一種可循環再生式氣體淨化器的製作方法

2023-05-18 13:38:36 1

本實用新型涉及一種可循環再生式氣體淨化器，屬於氣體淨化與分離技術領域。

背景技術：

現有技術中，在化工、石油、冶金、電力等行業中，常產生高溫含塵氣體。由於不同工藝需要回收能量和達到環保排放標準，因此，需對這些含塵工藝氣進行除塵淨化。高溫氣體除塵是高溫條件下直接進行氣固分離，實現氣體淨化的一項技術，它可以最大程度地利用氣體的物理顯熱、化學潛熱和動力能，提高能源利用率，同時簡化工藝過程，節省設備投資。高溫氣體過濾技術被公認為最具發展潛力的高溫氣固分離技術，該技術通常能夠除去5微米以上的顆粒，出口工藝氣含塵濃度小於5毫克/立方米，分離效率高達99.9％。燒結金屬濾芯由於具有耐高溫、抗酸鹼腐蝕、過濾精度高等優點，因此成為高溫氣體淨化系統的核心元件。

燒結金屬濾芯運行時，含塵氣體中的粉塵顆粒被截留在燒結金屬濾芯的外壁上，形成粉塵層，隨著操作的進行，粉塵層逐漸增厚，導致燒結金屬濾芯的壓降增大，此時需要採用脈衝反吹的方式實現燒結金屬濾芯的性能再生。但是，高溫氣體淨化器運行過程中常常存在如下問題：一是由於操作工況波動和脈衝氣流衝擊等原因，因此燒結金屬濾芯運行過程中常常發生破損和斷裂等現象，導致燒結金屬濾芯失效，含塵工藝氣體將直接通過破損或斷裂的「短路」通道進入潔淨氣體側，影響後續生產工藝；二是脈衝反吹接近結束時，脈衝氣體速度減小，由於燒結金屬濾芯內部的氣體壓力要小於其外面的壓力，因此燒結金屬濾芯外壁附近的氣體會出現由外側通過外壁向內側流動的「回流」現象，使已經從燒結金屬濾芯的外壁吹掉的粉塵顆粒重新沉降在其外壁上，甚至穿嵌至燒結金屬濾芯的內部，這種「回流」現象會加速多孔通道堵塞，減少燒結金屬濾芯的使用壽命；三是由於靠近燒結金屬濾芯開口端的氣流曳力較大，但是沿燒結金屬濾芯軸向由頂端向下，過濾氣速卻呈梯度遞減的趨勢，在循環再生過程中，脈衝氣流進入燒結金屬濾芯內部時，沿燒結金屬濾芯頂端向底端的脈衝氣流軸向速度不斷減小，因此導致粉塵層沿燒結金屬濾芯的軸向分布不均勻，導致循環再生效果沿燒結金屬濾芯的軸向會存在較大的差異，從而不利於高溫氣體淨化器的長周期穩定運行。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種可循環再生式氣體淨化器。能夠防止含塵工藝氣體進入潔淨氣體側，同時能夠防止產生「回流」現象。

為實現上述目的，本實用新型採取以下技術方案：一種可循環再生式氣體淨化器，其特徵在於：它包括殼體和脈衝反吹裝置；在所述殼體的內部設置有隔擋裝置，在所述隔擋裝置上設置有濾芯，所述隔擋裝置將殼體分隔成含塵氣體腔室和潔淨氣體腔室，所述含塵氣體腔室位於所述隔擋裝置的底部，所述潔淨氣體腔室位於所述隔擋裝置的頂部，所述濾芯的底部設置在所述含塵氣體腔室的內部，所述濾芯的頂部與所述隔擋裝置的頂部平齊，在所述濾芯的頂部設置有用於防止含塵氣體進入所述潔淨氣體腔室的頂置裝置，所述頂置裝置包括兩端開口的外罩，所述外罩的底部與所述濾芯的頂部緊固連接，在所述外罩的頂部設置有多孔過濾部件；所述脈衝反吹裝置包括脈衝反吹管，所述脈衝反吹管的底部設置在所述濾芯的內部，所述脈衝反吹管的頂部穿過所述多孔過濾部件後伸出所述殼體的頂端；在所述含塵氣體腔室上設置有進氣口，在所述潔淨氣體腔室上設置有出氣口。

在位於所述濾芯內的所述脈衝反吹管的側壁上設置有一層以上的脈衝反吹支管；所述脈衝反吹支管為多層時，多層所述脈衝反吹支管間隔緊固連接在所述脈衝反吹管的軸向側壁上，每層所述脈衝反吹支管包括多個沿所述脈衝反吹管周向側壁間隔布置的所述脈衝反吹支管。

所述外罩設置成筒形，所述多孔過濾部件設置成圓柱體，所述多孔過濾部件的外徑與所述外罩的內徑相同。

在所述含塵氣體腔室內設置有用於分離粉塵且兩端開口的預分離裝置，所述預分離裝置設置成倒立的錐形筒，所述預分離裝置的頂部與所述含塵氣體腔室的內壁緊固連接，所述濾芯設置在所述預分離裝置的內部，在所述預分離裝置的周向側壁上間隔設置有多個槽縫；在所述含塵氣體腔室的底部設置有粉塵收集裝置。

所述含塵氣體腔室設置成筒形，所述進氣口切向緊固連接在所述含塵氣體腔室的側壁上，每一所述槽縫均設置成斜槽縫，每一所述斜槽縫沿所述預分離裝置側壁由外向內的切口方向均與所述預分離裝置外部的旋轉氣流方向相同。

在所述預分離裝置的底部設置有錐形的防返混罩，所述防返混罩設置在所述含塵氣體腔室的內部。

在所述外罩頂部的內壁上緊固連接用於支撐所述多孔過濾部件的支撐環，所述多孔過濾部件的底部與所述支撐環的頂部接觸，在所述多孔過濾部件的頂部設置有壓環，所述壓環與所述外罩頂部的外緣緊固連接。

所述濾芯和所述多孔過濾部件均採用燒結金屬微孔材料製成；所述多孔過濾部件的氣孔率為所述濾芯氣孔率的8～10倍。

在位於所述殼體頂端上方的所述脈衝反吹管上設置有脈衝閥；所述脈衝反吹管與所述多孔過濾部件之間通過密封圈連接。

在所述外罩的外壁與所述含塵氣體腔室的外壁之間設置有用於連通所述含塵氣體腔室與所述外罩的管路，在所述管路上設置有差壓傳感器，所述管路與所述外罩側壁的連接端設置在所述多孔過濾部件的下方。

本實用新型由於採取以上技術方案，其具有以下優點：1、本實用新型設置了濾芯，在濾芯的頂部設置了頂置裝置，頂置裝置上設置了具有深層過濾功能的多孔過濾部件，當濾芯出現熱疲勞破損斷裂時，能夠起到安全保護作用，防止含塵氣體進入潔淨氣體側，可以有效地防止含塵氣體「短路」而影響後續工藝，同時，多孔過濾部件會明顯的增加脈衝反吹氣流的「回流」阻力，在反吹即將結束時，能夠避免小顆粒重新沉降到濾芯外壁面或穿嵌到濾芯的內部。2、本實用新型設置了預分離裝置，可以對含塵氣體進行預分離，降低濾芯的運行負荷，減少脈衝反吹頻率，降低濾芯受到的熱衝擊，延長濾芯的使用壽命，本實用新型安全性好。3、本實用新型預分離裝置設置成倒立的錐形筒，能夠保證脈衝反吹氣流和含塵氣體沿濾芯軸向均勻分布，可以改善過濾和脈衝反吹過程的不均勻現象，使得濾芯軸向的粉塵層厚度分布較均勻，實現較好的循環再生效果，本實用新型穩定性好。4、本實用新型設置了多層脈衝反吹支管，每層脈衝反吹支管包括多個沿脈衝反吹管周向側壁間隔布置的脈衝反吹支管，能夠提高脈衝反吹氣流運行的均勻性。5、本實用新型設置了多個斜槽縫，多個斜槽縫沿預分離裝置側壁由外向內的切口方向均與預分離裝置外部的旋轉氣流方向相同，能夠避免對濾芯造成氣流衝擊，進一步提高了本實用新型的安全性。6、本實用新型設置了防返混罩，用於隔離分離後的粉塵再次進入預分離裝置內，降低了濾芯的運行負荷，減少脈衝氣流熱衝擊，進而達到延長其使用壽命的目的。7、本實用新型多孔過濾部件的氣孔率為濾芯的氣孔率的8～10倍，能夠防止額外過多地增加濾芯操作過程中的阻力。8、本實用新型脈衝反吹管與多孔過濾部件之間通過密封圈連接，本實用新型密封性好。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖

圖2是本實用新型頂置裝置連接脈衝反吹管的結構示意圖

圖3是圖1的A-A向的剖視示意圖

圖4是圖1的B-B向的剖視示意圖

圖5是本實用新型預分離裝置連接防返混罩的結構示意圖

圖6是圖5的C-C向的剖視示意圖

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。

如圖1所示，本實用新型提出的可循環再生式氣體淨化器，它包括殼體1和脈衝反吹裝置2。在殼體1的內部設置有隔擋裝置3，在隔擋裝置3上設置有濾芯4，隔擋裝置3將殼體1分隔成含塵氣體腔室5和潔淨氣體腔室6。含塵氣體腔室5位於隔擋裝置3的底部，潔淨氣體腔室6位於隔擋裝置3的頂部。濾芯4的底部設置在含塵氣體腔室5的內部，濾芯4的頂部與隔擋裝置3的頂部平齊。在濾芯4的頂部設置有用於防止含塵氣體進入潔淨氣體腔室6的頂置裝置7，頂置裝置7包括兩端開口的外罩71，外罩71的底部與濾芯4的頂部緊固連接，在外罩71的頂部設置有多孔過濾部件72。脈衝反吹裝置2包括脈衝反吹管21，脈衝反吹管21的底部設置在濾芯4的內部，脈衝反吹管21的頂部穿過多孔過濾部件72後伸出殼體1的頂端(如圖2所示)。在含塵氣體腔室5上設置有進氣口8，在潔淨氣體腔室6上設置有出氣口9。

上述實施例中，如圖1、圖3所示，在位於濾芯4內的脈衝反吹管21的側壁上設置有一層以上的脈衝反吹支管22。當脈衝反吹支管22為多層時，多層脈衝反吹支管22間隔緊固連接在脈衝反吹管21的軸向側壁上。其中，每層脈衝反吹支管22包括多個沿脈衝反吹管21周向側壁間隔布置的脈衝反吹支管22，能夠提高脈衝反吹氣流運行的均勻性。

上述實施例中，外罩71設置成筒形。多孔過濾部件72設置成圓柱體，能夠實現深層次過濾。多孔過濾部件72的外徑與外罩71的內徑相同。

上述實施例中，如圖1所示，在含塵氣體腔室5內設置有用於分離粉塵且兩端開口的預分離裝置10，預分離裝置10設置成倒立的錐形筒，能夠保證脈衝反吹氣流和含塵氣體沿濾芯4軸向均勻分布。預分離裝置10的頂部與含塵氣體腔室5的內壁緊固連接，濾芯4設置在預分離裝置10的內部。在預分離裝置10的周向側壁上間隔設置有多個槽縫11。在含塵氣體腔室5的底部設置有粉塵收集裝置12。

上述實施例中，如圖4所示，含塵氣體腔室5設置成筒形，進氣口8切向緊固連接在含塵氣體腔室5的側壁上，能夠保證旋轉的含塵氣體切向流入含塵氣體腔室5的內部。如圖5、圖6所示，每一槽縫11均設置成斜槽縫，每一斜槽縫11沿預分離裝置10側壁由外向內的切口方向均與預分離裝置10外部的旋轉氣流方向相同，能夠避免對濾芯4造成氣流衝擊。

上述實施例中，如圖1、圖5所示，在預分離裝置10的底部設置有錐形的防返混罩13，用於隔離分離後的粉塵再次進入預分離裝置10內。防返混罩13設置在含塵氣體腔室5的內部。

上述實施例中，如圖1所示，在位於殼體1頂端上方的脈衝反吹管21上設置有脈衝閥23。

上述實施例中，如圖1所示，在外罩71的外壁與含塵氣體腔室5的外壁之間設置有用於連通含塵氣體腔室5與外罩71的管路14，在管路14上設置有差壓傳感器15，用於檢測濾芯4運行過程中的壓降變化。管路14與外罩71側壁的連接端設置在多孔過濾部件72的下方(如圖2所示)。

上述實施例中，如圖1、圖2所示，在外罩71頂部的內壁上緊固連接用於支撐多孔過濾部件72的支撐環73，多孔過濾部件72的底部與支撐環73的頂部接觸。在多孔過濾部件72的頂部設置有壓環74，壓環74與外罩71頂部的外緣711緊固連接。

上述實施例中，濾芯4和多孔過濾部件72均採用燒結金屬微孔材料製成。多孔過濾部件72的氣孔率為濾芯4的氣孔率的8～10倍，能夠防止額外過多地增加濾芯4操作過程中的阻力。

上述實施例中，如圖1、圖2所示，脈衝反吹管21與多孔過濾部件72之間通過密封圈75連接，能夠提高密封性。

上述實施例中，隔擋裝置3可以為管板。

如圖1所示，本實用新型使用時，首先含塵氣體切向通過進氣口8後進入含塵氣體腔室5內(如圖4所示)，在離心力的作用下，部分粉塵將會通過多個斜槽縫11被離心力「甩」進預分離裝置10內(如圖5、圖6所示)，從而實現了預分離作用。然後含塵氣體通過濾芯4進一步除塵，粉塵粘附在濾芯4的外表面，隨著粉塵層的厚度逐漸增加，濾芯4的壓降增大，此時需要採用脈衝反吹的方式實現濾芯4的性能再生，脈衝反吹氣流與過濾的氣流方向相反，脈衝反吹氣流經脈衝閥23和脈衝反吹裝置2進入到濾芯4的內部腔體(如圖3所示)，利用瞬態的能量將濾芯4外壁面的粉塵層剝離，從而實現其性能再生。在預分離裝置10的作用下，能夠使脈衝反吹氣流和含塵氣體沿濾芯4均勻分布，使得濾芯4軸向的粉塵層厚度分布較均勻，實現較好的循環再生效果，進而延長濾芯4的使用壽命。當濾芯4出現熱疲勞破損斷裂時，含塵氣體進入斷裂的濾芯4內部後，進入該多孔過濾部件72中的多孔通道內部時，粉塵會逐漸地沉積在該多孔過濾部件72的內部，進而將多孔過濾部件72的多孔通道堵塞，沉積在該多孔過濾部件72內部的粉塵也不會被脈衝反吹氣流從其內部吹出，能夠實現自密封，由此達到了安全保護的目的，可以有效地防止含塵氣體「短路」而影響後續工藝。同時，多孔過濾部件72會明顯的增加脈衝反吹氣流的「回流」阻力，在反吹即將結束時，避免小顆粒重新沉降到濾芯4外壁面或穿嵌到濾芯4內部。最後，分離下來的粉塵沉降到粉塵收集裝置12中儲存。並且在防返混罩13的作用下，能夠降低濾芯4的運行負荷，從而減少脈衝反吹氣流的熱衝擊，進而延長濾芯4的使用壽命。

上述各實施例僅用於說明本實用新型，其中各部件的結構、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本實用新型的保護範圍之外。