一種基於雙層過濾的超淨袋式除塵系統的製作方法

2023-06-13 18:45:51 1

專利名稱:一種基於雙層過濾的超淨袋式除塵系統的製作方法
【專利摘要】一種基於雙層過濾的超淨袋式除塵系統，包括布置在收塵器中的雙層超淨濾袋，雙層超淨濾袋的濾料迎塵面上設置有超細纖維立體結構，並在超細纖維立體結構外側覆合一層泰氟龍拉伸超微孔濾膜，本實用新型還可以進一步設置電荷感應式流量計及分室流量自均衡控制模塊；含塵煙氣在進入各分室之前，電荷感應式流量計監測分室煙氣入口流量，並將信號反饋至分室流量自均衡控制模塊，控制各分室蝶閥風擋的開度，以實現進入收塵器各分室的煙氣流量均衡；進入各分室的均衡煙氣通過雙層超淨濾袋完成除塵過程；本發明能夠有效淨化燃煤電廠含塵煙氣實現超淨排放，並具有過濾精度高、流場分布均勻、監控系統靈敏，濾袋壽命長、工藝簡單、改造投資費用及運行成本低等特點。
【專利說明】
一種基於雙層過濾的超淨袋式除塵系統
技術領域
[0001] 本發明涉及燃煤電廠煙氣超淨除塵技術領域，特別涉及一種基於雙層過濾的超淨 袋式除塵系統。
【背景技術】
[0002] 根據2014年7月，國家發改委、環保部及國家能源局聯合印發的《煤電節能減排升 級改造行動計劃》中明確要求東部11省市新建燃煤發電機組大氣汙染物排放濃度基本達到 燃氣輪機組排放限值"50355"，中部8省市（含山西）新建機組原則接近或達到超淨排放限 值，鼓勵西部地區接近或達到超淨排放限值。這就意味著燃煤電廠未來煙氣粉塵排放濃度 需要達到5mg/Nm3的濃度限值。
[0003] 目前，絕大多數燃煤電廠的除塵技術仍然使用靜電除塵。該技術對設備調試、安裝 及維護的要求較高，受溫度、溼度等環境條件影響大，若粉塵比電阻不滿足要求不能獲得較 高的除塵效率，且除塵精度低，難以達到超淨排放的要求。雖然有部分燃煤電廠嘗試使用袋 式除塵技術，但絕大多數袋式除塵器難以達到超淨排放的過濾精度。由此可見，開發一種對 亞微米級細顆粒過濾精度高、環境適應性強、使用壽命長、收塵器內流場分布均勻及升級改 造費用低的超淨袋式除塵技術具有現實戰略意義。

【發明內容】

[0004] 為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種基於雙層過濾的超淨 袋式除塵系統，能夠有效淨化燃煤電廠含塵煙氣實現超淨排放，並具有過濾精度高、流場分 布均勻、監控系統靈敏，濾袋壽命長、工藝簡單等特點。
[0005] 為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是：
[0006] -種基於雙層過濾的超淨袋式除塵系統，包括布置在收塵器10中的雙層超淨濾袋 1，所述雙層超淨濾袋1的濾料迎塵面上設置有超細纖維立體結構5，並在超細纖維立體結構 5外側覆合一層泰氟龍拉伸超微孔濾膜4。
[0007] 所述泰氟龍拉伸超微孔濾膜4的微孔直徑規格為0.02μηι、0.2μηι、0.45μηι或1 .Ομπι。 實現對含塵煙氣的第一層過濾，其微孔直徑細小，能分離所有大於微孔直徑的粉塵，有效減 少濾料內部的粉塵阻塞，僅有極少量小於微孔直徑的粉塵透過超微孔濾膜4,故基於超微孔 濾膜及超細纖維的雙層超淨濾袋1的殘餘壓差較普通纖維濾料變化穩定。
[0008] 所述泰氟龍拉伸超微孔濾膜4表面微孔密集，孔隙率在90%以上。氣路通暢，且其 表面光潔不易黏結粉塵，清灰容易。
[0009] 所述超細纖維立體結構5是內部由超細纖維(纖維直徑<ldtex，常規濾料纖維直 徑多2.2dtex)縱橫交錯所組成的三維立體網狀結構。實現對含塵煙氣的第二層過濾，可對 極少量小於微孔直徑的、並已透過泰氟龍拉伸超微孔濾膜4的粉塵進行有效攔截和過濾。
[0010] 本發明還包括：
[0011] 電荷感應式流量計2,用於測量收塵器10的各分室入口煙道中的上下遊兩組等量 電荷信號；
[0012] 分室流量自均衡控制模塊3,與所述電荷感應式流量計2連接接收所述等量電荷信 號，結合測量點之間的距離以及煙道截面積，計算煙氣體積流量，並根據計算結果向各分室 入口煙道中的蝶閥風擋9發送控制信號，控制蝶閥風擋9的開度，實現進入收塵器10各分室 的煙氣流量均衡。
[0013] 所述電荷感應式流量計2包括一對與收塵器10的各分室入口煙道相垂直的傳感 器，分為上遊傳感器6與下遊傳感器7 ;傳感器所在煙道截面產生一組相同的上下遊磁場8， 當煙氣粉塵粒子流經時，上遊傳感器6與下遊傳感器7表面感應等量電荷信號。
[0014] 本發明還包括設置在收塵器10的各分室入口煙道中的溫度及壓力檢測裝置，分室 流量自均衡控制模塊3根據如下公式計算標況下的煙氣體積流量：
[0010]式中：Qn為標況煙氣體積流量，單位為Nm3/s; Pas實際大氣壓強，單位為Pa; P為實 測表壓，單位為Pa; PN為標準大氣壓強101325Pa; TN為標準溫度293.15K; T為實測溫度，單位 為K; Qv為工況煙氣體積流量，單位為m3/s。
[0017] 所述蝶閥風擋9為手/自一體蝶閥啟閉裝置，採用金屬硬密封結構。
[0018] 所述超細纖維立體結構5的加入比例β與超細纖維層阻力損失ΛΡ之間的變化關 系，根據如下公式確定：
[0020]式中：八?為超細纖維層阻力損失，單位為?&^為動力粘滯係數1.85乂10^^·^ νο為過濾風速，單位為m/s; L〇為超細纖維層厚度，單位為m; a為超細纖維半徑，單位為m; β為 超細纖維加入比例，單位為％。
[0021 ]所述煙氣體積流量的計算公式為：
[0023]式中：Qv為工況煙氣體積流量，單位為m3/s;L為上遊傳感器與下遊傳感器的間隔距 離，單位為m;AT為上下遊感應等量電荷信號的時間差;A為收塵器分室入口煙道的橫截面 積，單位為m2。
[0024] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0025] 1)本發明屬於燃煤電廠煙氣除塵裝置，通過基於超微孔濾膜及超細纖維的雙層超 淨濾袋實現高精度、高效率的粉塵脫除。
[0026] 2)本發明通過電荷感應式流量計及分室流量自均衡控制模塊實現收塵器各分室 煙氣流量均衡穩定，為雙層超淨濾袋創造良好的工作環境。
[0027] 3)本發明分室煙氣進口蝶閥風擋為手/自一體蝶閥啟閉裝置，採用金屬硬密封結 構並控制洩漏率，可實現收塵器分室離線檢修操作。
[0028] 4)本發明煙塵過濾精度高、流場分布均勻、監控系統靈敏，濾袋壽命長、工藝簡單、 改造投資費用及運行成本低。
[0029] 5)本發明應用範圍可廣泛拓展至鋼鐵、化工、水泥及有色金屬等對粉塵排放要求 較高的工業領域。
【附圖說明】

[0030] 圖1為本發明實施例的袋式超淨除塵器分室內部結構示意圖。
[0031] 圖2為本發明實施例的布袋室進口蝶閥風擋結構側視示意圖。
[0032] 圖3為雙層超淨濾料殘餘壓差隨老化時間變化動態模擬試驗。
[0033] 圖4為普通纖維濾料殘餘壓差隨老化時間變化動態模擬試驗。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的實施方式。
[0035]參照圖1，一種基於雙層過濾的超淨袋式除塵系統，包含基於超微孔濾膜及超細纖 維的雙層超淨濾袋1，布置在收塵器10中；雙層超淨濾袋1的迎塵面上加入超細纖維立體結 構5,並在超細纖維立體結構5外側通過熱熔工藝覆合一層泰氟龍拉伸超微孔濾膜4。
[0036] 泰氟龍拉伸超微孔濾膜4的微孔直徑規格為0.02μηι、0.2μηι、0.45μηι或1. Ομπι。實現 對含塵煙氣的第一層過濾，其微孔直徑細小，能分離所有大於微孔直徑的粉塵，有效減少濾 料內部的粉塵阻塞，僅有極少量小於微孔直徑的粉塵透過超微孔濾膜4,故基於超微孔濾膜 及超細纖維的雙層超淨濾袋1的殘餘壓差較普通纖維濾料變化穩定。並且泰氟龍拉伸超微 孔濾膜4表面微孔密集，孔隙率在90%以上。氣路通暢，且其表面光潔不易黏結粉塵，清灰容 易。超細纖維立體結構5是內部由超細纖維（纖維直徑<ldtex，常規濾料纖維直徑多 2.2dtex)縱橫交錯所組成的三維立體網狀結構。實現對含塵煙氣的第二層過濾，可對極少 量小於微孔直徑的、並已透過泰氟龍拉伸超微孔濾膜4的粉塵進行有效攔截和過濾。
[0037]更進一步地，本發明在收塵器分室煙道上設有電荷感應式流量計2,根據煙氣的流 向依次在垂直煙道的方向上設置相互平行的一組傳感器，即上遊傳感器6和下遊傳感器7， 用於系統工作時產生一組相同的上下遊磁場;在下遊傳感器7的後端煙道上設置蝶閥風擋 9;上遊傳感器6、下遊傳感器7及蝶閥風擋9分別與分室流量自均衡控制模塊3聯通;分室流 量自均衡控制模塊3與程序控制櫃11聯通。
[0038] 所述上遊傳感器6和下遊傳感器7的間隔距離為0.2~0.5米，可根據現場分室入口 煙道空間酌情選擇。
[0039] 如圖2所示，蝶閥風擋9採用金屬硬密封結構，洩漏率<1.5%，其通過曲柄連杆機 構將閥軸與蝸輪蝸杆傳動裝置連接，由手/自一體裝置把動力傳給二級傳動裝置，由二級傳 動裝置的蝸輪帶動閥軸、蝶板作同步旋轉運動，達到全開、全閉或任意調節的目的。
[0040] 此時的工作流程：
[0041] 在收塵器尾部引風機的作用下，含塵氣體從收塵器入口總煙道進入各分室入口煙 道。流體中的某粉塵粒子隨煙氣依次通過由上遊傳感器6和下遊傳感器7產生的上下遊磁場 8,並依次感應等量電荷信號，同一粉塵粒子所感應的電荷信號，其波長、振幅完全相同。電 荷感應式流量計2依次捕捉波長、振幅完全相同的等量電荷信號計算時間差ΛΤ，再根據上 遊傳感器6和下遊傳感器7之間的間隔距離L，計算出該粉塵在煙氣中的速度vl=L/ATl，電 荷感應式流量計2再根據統計學原理計算大量粉塵粒子在煙氣中的平均速度V，並等同於煙 氣流速，最終根據分室入口煙道截面積A計算出煙氣流量Qv，並自動換算為工況條件下的流 量Qn，最終將Qn反饋至分室流量自均衡控制模塊3。分室流量自均衡控制模塊3根據程序控制 櫃11中預先編制的程序及各分室反饋的煙氣流量，將電子控制信號發送至各分室蝶閥風擋 9,以調節風擋開度，最終實現進入收塵器10各分室的煙氣流量均衡。進入各分室的均衡煙 氣，首先通過泰氟龍拉伸超微孔濾膜4,將所有大於濾膜微孔直徑的粉塵粒子分離，實現第 一層過濾。其次通過超細纖維立體結構5,憑藉其特有的縱橫交錯的三維立體網狀結構，對 極少量小於濾膜微孔直徑的、並已透過泰氟龍拉伸超微孔濾膜4的粉塵進行有效攔截和篩 濾，實現第二次過濾。過濾淨化後的超淨煙氣最終通過濾袋完成除塵過程。
[0042] 本發明殘餘壓差隨濾料老化時間變化動態模擬試驗如下：
[0043] 在室溫25°C條件下，選取本發明所述雙層超淨濾袋1和同基材的非覆膜非超細纖 維普通濾袋，在等同的試驗條件下(粉塵種類:粉煤灰，粉塵濃度:5g/m 3，脈衝清灰:5bar，過 濾風速:2m/min，定壓反吹周期20s)採用VDI濾料動態過濾性能測試儀進行殘餘壓差隨濾料 老化時間變化動態模擬試驗。雙層超淨濾料殘餘壓差隨老化時間變化如圖3所示，隨老化時 間的推移，在定壓噴吹2500次之後，雙層超淨濾料的殘餘壓差由老化前的210.19Pa增加至 老化後的237.65Pa，增幅13.06%。普通纖維濾料殘餘壓差隨老化時間變化如圖4所示，隨老 化時間的推移，在定壓噴吹2500次之後，普通纖維濾料的殘餘壓差由老化前的112.35Pa增 加至老化後的489.47Pa，增幅335.67%。由此可見在使用過程中，雙層超淨濾袋1的殘餘壓 差變化(阻力增加)遠低於普通纖維濾料，因而其使用壽命更長，除塵效率更穩定。
【主權項】
1. 一種基於雙層過濾的超淨袋式除塵系統，包括布置在收塵器（10)中的雙層超淨濾袋 (1)，其特徵在於，所述雙層超淨濾袋（1)的濾料迎塵面上設置有超細纖維立體結構(5)，並 在超細纖維立體結構(5)外側覆合一層泰氟龍拉伸超微孔濾膜(4)。2. 根據權利要求1所述基於雙層過濾的超淨袋式除塵系統，其特徵在於，所述泰氟龍拉 伸超微孔濾膜(4)的微孔直徑規格為0.02μηι、0.2μηι、0.45μηι或1. Ομπι。3. 根據權利要求1或2所述基於雙層過濾的超淨袋式除塵系統，其特徵在於，所述泰氟 龍拉伸超微孔濾膜(4)表面微孔密集，孔隙率在90 %以上。4. 根據權利要求1所述基於雙層過濾的超淨袋式除塵系統，其特徵在於，所述超細纖維 立體結構(5)是內部由超細纖維縱橫交錯所組成的三維立體網狀結構。5. 根據權利要求1所述基於雙層過濾的超淨袋式除塵系統，其特徵在於，還包括： 電荷感應式流量計（2)，用於測量收塵器（10)的各分室入口煙道中的上下遊兩組等量 電荷信號； 分室流量自均衡控制模塊(3)，與所述電荷感應式流量計(2)連接接收所述等量電荷信 號，結合測量點之間的距離以及煙道截面積，計算煙氣體積流量，並根據計算結果向各分室 入口煙道中的蝶閥風擋(9)發送控制信號，控制蝶閥風擋(9)的開度，實現進入收塵器（10) 各分室的煙氣流量均衡。6. 根據權利要求5所述基於雙層過濾的超淨袋式除塵系統，其特徵在於，所述電荷感應 式流量計（2)包括一對與收塵器（10)的各分室入口煙道相垂直的傳感器，分為上遊傳感器 (6)與下遊傳感器(7);傳感器所在煙道截面產生一組相同的上下遊磁場(8)，當煙氣粉塵粒 子流經時，上遊傳感器(6)與下遊傳感器(7)表面感應等量電荷信號。7. 根據權利要求5所述基於雙層過濾的超淨袋式除塵系統，其特徵在於，還包括設置在 收塵器(10)的各分室入口煙道中的溫度及壓力檢測裝置。8. 根據權利要求5所述基於雙層過濾的超淨袋式除塵系統，其特徵在於，所述蝶閥風擋 (9)為手/自一體蝶閥啟閉裝置，採用金屬硬密封結構。
【文檔編號】B01D46/44GK205699830SQ201620346693
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月21日
【發明人】徐德龍, 楊康, 吳鋒, 王博, 楊俊峰
【申請人】西安建築科技大學