一种处理高湿度、高温、高粉尘烟气的高精度除尘器的制作方法

一种处理高湿度高粉尘烟气的高精度除尘器。

背景技术：

这里所说的“高湿度”是指烟气中的水分达到了饱和状态，甚至处在结露状态；所说的“高温”是指烟气中的温度达到150-250℃；所说的“高粉尘”是指烟气中的粉尘含量达100g/m³以上；所说的“高精度”是指通过本装置处理后的烟气，其粉尘含量下降至10ug/m³以下。

处理大量水分与大量粉尘混合的高温烟气是一项复杂和困难的技术。用离心方法只能分离颗粒较大的粉尘，难以得到很高的过滤精度；目前流行的布袋除尘器或折叠膜筒状除尘器，面对干燥烟气时，其过滤精度最高只能达到1—3mg/m³，面对含水率高的烟气时，需要保证除尘器的工作温度高于烟气的露点，当温度降低到某一程度时，水蒸气会凝结成液体，将粉尘润湿，导致除尘器堵塞，因此如果烟气温度过低，需要装设加热器，代价昂贵，难以操作。鉴于这个困难，工业生产中，对于含高湿度高粉尘烟气的处理，通常采用水洗法。水洗法的缺点是要消耗大量的水、电资源和更多的设备、场地、维护投入，而且最高的过滤精度也还没有好于1—3mg/m³的成功先例。普通的滤筒和布袋耐受高温的性能不佳。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种处理高湿度、高温、高粉尘烟气的高精度除尘器，其实质在于：除尘器箱体（14）被大花板（29）分隔为上、下两个仓室，下仓室通过进气支管（11）与进气总管（12）连接，上仓室通过出气支管（27）与出气总管（28）连接，出气支管（27）与出气总管（28）之间装有出气阀（26）；

大花板（29）上安装了由一系列中空纤维膜膜组件（24）构成的膜组件阵列，在每一只中空纤维膜膜组件（24）的上方各自都分别正对着一只封碗（25），封碗（25）的前段用柔性材料制成，中段用钢制成，后段是一个出气管，每一个封碗（25）后段的出气管，都与气管框（23）连接，构成了固定在气管框（23）之上的封碗（25）的阵列，气管框（23）的四角各装有一个行程为1—3cm的封碗阵列驱动气缸（22），气管框（23）是空心管，所述空心管的一端通过一段软管（21）和一个管接头与除尘器箱体（14）外的脉冲气阀（20）相连接，脉冲气阀（20）的另一端连接到高压储气罐（19）；

每一只中空纤维膜膜组件（24）的出口端部都装有与其对应的取样管（16），取样管（16）通过切换器（17）与粉尘测量仪（18）连接，监测每一只中空纤维膜膜组件（24）的工作效果；

在风机驱动下，出气总管（28）中的负压吸引进气主管（12）中的烟气进入除尘器箱体（14），烟气中的粉尘被中空纤维膜膜组件（24）阵列中的膜丝（15）过滤，洁净气体进入中空纤维膜膜组件（24）的出口端，这时气管框（23）在封碗阵列驱动气缸（22）的作用下处于上位，封碗（25）的边沿与中空纤维膜膜组件（24）的出口端之间有1—3cm的距离，洁净空气可以顺利进入上仓室，通过出气支管（27）与出气总管（28）送出；

粉尘会在膜丝（15）外表面形成粉饼，当粉饼积累过多是就会造成膜丝风阻上升，这时，封碗阵列驱动气缸（22）的开始动作，向下运动，推动气管框（23）以及封碗（25）向下运动，每一个封碗（25）的边沿与对应的中空纤维膜膜组件（24）的出口端都接触并密封，脉冲气阀（20）开启，高压储气罐（19）中的高压反吹气流冲进膜丝（15）的内腔，将附着在膜丝（15）外表面的粉饼吹落，恢复原来的风阻，之后脉冲气阀（20）关闭，封碗阵列驱动气缸（22）向上移动，中空纤维膜膜组件（24）阵列再次进入过滤工况；

由于中空纤维膜滤芯的比表面积大，长度只有0.5—1.5m,远不及除尘布袋2.5—8m的长度，因此除尘器箱体（14）也与传统布袋除尘器的结构有所不同，其特征是：所述除尘器箱体（14）由左箱体（30），右箱体（34），中通道（31）三个部分构成，中通道（31）里装有进气总管（12）和出气总管（28），左箱体（30）和右箱体（34）的下半部分制成30——45度的斜坡，底部装有出尘口（32），将积尘排泄到中通道（31）中，经总出尘口（33）排出。

由于除尘器箱体（14）总高度远低于传统的布袋除尘器，将几层除尘器箱体（14）重叠安装，可以节约占地面积。其特征在于：垂直方向上将3-5层所述尘器箱体（14）重叠安装，立体布局，构成除尘塔（40），在水平方向上2—100个除尘塔（40）连续排列，构成除尘塔阵列。

为了实现在高湿度甚至结露条件下仍能可靠过滤高粉尘烟气，其特征在于：所采用的中空纤维膜膜组件的膜丝（15）为亲水性聚四氟乙烯中空纤维膜膜丝。

为了能准确检测除尘器的工作状态和精度，发现故障的准确位置，本装置采用传感器巡回检测的结构。其特征在于：每一只中空纤维膜膜组件（24）的出口端部都有一个取样管（16），所有的取样管（16）都穿到除尘器箱体（14）之外，与切换器（17）的进端连接，切换器（17）的出端连接到粉尘测量仪（18），在切换器（17）的分别和选择下，粉尘测量仪（18）轮流监测从每一只中空纤维膜膜组件（24）取到的样品，判断每一只中空纤维膜膜组件（24）的工作效果；

选用适当的材料，承受150—250度的高温，其特征在于：所述中空纤维膜膜组件（24）所采用的膜丝是聚四氟乙烯中空纤维膜；用于中空纤维膜膜组件（24）浇筑的树脂或塑料为工作温度超过150度以上的树脂或硅橡胶，中空纤维膜膜组件（24）的壳体的材料为工作温度超过150度以上的树脂或硅橡胶或金属材料。

为达到高温条件下对反吹气流进行密封的目的，其特征在于：封碗（25）的前段封口部分用硅橡胶制成，中段用不锈钢制成，后段是一个出气管。

附图说明

附图1是一个处理高湿度高粉尘烟气的高精度除尘器实例的核心部分结构示意图。图中（14）除尘器箱体；（29）大花板；（24）中空纤维膜膜组件；（25）封碗；（22）软管；（20）脉冲气阀；（19）高压储气罐；（11）进气支管；（12）进气总管；（27）出气支管；（28）出气总管；（26）出气阀；（15）膜丝；（16）取样管；（17）切换器；（18）粉尘测量仪。

附图2是所述除尘器箱体（14）的一个实例的结构示意图。图中：（30）左箱体；（34）右箱体；（31）中通道；（32）出尘口；（33）总出尘口。

附图3是所述除尘塔（40）的一个实例的示意图。

具体实施

本发明的一台小型实验装置，风量50m³/h，风压680pa,反吹压力0.3mp,分别在某氧化锌生产线和某焦炭预热工段进行了为期一个月的在线实验运行，上游粉尘浓度10—100g/m³，湿度100%，过滤后的精度为小于1ug/m³。

本发明的一台中型实验装置，风量3800m³/h，风压680pa,反吹压力0.3mp,在某铅冶炼厂的烧结工段在线运行，上游粉尘浓度50—100g/m³，温度99℃，湿度63%，过滤后的精度为小于1ug/m³。其中，pm0.3u的粒子数为3640粒/m³，pm2.5的例子数为0粒/m³。

技术特征：

1.一种处理高湿度、高温、高粉尘烟气的高精度除尘器，其实质在于：除尘器箱体（14）被大花板（29）分隔为上、下两个仓室，下仓室通过进气支管（11）与进气总管（12）连接，上仓室通过出气支管（27）与出气总管（28）连接，出气支管（27）与出气总管（28）之间装有出气阀（26）；

大花板（29）上安装了由一系列中空纤维膜膜组件（24）构成的膜组件阵列，在每一只中空纤维膜膜组件（24）的上方各自都分别正对着一只封碗（25），封碗（25）的前段用柔性材料制成，中段用钢制成，后段是一个出气管，每一个封碗（25）后段的出气管，都与气管框（23）连接，构成了固定在气管框（23）之上的封碗（25）的阵列；

气管框（23）的四角各装有一个行程为1—3cm的封碗阵列驱动气缸（22），气管框（23）是空心管，所述空心管的一端通过一段软管（21）和一个管接头与位于除尘器箱体（14）外的脉冲气阀（20）相连接，脉冲气阀（20）的另一端连接到高压储气罐（19）；

每一只中空纤维膜膜组件（24）的出口端部都装有与其对应的取样管（16），取样管（16）通过切换器（17）与粉尘测量仪（18）连接，分时轮流监测每一只中空纤维膜膜组件（24）的工作效果；

在风机驱动下，出气总管（28）中的负压吸引进气总管（12）中的烟气进入除尘器箱体（14），烟气中的粉尘被中空纤维膜膜组件（24）阵列中的膜丝（15）过滤，洁净气体进入中空纤维膜膜组件（24）的出口端，这时气管框（23）在封碗阵列驱动气缸（22）的作用下处于上位，封碗（25）的边沿与中空纤维膜膜组件（24）的出口端之间有1—3cm的距离，洁净空气可以顺利进入上仓室，通过出气支管（27）与出气总管（28）送出；

粉尘会在膜丝（15）外表面形成粉饼，当粉饼积累过多，就会造成膜丝风阻上升，这时，封碗阵列驱动气缸（22）的开始动作，向下运动，推动气管框（23）以及封碗（25）向下运动，每一个封碗（25）的边沿与对应的中空纤维膜膜组件（24）的出口端都接触并密封，脉冲气阀（20）开启，高压储气罐（19）中的高压反吹气流冲进膜丝（15）的内腔，将附着在膜丝（15）外表面的粉饼吹落，恢复原来的风阻，之后脉冲气阀（20）关闭，封碗阵列驱动气缸（22）向上移动，中空纤维膜膜组件（24）阵列再次进入过滤工况。

2.根据权利要求1所述的一种处理高湿度、高温、高粉尘烟气的高精度除尘器，其特征是：所述除尘器箱体（14）由左箱体（30），右箱体（34），中通道（31）三个部分构成，中通道（31）里装有进气总管（12）和出气总管（28），左箱体（30）和右箱体（34）的下半部分制成斜坡，底部装有出尘口（32），将积尘排泄到中通道（31）中，经总出尘口（33）排出。

3.根据权利要求1所述的一种处理高湿度、高温、高粉尘烟气的高精度除尘器，其特征在于：垂直方向上将3-5层所述尘器箱体（14）重叠安装，立体布局，构成除尘塔（40），在水平方向上2—100个除尘塔（40）连续排列，构成除尘塔阵列。

4.根据权利要求1所述的一种处理高湿度、高温、高粉尘烟气的高精度除尘器，其特征在于：所采用的中空纤维膜膜组件的膜丝（15）为亲水性聚四氟乙烯中空纤维膜膜丝。

5.根据权利要求1所述的一种处理高湿度、高温、高粉尘烟气的高精度除尘器，其特征在于：每一只中空纤维膜膜组件（24）的出口端部都有一个取样管（16），所有的取样管（16）都穿到除尘器箱体（14）之外，与切换器（17）的进端连接，切换器（17）的出端连接到粉尘测量仪（18），在切换器（17）的分别和选择下，粉尘测量仪（18）分时轮流监测从每一只中空纤维膜膜组件（24）取到的样品，判断每一只中空纤维膜膜组件（24）的工作效果；所述中空纤维膜膜组件（24）所采用的膜丝是聚四氟乙烯中空纤维膜；用于中空纤维膜膜组件（24）浇筑的树脂或塑料为工作温度超过150度以上的树脂或硅橡胶，中空纤维膜膜组件（24）的壳体的材料为工作温度超过150度以上的树脂或硅橡胶或金属材料。

6.根据权利要求1所述的一种处理高湿度、高温、高粉尘烟气的高精度除尘器，其特征在于：所述封碗（25）的前段封口部分用高温硅橡胶制成，中段用不锈钢制成，后段是一个出气管。

技术总结
一种处理高湿度、高温、高粉尘烟气的高精度除尘器，用气缸驱动封碗阵列上下移动，密封或打开过滤器阵列的每一个出气口，轮流工作在过滤和清灰状态；用亲水性中空纤维膜作为主滤材，获得耐受高湿、高温、高粉尘的能力；用材料本身的优势获得小于1ug/m³的超高精度处理效果；采用点对点的取样和测量方法，实现对每一个滤芯的检测。实现了对大工业高污染的精细化处理。

技术研发人员：郭绍华
受保护的技术使用者：郭绍华
技术研发日：2019.06.08
技术公布日：2020.05.29