含尘量为100-2000g/m3、含焦油量为100-3000g/m3的大气量气体用的除尘设备、除尘设备组成的除尘系统及其除尘方法技术方案

本发明专利技术公开了一种含尘量为100‑2000g/m3、含焦油量为100‑3000g/m3的大气量气体用的除尘设备、除尘设备组成的除尘系统及其除尘方法，所述除尘设备包括过滤腔体、过滤腔体内的过滤机构、与过滤腔体连接的再生装置、反吹装置、预热装置，所述过滤机构将过滤腔体内空间分为隔离的进气腔和出气腔，所述预热装置对所述过滤腔体进行整体预热。并联设置的两套或两套以上的除尘设备并联在过滤气进气管与过滤气出气管之间组成除尘系统，两套或两套以上的除尘设备通过再生装置、反吹装置的配合使用，可以实现除尘系统“过滤‑再生”交替切换的除尘方法，使整个除尘系统实现连续工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及除尘设备及除尘方法领域，尤其是煤热解领域、生物质热解领域的除尘设备、系统及除尘方法。
技术介绍
常温下的脱尘除尘设备众多，根据待除尘气体的情况选择合适的除尘器，除尘器按其作用原理分成以下五类；(1)机械力除尘器包括重力除尘器、惯性除尘器、离心除尘器等。(2)洗涤式除尘器包括水浴式除尘器、泡沫式除尘器，文丘里管除尘器、水膜式除尘器等。(3)过滤式除尘器包括布袋除尘器和颗粒层除尘器等(4)静电除尘器。(5)磁力除尘器。工业中用的比较多的是袋式除尘器。除尘是指利用滤袋进行过滤除尘的技术。滤袋的材质包括天然纤维、化学合成纤维、玻璃纤维、金属纤维。过滤过程中，气体由滤袋外到内部，粉尘在滤袋外表面气体由滤袋内到外部，粉尘在滤袋内表面，1957年，脉冲袋式除尘器问世。处理风量（Q）处理风量是指除尘设备在单位时间内所能净化气体的体积量。单位为每小时立方米（m3/h）或每小时标立方米（Nm3/h）。是袋式除尘器设计中最重要的因素之一。根据风量设计或选择袋式除尘器时，一般不能使除尘器在超过规定风量的情况下运行，否则，滤袋容易堵塞，寿命缩短，压力损失大幅度上升，除尘效率也要降低；但也不能将风量选的过大，否则增加设备投资和占地面积。合理的选择处理风量常常是根据工艺情况和经验来决定的。对于袋式除尘器来说，其使用温度取决于两个因素，第一是滤料的最高承受温度，第二是气体温度必须在露点温度以上。由于玻纤滤料的大量选用，其最高使用温度可达280℃，对高于这一温度的气体必须采取降温措施，对低于露点温度的气体必须采取提温措施。对袋式除尘器来说，使用温度与除尘效率关系并不明显，这一点不同于电除尘，对电除尘器来说，温度的变化会影响到粉尘的比电阻等影响除尘效率。在化工、石油、冶金、建材、生物热解领域经常会产生高温含尘气体，特别是在低阶煤热解生成煤焦油气、分解气的过程中，低阶煤物质以较小的颗粒状形态滚动或者在气流带动下热解，热解过程中产生的气体混合物中煤粉含量非常高，而混合气体中含碳类易析出物质如焦油焦、类沥青物质只有在高温的环境中才能够以气态存在，温度稍一过低或者环境一旦变化，就容易从混合气中析出附着在过滤机构上，致使过滤机构丧失过滤功能，使生产无法继续。数十年来，国内外高粉尘量的混合油气除尘问题，在数十个主要国家的科研机构的努力下，也始终未能得到有效解决，致使低阶煤热解技术不能形成工业化生产，直接影响当前世界的整体煤炭产业格局，天量的低阶煤不能得到清洁高效利用。煤焦油中胶质及沥青质含量较高，胶质和沥青质是结焦的前驱物。胶质和沥青质的单元结构都是以稠环芳香环系为核心的结构，两者的差别仅是分子结构及分子量大小不同。当煤焦油以气态形式从煤中热解逸出，在过滤体上发生以下反应：沥青质大颗粒热解聚为沥青质小颗粒，沥青质小颗粒热解反应生成稠环化合物或者缩聚反应石墨化形成焦炭，稠环化合物热解为油馏分或者缩聚为焦炭。CN104147862A为解决上述工艺中存在的问题，提出了一种高温油气、水蒸气、含碳类易析出物的混合气的灰尘过滤系统，包括连接进气管道和排气管道的密闭分离腔，所述密闭分离腔内设置过滤机构，所述过滤机构的外表面与进气管道连接，内表面与排气管道连接，所述灰尘过滤系统内设置过滤体再生机构。通过在包括连接进气管道和排气管道的密闭分离腔内设置过滤体再生机构，可以在过滤体工作一段时间后，过滤体过滤能力因为表面和气孔内的焦油煤灰附着物而大幅下降满足不了正常工作的时候，由过滤体再生机构工作，将过滤体重新恢复到应有的水平上去，反复再生直接减少了过滤体的投入，也大大提高了过滤体的使用寿命。美国专利US 09/271,741公开了“用于过滤合成气体的方法和设备”，其采用了一对棒形除尘设备，每个除尘设备有一用于接收需过滤的热的未过滤合成气体的入口侧、以及一用于排出滤过的合成气体的出口侧。可以用一个壳体容纳两个除尘设备，或者为每个除尘设备提供一单独的壳体。对每个棒形除尘设备交替地供应燃烧空气，以便在燃烧掉沉积一个除尘设备上的可氧化颗粒的同时让另一个除尘设备过滤热的未过滤合成气体。一个或多个切换阀连接于所述燃烧空气供给装置，用于在两个棒形除尘设备之间交替地供应燃烧空气。CN2297238Y公开了一种高温气体除尘装置，该装置具有外加热管，可解决气体中固体颗粒的在高温下的固气分离，但是在其专利文件里面，比较清楚的介绍只是在说明通过这种方式可以解决高温、高压的环境下固体颗粒的热分离问题，对于大风量高含油的气体没有涉及。然而，上述专利仍然存在以下若干缺陷：（1）虽然上述专利公开的技术方案一定程度上解决了高温油气除尘中存在的问题，但是，随着过滤过程的进行，依然有部分焦油析出物和粉尘结合，形成甚至快速形成灰饼附着在过滤体表面，易使除尘设备较快被堵塞，导致一个或者一组过滤体正常工作的时间缩短，特别是在大气量高粉尘量的工业化生产的过程中，不利于整个交互再生装置的稳定性，进而大大增加运行维护成本。（2）美国专利US 09/271,741公开的“用于过滤合成气体的方法和设备”，然而，该除尘设备仅局限于对气量较小的高温气体除尘，大气量如在数千m3/h、上万m3/h甚至更大数值的过滤量而言，该专利公开的技术方案显然也是无能为力的，一是过滤面积过小，仅针对实验室阶段而言提供一种可能的思路和想法。二是微弱的空气通入量不易保证再生装置内大量过滤体进行再生反应的均匀性和一致性，也就不能获得反应温度的均衡性。在美国专利公开的技术方案中，其加热装置仅为对过滤机构进行加热，而对进入的大气量除尘气体及庞大的除尘设备装置的预热是极其有限的，因为工业化生产的的过滤系统，直径达数米甚至十几米，高度十几米到数十米，过滤气量能够高达上万方甚至十数万方每小时，而且适应大气量过滤气体的除尘设备在预热不到位的情况下，内部温度是不均匀的，当高温含油热解煤气或者生物质热解气体，如果遇到局部冷态的除尘设备，油气就会很快析出焦油雾，焦油雾与尘粒结合形成油状析出物快速将除尘设备堵塞；遇到局部过热的部分，焦油气缩聚焦化，附着在过滤机构的表面及微孔里，随着过滤的进行，也附着在过滤体表面生成滤饼的表面及空隙里，越来越厚，最终阻塞过滤合成气体的除尘设备。另外，中国专利CN104147862A完全没有提到对过滤机构进行加热预热的装置，当高温含油热解煤气或者生物质热解气体，如果遇到冷态的除尘设备，当然也会带来焦油的迅速析出和除尘设备的堵塞，自然不能保证在交互切换再生的过程中，保证装置正常地运行。另外，对于生物质热解的情况，根据目前检索到的情况来看，无论是压缩块还是散状物，其热解后气体也存在含油高尘的情况，各种除尘器及其变化都不能从根本上解决大气量高温高尘高油气体中的除尘难题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种用在煤热解、生物质热解过程中含尘、含焦油热解气过滤粉尘的除尘设备、除尘设备组成的除尘系统及其的除尘方法。一种除尘设备，包括过滤腔体、过滤机构再生装置和预热装置；所述过滤腔体中设置有过滤机构，所述过滤机构在过滤腔体的内部空间限定出隔离的进气腔和出气腔，所述进气腔与过滤气进气管连接，所述出气腔与过滤气出气管连接；所述过滤腔体设置有泄灰机构；所述预热装置对所述过滤腔体整体预热。本专利技术人研究发现，对于大气量含尘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种除尘设备，包括过滤腔体、过滤机构再生装置和预热装置；其特征在于：所述过滤腔体中设置有过滤机构，所述过滤机构在过滤腔体的内部空间限定出隔离的进气腔和出气腔，所述进气腔与过滤气进气管连接，所述出气腔与过滤气出气管连接；所述过滤腔体设置有泄灰机构；所述预热装置对所述过滤腔体整体预热。

【技术特征摘要】
1.一种除尘设备，包括过滤腔体、过滤机构再生装置和预热装置；其特征在于：所述过滤腔体中设置有过滤机构，所述过滤机构在过滤腔体的内部空间限定出隔离的进气腔和出气腔，所述进气腔与过滤气进气管连接，所述出气腔与过滤气出气管连接；所述过滤腔体设置有泄灰机构；所述预热装置对所述过滤腔体整体预热。2.如权利要求1所述的除尘设备，其特征在于：所述过滤机构为板式过滤体或者板式过滤体组合。3.如权利要求1或2所述的除尘设备，其特征在于：所述过滤机构包括设置在过滤腔体的壳体内的隔板，所述隔板在过滤腔体的内部空间限定出进气腔和出气腔，所述隔板上设置多个管状过滤体，所述过滤体通过设置在隔板上的孔固定在隔板上，所述管状过滤体的内表面与所述出气腔连接，外表面与所述进气腔连接。4.如前述权利要求中任一项所述的除尘设备，其特征在于：所述隔板上的多个管状过滤体分为若干组，每组管状过滤体相对应地设置一套过滤机构反吹装置。5.如前述权利要求中任一项所述的除尘设备，其特征在于：所述过滤机构反吹装置包括设置在所述出气腔内的反吹文氏管和反吹喷管，所述反吹文氏管的大口端与所述隔板面向出气腔的表面连接，所述每组管状过滤体的出口端对应朝向所述反吹文氏管大口端内，所述反吹喷管的一端朝向所述反吹文氏管的小口端或者伸入到所述反吹文氏管的小口端内，所述反吹喷管的另一端延伸出所述过滤腔体的壳体并经由电磁反吹阀与高温高压气体发生装置连接。6.如前述权利要求中任一项所述的除尘设备，所述预热装置与所述进气腔和/或出气腔气体连接。7.如前述权利要求中任一项所述的除尘设备，其特征在于：所述预热装置包括高温气体生成机构、阀门以及与进气腔和/或出气腔连接的高温气体输入管；所述高温气体输入管通过阀门与高温气体生成机构连接，所述过滤腔体设置有排气管。8.如前述权利要求中任一项所述的除尘设备，所述进气腔和/或出气腔与所述过滤机构再生装置连接。9.如前述权利要求中任一项所述的除尘设备，其特征在于：所述过滤机构再生装置包括与所述进气腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱书成，
申请(专利权)人：河南龙成煤高效技术应用有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41