一种环形颗粒层过滤除尘装置的制作方法

本发明涉及一种过滤除尘技术，尤其是涉及一种环形颗粒层过滤除尘装置。

背景技术：

颗粒层过滤除尘器采用耐高温颗粒滤料，在高温气体除尘领域具有独特优势。

如，中国公告的发明专利“一种颗粒床过滤除尘器”(申请日为2007年01月31日，公开号为cn101036846a，专利号为zl200710067109.7)，其包括外壳体和沿高度方向设置在外壳体内的至少一层过滤装置，外壳体的上部设置有含尘气进口，外壳体的下端设置有粉尘出口，过滤装置设置有独立的气体换向装置，气体换向装置上连接有净气总管和反吹气总管，特点是过滤装置包括至少一个过滤单元，过滤单元包括内壳体，内壳体上设置有通气口和通气管，内壳体内设置有颗粒层和布风板，通气口设置在颗粒层的上方，通气管设置在颗粒层的下方，通气管横向穿出外壳体与气体换向装置连接。该颗粒床过滤除尘器在过滤除尘时，内壳体被热气流包围，内壳体各部分热胀冷缩均匀，抗热变形性能好，使得该颗粒床过滤除尘器能够用于高温及温度多变场合，温度适应性强，适用范围广；当过滤装置包括并联布置的多个过滤单元时，可实现气体的连续过滤，效果更好。但是，该颗粒床过滤除尘器在实施过程中存在以下问题：当该颗粒床过滤除尘器用于可爆气体或有压气体的过滤除尘时，外壳体需要采用耐压性好的横截面为圆形的罐体，内壳体上设置的通气口位于内壳体的圆周壁上，外壳体与内壳体之间需要留出足够大的空间，一方面可使外壳体的上部设置的含尘气进口与内壳体上设置的通气口连通，使含尘气进入各层颗粒层，并有利于粉尘沉降至灰斗；另一方面，可使操作人员能够进出外壳体与内壳体之间的空间安装外壳体与内壳体之间的通气管及其膨胀节，以及定期检修外壳体的内保温层，然而，这样的布置方式，内壳体需由横跨于外壳体与内壳体之间的空间并生根于外壳体上的支撑梁支撑，而往往支撑梁数量多，这对外壳体与内壳体之间的空间内的气流流动和粉尘沉降影响很大，从而降低了该颗粒床过滤除尘器的除尘效果；此外，外壳体与内壳体之间的间距应能满足检修人员进出，当该颗粒床过滤除尘器的直径较小时，外壳体与内壳体之间的空间占比大，内壳体内设置的颗粒层的面积占比小，造成设备单位造价增大。

又如，中国公告的实用新型专利“一种颗粒床除尘器”(申请日为2016年08月02日，授权公告号为cn205913954u)，其包括外壳体及沿竖直方向设置于外壳体的内部的至少一层颗粒床过滤器，外壳体的上部设置有含尘气进口，外壳体的下部设置有粉尘排出口，每层颗粒床过滤器包括至少一个过滤单元，每个过滤单元具有含尘气通气口和净气通气口，特点是外壳体的内部还设置有粉尘预分离室，粉尘预分离室连通含尘气进口和粉尘排出口，粉尘预分离室内设置有惯性分离导流板，进入粉尘预分离室内的含尘气经惯性分离导流板预分离后再通过含尘气通气口进入过滤单元内。其公开了横截面为圆形的外壳体内两侧对称布置弓形颗粒层、以及单侧布置半圆形颗粒层的技术方案，两者的共同技术问题是进入颗粒层的含尘气流易在滤层上方产生旋流，带动轻质的上层滤料颗粒旋转，使上层滤料层表面不平，影响过滤效果；此外，弓形颗粒层还存在抗热胀冷缩性能差、易变形的问题，而半圆形颗粒层因单侧布置，外壳体单侧承重，受力不均，造成外壳体壁厚需成倍增加，钢耗增大的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种环形颗粒层过滤除尘装置，其内壳体的胀缩自由，热变形小，且不会干扰气流流动和粉尘沉降。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种环形颗粒层过滤除尘装置，包括外壳体及沿竖直方向设置于所述的外壳体的内部的至少一层颗粒层过滤器，所述的外壳体的上部设置有含尘气进口，所述的外壳体的底部设置有料斗，所述的料斗的底部设置有粉料排出口，每层所述的颗粒层过滤器包括内壳体，其特征在于：所述的内壳体为由内环壁、外环壁、底面围成的横截面为环形的环形柱体结构，所述的内壳体的环形腔内设置有至少一个过滤单元，所述的过滤单元包括设置于所述的内壳体的环形腔内的含尘气室、颗粒过滤层、用于支撑所述的颗粒过滤层的布风装置、净气室，所述的含尘气室上设置有与所述的内壳体的内腔连通用于通入含尘气的含尘气通气口，所述的净气室上设置有穿出所述的外壳体的净气通气管。

所有所述的内壳体的内腔连通构成一个圆柱形中心空腔，所述的圆柱形中心空腔的顶端与所述的含尘气进口连通，所述的圆柱形中心空腔的底端与所述的料斗的顶部开口连通，每个所述的内壳体的内环壁上沿周向设置有一圈可拆装的活动导流板，使所述的圆柱形中心空腔内形成有与所述的内壳体一一对应的上大下小的渐缩气流通道，即若有6个内壳体，则有6个渐缩气流通道；来自所述的含尘气进口的含尘气进入最上方的所述的渐缩气流通道；上一个所述的渐缩气流通道的缩口向下喷出气流，使其中一部分气流折返向上沿构成上一个所述的渐缩气流通道的所述的活动导流板与所述的内壳体的内环壁围成的气流通道通过所述的含尘气通气口进入对应的所述的含尘气室，另一部分气流流向下一个所述的渐缩气流通道；当所述的料斗的上部设置有环形抽气管时，最下方的所述的渐缩气流通道的缩口向下喷出的气流的其中一部分气流折返向上沿构成最下方的所述的渐缩气流通道的所述的活动导流板与所述的内壳体的内环壁围成的气流通道通过所述的含尘气通气口进入对应的所述的含尘气室，另一部分气流流向所述的料斗；当所述的料斗的上部未设置有环形抽气管时，最下方的所述的渐缩气流通道的缩口向下喷出的气流全部折返向上沿构成最下方的所述的渐缩气流通道的所述的活动导流板与所述的内壳体的内环壁围成的气流通道通过所述的含尘气通气口进入对应的所述的含尘气室。在这里，来自含尘气进口的含尘气自上而下流经各个渐缩气流通道，其中某一个渐缩气流通道的缩口向下喷出气流，部分流向下一个渐缩气流通道(对于位于最下方的渐缩气流通道，其向下的气流流向料斗)，部分气流折返向上，沿渐缩气流道所在的活动导流板与内壳体的内环壁围成的气流通道通过含尘气通气口进入对应的过滤单元内，经过滤单元处理后得到的净气通过净气通气管输出，由于活动导流板的特殊布置构成了一个上大下小的渐缩气流通道，因此渐缩气流通道的缩口向下喷出气流，使气流中的粉尘因惯性继续向下运动，有明显的惯性分离作用，从而降低了折返向上进入对应的过滤单元内的气流的粉尘浓度，预除尘效果好，并能够加速粉尘流向料斗；且从渐缩气流通道的缩口向下喷出的气流中分流出的气流均匀地折返向上进入对应的过滤单元中，过滤效果好。

所述的内壳体的外环壁上沿周向设置有若干块支撑板，所述的外壳体的内周壁上设置有若干块支承板，所述的支撑板的自由端搁置于所述的支承板的自由端上实现所述的内壳体与所述的外壳体的连接。由于来自含尘气进口的含尘气是自上而下流经各个渐缩气流通道的，而非流经外壳体与内壳体之间的空间，因此在内壳体的外环壁上沿周向设置支撑板(支撑板位于内壳体的外侧)，在外壳体的内周壁上设置支承板(支承板位于内壳体的外侧)，由支撑板的自由端搁置于支承板的自由端上的方式实现内壳体与外壳体的连接，与气流流动和粉尘沉降毫无关系，不会影响除尘效果；设置一块支撑板和一块支承板时，支撑板和支承板可设计成环形结构，使得内壳体与外壳体的连接更为稳定；设置多块支撑板和多块支承板时，支撑板和支承板均匀分布，使得内壳体和外壳体多点对称承重，受力均匀，进而使得内壳体热胀冷缩自由，不变形。

所述的布风装置由若干块径向隔板和若干圈圆周向弧形隔板、均流孔板、支承网和防漏颗粒层组成，所述的径向隔板的径向两端分别固接于所述的内壳体的内环壁和外环壁上，所述的圆周向弧形隔板位于所述的内壳体的环形腔内，所述的径向隔板和所述的圆周向弧形隔板将所述的净气室之上与所述的颗粒过滤层的上层滤料层的上表面之下的空间分隔成多个彼此互不窜气的子空间，每个所述的子空间的下端面水平封堵所述的均流孔板，每个所述的子空间的中下部水平设置所述的支承网，所述的支承网上铺设所述的防漏颗粒层，所述的防漏颗粒层上覆盖有钢网，所述的径向隔板和所述的圆周向弧形隔板的上端与所述的颗粒过滤层的上层滤料层的上表面齐平或低于所述的颗粒过滤层的上层滤料层的上表面。在这里，利用径向隔板和圆周向弧形隔板将大面积的内壳体的环形腔分隔成多个小面积的环形子空间，使得反吹清灰时颗粒过滤层的流化更均匀，清灰效果更好；径向隔板和圆周向弧形隔板的热胀冷缩的方向与内壳体的内环壁和外环壁的热胀冷缩的方向一致，热变形小，抗热胀冷缩性好；均流孔板的开孔率可设为1～3％，处于阻力平方区，均流作用好；支承网用于承载防漏颗粒层中的颗粒，且防止防漏颗粒层中的颗粒漏落净气室中；防漏颗粒层可采用密度大的颗粒，如不锈钢珠，在反吹流化清灰时始终静止不动，防止细小的滤料颗粒漏落；颗粒过滤层由下层滤料层和上层滤料层组成。

所述的均流孔板的上下两侧设置有差压测点。通过均流孔板的上下两侧的差压值实时监测颗粒过滤层的过滤气速，从而实现根据颗粒过滤层的过滤气速(实质是其积灰状况)及时清灰。

所述的外壳体上对应每层所述的颗粒层过滤器的位置上设置有一个检修门，所述的内壳体与所述的检修门相对应的部分隔出一横截面为环形的检修通道，所述的检修通道与所述的圆柱形中心空腔连通，所述的圆柱形中心空腔内位于两个所述的渐缩气流通道之间设置有平台踏板钢网或平台踏板钢格栅。在此，在设计检修通道时一般可将其环形横截面的圆心角设计为10～30度，维修人员可通过检修门、检修通道进入圆柱形中心空腔内和内壳体的环形腔内进行检修；由于是在内壳体内隔出一部分作为检修通道，因此即使该环形颗粒层过滤除尘装置的直径较小时，也不会造成颗粒过滤层的面积占比小的情况。

所述的净气通气管通过切换阀连接有净气支管和反吹气支管，所述的净气支管通过净气总管与引风机连通，所述的反吹气支管通过反吹气总管与反吹风机连通。在这里，由各个过滤单元过滤得到的干净气由各净气支管汇总于净气总管，由引风机引走，当其中一个过滤单元需要清灰时，由反吹风机抽取净气总管中的干净气，通过反吹气总管和反吹气支管对过滤单元进行反吹清灰，反吹气将颗粒过滤层中的粉尘带出，汇入渐缩气流通道中的含尘气的气流中。

所述的料斗的上部设置有环形抽气管，所述的环形抽气管的一端伸出所述的料斗，所述的环形抽气管通过循环气管、旋风除尘器和循环风机与含尘气进气管连通。在这里，通过环形抽气管将经多个渐缩气流通道惯性分离后所得的高浓度粉尘气流引向料斗，促进粉尘在料斗内沉降，并且通过与环形抽气管连通的循环气管将高浓度粉尘气流引出料斗外，经旋风除尘器除尘后，经循环风机循环回到含尘气进气管内，从而有效地防止了粉尘在最下层颗粒层过滤器内打转。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)由于内壳体由内环壁、外环壁、底面围成，且横截面为环形，即内壳体可以看成是两个同轴套设的中空圆柱体构成，两个中空圆柱体的热胀冷缩方向一致，因此内壳体的胀缩自由，热变形小。

2)在外壳体内颗粒层过滤器非单侧布置，因此外壳体的受力均匀。

3)由于内壳体存在有一个内腔，通入的含尘气通过内腔进入含尘气室上设置的含尘气通气口中，因此含尘气的气流不通过外壳体与内壳体之间的空间，这样即使外壳体与内壳体之间设置再多的支撑件，也不会干扰气流流动和粉尘沉降，不会影响除尘效果。

4)内壳体分隔出一横截面为环形的检修通道，与内腔连通，方便维修人员进入。

附图说明

图1为实施例一的环形颗粒层过滤除尘装置的纵向剖面示意图；

图2为图1中的局部结构的放大示意图；

图3为图2中c部分的放大示意图；

图4为以图1为基础的环形颗粒层过滤除尘装置的a-a向的剖视示意图；

图5为以图1为基础的环形颗粒层过滤除尘装置的b-b向的剖视示意图；

图6为实施例二的环形颗粒层过滤除尘装置的b-b向的剖视示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：

本实施例提出的一种环形颗粒层过滤除尘装置，如图1至图5所示，其包括外壳体1及沿竖直方向设置于外壳体1的内部的六层颗粒层过滤器2，外壳体1的上部设置有与含尘气进气管(图中未示出)连通的含尘气进口11，外壳体1的底部设置有料斗3，料斗3的底部设置有粉料排出口31，每层颗粒层过滤器2包括一个内壳体21，内壳体21为由内环壁211、外环壁212、底面213围成的横截面为环形的环形柱体结构，内环壁211围成内壳体21的内腔，内环壁211与外环壁212围成内壳体21的环形腔214，内壳体21的环形腔214内设置有两个过滤单元22，过滤单元22包括设置于内壳体21的环形腔214内的含尘气室221、颗粒过滤层222、用于支撑颗粒过滤层222的布风装置223、净气室224，含尘气室221上设置有与内壳体21的内腔连通用于通入含尘气的含尘气通气口225，净气室224上设置有穿出外壳体1的净气通气管226。

在本实施例中，6个内壳体21的内腔连通构成一个圆柱形中心空腔23，圆柱形中心空腔23的顶端与含尘气进口11连通，圆柱形中心空腔23的底端与料斗3的顶部开口连通，每个内壳体21的内环壁211上沿周向设置有一圈可拆装的活动导流板24，使圆柱形中心空腔23内形成有与内壳体21一一对应的上大下小的渐缩气流通道25，即6个内壳体21，有6个渐缩气流通道25；来自含尘气进口11的含尘气进入最上方的渐缩气流通道25；上一个渐缩气流通道25的缩口向下喷出气流，使其中一部分气流折返向上沿构成上一个渐缩气流通道25的活动导流板24与内壳体21的内环壁211围成的气流通道通过含尘气通气口225进入对应的含尘气室221，另一部分气流流向下一个渐缩气流通道25；最下方的渐缩气流通道25的缩口向下喷出的气流的其中一部分气流折返向上沿构成最下方的渐缩气流通道25的活动导流板24与内壳体21的内环壁211围成的气流通道通过含尘气通气口225进入对应的含尘气室221，另一部分气流流向料斗3。在这里，来自含尘气进口11的含尘气自上而下流经各个渐缩气流通道25，其中某一个渐缩气流通道25的缩口向下喷出气流，部分流向下一个渐缩气流通道25(对于位于最下方的渐缩气流通道25，其向下的气流流向料斗3)，部分气流折返向上，沿渐缩气流道所在的活动导流板24与内壳体21的内环壁211围成的气流通道通过含尘气通气口225进入对应的过滤单元22内，经过滤单元22处理后得到的净气通过净气通气管226输出，由于活动导流板24的特殊布置构成了一个上大下小的渐缩气流通道25，因此渐缩气流通道25的缩口向下喷出气流，使气流中的粉尘因惯性继续向下运动，有明显的惯性分离作用，从而降低了折返向上进入对应的过滤单元22内的气流的粉尘浓度，预除尘效果好，并能够加速粉尘流向料斗3；且从渐缩气流通道25的缩口向下喷出的气流中分流出的气流均匀地折返向上进入对应的过滤单元22中，过滤效果好。

在本实施例中，内壳体21的外环壁212上沿周向设置有若干块支撑板(图中未示出)，外壳体1的内周壁上设置有若干块支承板(图中未示出)，支撑板的自由端搁置于支承板的自由端上实现内壳体21与外壳体1的连接。由于来自含尘气进口11的含尘气是自上而下流经各个渐缩气流通道25的，而非流经外壳体1与内壳体21之间的空间，因此在内壳体21的外环壁212上沿周向设置支撑板(支撑板位于内壳体21的外侧)，在外壳体1的内周壁上设置支承板(支承板位于内壳体21的外侧)，由支撑板的自由端搁置于支承板的自由端上的方式实现内壳体21与外壳体1的连接，与气流流动和粉尘沉降毫无关系，不会影响除尘效果；设置一块支撑板和一块支承板时，支撑板和支承板可设计成环形结构，使得内壳体21与外壳体1的连接更为稳定；设置多块支撑板和多块支承板时，支撑板和支承板均均匀分布，使得内壳体21和外壳体1多点对称承重，受力均匀，进而使得内壳体21热胀冷缩自由，不变形。

在本实施例中，布风装置223由多块径向隔板2231和一圈圆周向弧形隔板2232、均流孔板2233、支承网2234和防漏颗粒层2235组成，径向隔板2231的径向两端分别固接于内壳体21的内环壁211和外环壁212上，圆周向弧形隔板2232位于内壳体21的环形腔214内，径向隔板2231和圆周向弧形隔板2232将净气室224之上与颗粒过滤层222的上层滤料层2221的上表面之下的空间分隔成多个彼此互不窜气的子空间227，每个子空间227的下端面水平封堵均流孔板2233，每个子空间227的中下部水平设置支承网2234，支承网2234上铺设防漏颗粒层2235，防漏颗粒层2235上覆盖有钢网2236，径向隔板2231和圆周向弧形隔板2232的上端与颗粒过滤层222的上层滤料层2221的上表面齐平或低于颗粒过滤层222的上层滤料层2221的上表面。在这里，利用径向隔板2231和圆周向弧形隔板2232将大面积的内壳体21的环形腔214分隔成多个小面积的环形子空间227，使得反吹清灰时颗粒过滤层222的流化更均匀，清灰效果更好；径向隔板2231和圆周向弧形隔板2232的热胀冷缩的方向与内壳体21的内环壁211和外环壁212的热胀冷缩的方向一致，热变形小，抗热胀冷缩性好；均流孔板2233的开孔率可设为1～3％，处于阻力平方区，均流作用好；支承网2234用于承载防漏颗粒层2235中的颗粒，且防止防漏颗粒层2235中的颗粒漏落净气室224中；防漏颗粒层2235可采用密度大的颗粒，如不锈钢珠，在反吹流化清灰时始终静止不动，防止细小的滤料颗粒漏落；圆周向弧形隔板2232的圈数一般可根据内壳体21的内环壁211和外环壁212的直径确定，即可以设置多圈圆周向弧形隔板2232；颗粒过滤层222由下层滤料层2222和上层滤料层2221组成。

在本实施例中，均流孔板2233的上下两侧设置有差压测点(图中未示出)。通过均流孔板2233的上下两侧的差压值实时监测颗粒过滤层222的过滤气速，从而实现根据颗粒过滤层222的过滤气速(实质是积灰状况)及时清灰，同时也实时监测颗粒过滤层222反吹清灰时的反吹气速，及时监测反吹状况。

在本实施例中，外壳体1上对应每层颗粒层过滤器2的位置上设置有一个检修门12，内壳体21与检修门12相对应的部分隔出一横截面为环形的检修通道29，检修通道29与圆柱形中心空腔23连通，圆柱形中心空腔23内位于两个渐缩气流通道25之间设置有平台踏板钢网(图中未示出)或平台踏板钢格栅(图中未示出)。在此，在设计检修通道29时一般可将其环形截面的圆心角设计为10～30度(视内壳体21的内环壁211和外环壁212的直径而定)，维修人员可通过检修门12、检修通道29进入圆柱形中心空腔23内和内壳体21的环形腔214内进行检修；由于是在内壳体21内隔出一部分作为检修通道29，因此即使该环形颗粒层过滤除尘装置的直径较小时，也不会造成颗粒过滤层222的面积占比小的情况。

在本实施例中，净气通气管226通过切换阀(图中未示出)连接有净气支管(图中未示出)和反吹气支管(图中未示出)，净气支管通过净气总管(图中未示出)与引风机(图中未示出)连通，反吹气支管通过反吹气总管(图中未示出)与反吹风机(图中未示出)连通。在这里，由各个过滤单元22过滤得到的干净气由各净气支管汇总于净气总管，由引风机引走，当其中一个过滤单元22需要清灰时，由反吹风机抽取净气总管中的干净气，通过反吹气总管和反吹气支管对过滤单元22进行反吹清灰，反吹气将颗粒过滤层222中的粉尘带出，汇入渐缩气流通道25中的含尘气的气流中。

在本实施例中，料斗3的上部设置有环形抽气管(图中未示出)，环形抽气管的一端伸出料斗3，环形抽气管通过循环气管(图中未示出)、旋风除尘器(图中未示出)和循环风机(图中未示出)与含尘气进气管连通。在这里，通过环形抽气管将经多个渐缩气流通道25惯性分离后所得的高浓度粉尘气流引向料斗3，促进粉尘在料斗3内沉降，并且通过与环形抽气管连通的循环气管将高浓度粉尘气流引出料斗3外，经旋风除尘器除尘后，经循环风机循环回到含尘气进气管内，从而有效地防止了粉尘在最下层颗粒层过滤器2内打转。

实施例二：

本实施例提出的一种环形颗粒层过滤除尘装置，其结构与实施例一的环形颗粒层过滤除尘装置的结构基本相同，不同之处仅在于：内壳体21的环形腔214内设置有三个过滤单元22，如图6所示。

本发明的环形颗粒层过滤除尘装置内的颗粒层过滤器2的层数、一层颗粒层过滤器2包括的内壳体21的个数，以及内壳体21隔出的过滤单元22的个数，均可根据实际情况设置，不限于以上实施例。