两侧。所述进料通道的中心轴与集料通道的中心轴在同一直线上，纵向过滤通道的中心轴与进料通道的中心轴不在同一直线上。进料通道和集料通道设置在纵向过滤通道的同一侧。所述第一烟气过滤口为净化气体出口，所述第二烟气过滤口为烟气入口。

本发明实施例的滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统，结构简单、操作方便、颗粒层厚度可调、无档网/挡板/孔板等构件、适合温度范围广、过滤效率高、过滤压降低、连续稳定运行的移动床颗粒层连续过滤系统和方法。

如图2所示，本发明的实施例一种滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统，在纵向过滤通道中，烟气流动方向与颗粒流动方向相同，而图1中烟气流动方向与颗粒流动方向相反。

如图3所示，本发明的实施例一种滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统，与图1相比，调节挡板向上进行了移动，增加了纵向过滤通道的高度即过滤层厚度。所述滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统包括：进料通道1、第一斜向过滤通道2、纵向过滤通道3、第二斜向过滤通道4和集料通道5，所述进料通道1底部与所述第一斜向过滤通道2顶部连接，所述第一斜向过滤通道2底部与所述纵向过滤通道3顶部连接，所述纵向过滤通道3底部与所述第二斜向过滤通道4顶部连接，所述第二斜向过滤通道4底部与所述集料通道5顶部连接；

所述进料通道顶1部设置有过滤颗粒入口6，所述进料通道1底部靠近纵向过滤通道2的一侧设置有颗粒厚度调节挡板7，所述第一斜向过滤通道2侧壁和第二斜向过滤通道4侧壁对应设置有第一烟气过滤口8和第二烟气过滤口9，所述集料通道4底部设置有排料通道10，所述排料通道10内设置有排料阀门11；

所述进料通道1、第一斜向过滤通道2、纵向过滤通道3、第二斜向过滤通道4和集料通道5内流动填充有过滤颗粒。优选的，所述过滤颗粒入口6下方设置有料钟12。

其中，所述第一烟气过滤口和第二烟气过滤口对应设置在第一斜向过滤通道侧壁和第二斜向过滤通道的两侧。所述进料通道的中心轴与集料通道的中心轴在同一直线上，纵向过滤通道的中心轴与进料通道的中心轴不在同一直线上。进料通道和集料通道设置在纵向过滤通道的同一侧。所述第一烟气过滤口为烟气入口，所述第二烟气过滤口为净化气体出口。

如图4所示，本发明的实施例一种滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统，所述滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统包括：进料通道1、第一斜向过滤通道2、纵向过滤通道3、第二斜向过滤通道4和集料通道5，所述进料通道1底部与所述第一斜向过滤通道2顶部连接，所述第一斜向过滤通道2底部与所述纵向过滤通道3顶部连接，所述纵向过滤通道3底部与所述第二斜向过滤通道4顶部连接，所述第二斜向过滤通道4底部与所述集料通道5顶部连接；

所述进料通道顶1部设置有过滤颗粒入口6，所述进料通道1底部靠近纵向过滤通道2的一侧设置有颗粒厚度调节挡板7，所述第一斜向过滤通道2侧壁和第二斜向过滤通道4侧壁对应设置有第一烟气过滤口8和第二烟气过滤口9，所述集料通道4底部设置有排料通道10，所述排料通道10内设置有排料阀门11；

所述进料通道1、第一斜向过滤通道2、纵向过滤通道3、第二斜向过滤通道4和集料通道5内流动填充有过滤颗粒。优选的，所述过滤颗粒入口6下方设置有料钟12。

其中，所述第一烟气过滤口和第二烟气过滤口对应设置在第一斜向过滤通道侧壁和第二斜向过滤通道的同一侧。所述进料通道的中心轴、纵向过滤通道的中心轴、集料通道的中心轴不在同一直线上。进料通道和集料通道设置在纵向过滤通道的两侧。第一斜向过滤通道和第二斜向过滤通道属于休止角自构气体-颗粒交界面，可降低含尘气体的过滤速度。所述第一烟气过滤口8为净化气体出口，所述第二烟气过滤口9为烟气入口。

如图5所示，本发明的实施例一种滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统，所述滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统包括：进料通道1、第一斜向过滤通道2、纵向过滤通道3、第二斜向过滤通道4和集料通道5，所述进料通道1底部与所述第一斜向过滤通道2顶部连接，所述第一斜向过滤通道2底部与所述纵向过滤通道3顶部连接，所述纵向过滤通道3底部与所述第二斜向过滤通道4顶部连接，所述第二斜向过滤通道4底部与所述集料通道5顶部连接；

所述进料通道顶1部设置有过滤颗粒入口6，所述进料通道1底部靠近纵向过滤通道2的一侧设置有颗粒厚度调节挡板7，所述第一斜向过滤通道2侧壁和第二斜向过滤通道4侧壁对应设置有第一烟气过滤口8和第二烟气过滤口9，所述集料通道4底部设置有排料通道10，所述排料通道10内设置有排料阀门11；

所述进料通道1、第一斜向过滤通道2、纵向过滤通道3、第二斜向过滤通道4和集料通道5内流动填充有过滤颗粒。优选的，所述过滤颗粒入口6下方设置有料钟12。

其中，所述第一烟气过滤口和第二烟气过滤口对应设置在第一斜向过滤通道侧壁和第二斜向过滤通道的同一侧。所述进料通道的中心轴、纵向过滤通道的中心轴、集料通道的中心轴不在同一直线上。进料通道和集料通道设置在纵向过滤通道的两侧。所述第一烟气过滤口8为烟气入口，所述第二烟气过滤口9为净化气体出口。

本发明实施例的滤层厚度可调的移动床颗粒层连续过滤系统，从排料通道排出的滤料颗粒和净化捕集下来的粉尘排出床外后，通过滤料再生处理方式(如振动筛、滚筒筛、流化床、脉冲气流冲击)对滤料颗粒和净化捕集下来的粉尘进行分离，然后将再生后的滤料颗粒输送返回至上部的进料通道，实现滤料颗粒的循环使用；对于燃煤系统和煤气化系统，若采用煤块作为滤料颗粒，排出的滤料颗粒和捕集下来的粉尘无需再生处理，可直接循环使用；对于廉价的滤料颗粒或难以再生的滤料颗粒，使用后不再循环利用，进行资源化利用。

进料通道和排料通道截面尺寸均为100mm×100mm方形结构，高度均为200mm；纵向过滤通道中颗粒过滤层的截面尺寸为200mm×200mm方形结构，颗粒过滤层厚度可调范围为50mm～300mm；集料通道截面尺寸为150mm×150mm方形结构，高度为300mm；含尘气体入口和净化气体出口截面尺寸为200mm×200mm方形结构；整套装置材质为有机玻璃；滤料颗粒为直径1.5mm的刚玉球。

操作过程中，含尘空气中粉尘浓度为2.6g/m³，粉尘采用平均粒径为40μm的粉煤灰，含尘空气流量调整为60m³/h，颗粒层中过滤速度为0.4m/s，颗粒过滤层厚度调整为150mm，滤料颗粒移动速度为3mm/min。初始阶段，过滤效率为80％，实验开始15min后，过滤效率达99.5％，床层阻力为200pa，该过滤净化实验持续运行了2h，装置运行稳定，过滤效率和床层阻力基本维持不变。该实验表明本发明方案结构简单、操作方便、颗粒层厚度可调、无需档网/多孔板、过滤效率高、过滤压降低、运行连续稳定，颗粒层不会出现过滤能力饱和以及局部含尘气体短路等现象。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。