歧管式脉冲反吹清灰结构及运用该清灰结构的过滤器制造技术

本发明专利技术提供了一种歧管式脉冲反吹清灰结构及运用该清灰结构的过滤器，该歧管式脉冲反吹清灰结构包括：反吹主管和多个歧管，反吹主管具有第一封闭端和第二封闭端，其中部顶壁上设置进气口；多个歧管设置在反吹主管斜下方侧壁上，其中，位于进气口和第一封闭端之间的歧管的中部朝向第一封闭端方向弯曲，位于进气口和所述第二封闭端之间的歧管的中部朝向第二封闭端方向弯曲；歧管的上端形成入口端，歧管的下端形成出口端，入口端与反吹主管平滑连接，进气口的进气方向与出口端的出气方向一致。本发明专利技术实施例能有效解决过滤管间清灰不均匀及清灰效率低的问题，与此同时，减少反吹气体能耗，延长过滤管的使用寿命。

Manifold Pulse Back-blowing Ash Cleaning Structure and Filter Using the Ash Cleaning Structure

The invention provides a manifold type pulse back-blowing ash cleaning structure and a filter using the said structure. The manifold type pulse back-blowing ash cleaning structure comprises a back-blowing main pipe and a plurality of manifolds. The back-blowing main pipe has a first closed end and a second closed end, in which an air inlet is arranged on the top wall, and a plurality of manifolds are arranged on the side wall below the oblique side wall of the back-blowing main pipe, in which the air inlet and the first closed end are located. The middle part of the manifold between the closed ends bends toward the first closed end, and the middle part of the manifold between the intake port and the second closed end bends toward the second closed end; the upper end of the manifold forms an inlet end, the lower end of the manifold forms an outlet end, and the inlet end is smoothly connected with the backblow main pipe, and the direction of the intake port is consistent with the direction of the outlet end. The embodiment of the invention can effectively solve the problems of uneven ash cleaning between the filter tubes and low ash cleaning efficiency, at the same time, reduce the energy consumption of back-blown gas and prolong the service life of the filter tube.

【技术实现步骤摘要】
歧管式脉冲反吹清灰结构及运用该清灰结构的过滤器
本专利技术涉及气固分离
，尤其涉及一种歧管式脉冲反吹清灰结构及运用该清灰结构的过滤器。
技术介绍
本部分的描述仅提供与本专利技术公开相关的背景信息，而不构成现有技术。在石油催化裂化、煤化工、生物质气化、垃圾焚烧和热解及冶金等行业中，常产生高温含尘气体。为了满足不同工艺过程及环保排放标准的要求，需要对这些高温含尘气体进行净化。高温气体净化技术是指温度在260℃以上条件下对气体中固体颗粒物的分离以及高温气体中所含二氧化硫(SO2)、氮氧化物、微量碱金属、以及痕量重金属等组分的脱除。针对含尘气体中气体与固体颗粒物的分离，常通过高温过滤器实现，它可以最大程度地利用气体的物理显热、化学潜热和动力能，提高能源利用率，同时简化工艺过程，节省设备投资。高温过滤器的核心为由多孔金属材料及多孔陶瓷材料制备而成的烧结金属过滤管及陶瓷过滤管等刚性过滤元件。烧结金属过滤管具有良好的机械强度、韧性及机械加工性能等优点。烧结陶瓷过滤管具有耐高温、抗腐蚀以及热膨胀系数小等优点。同时二者均具有较好的阻力特性、过滤精度及过滤效率，因此被广泛应用于高温气体净化领域。高温含尘气体进入高温过滤器后，含尘气体中的固体颗粒物由于惯性碰撞、直接拦截及布郎扩散等原因沉积在过滤管的外表面，形成稳定致密的粉尘层，净化后的气体通过过滤管中的多孔通道进入到后续工艺中。其中，经过滤管过滤后的气体称为洁净气体，该气体中固体颗粒物浓度较小。随着过滤过程的进行，过滤管外表面的粉尘层逐渐增厚，导致过滤器压降不断升高，装置运行阻力增大。当过滤器压降升高到一定范围或者过滤器运行一定时间后，可以采用脉冲反吹方式实现过滤元件的循环再生。脉冲反吹时，高速反吹气体由过滤管开口端进入，沿过滤管轴向流动过程中其速度能头逐渐转化为压力能头，并通过过滤管的多孔通道径向流出，利用其瞬态能量克服粉尘层与过滤管外表面的粘附力，从而将粉尘层剥离及清除。使过滤管的压降骤降，基本上恢复到初始过滤时的状态，从而实现过滤管性能的循环再生。高效脉冲反吹方式是实现过滤管性能循环再生的重要途径，清灰性能的优劣决定了高温气体过滤器能否长周期稳定运行。因此，脉冲反吹清灰系统的组成结构起着至关重要的作用。常见的脉冲反吹系统包括主要由压缩机、储气罐、脉冲阀、调压阀、反吹管路分布器及喷嘴等组成。按单个喷嘴反吹过滤管数量的不同，可以分为单个喷嘴对应单根过滤管(即单对单)的结构形式，以及单个喷嘴对应多根过滤管(即单对多)的结构形式。在现有工艺中，除Shell煤气化工艺中的高温过滤器采用单对多的结构形式外，绝大多数工艺过程中的过滤器均采用单对单的结构形式。现有高温气体过滤器的结构主要有两种形式：矩形结构和圆形结构(依据管板的形状区分)。如图1A和图1B所示，为矩形结构的高温过滤器的结构示意图。该矩形结构的高温过滤器主要用于高温低压的工况，例如以整体煤气化联合循环(IGCC-CC)和增压流化床燃气-蒸汽联合循环(PFBC-CC)为代表的洁净煤发电技术。该技术工艺中为了保护燃气轮机叶片以及满足环境排放标准，涉及到350℃至850℃的高温气体过滤技术，操作压力为0.2MPa至0.4MPa。如图2A和图2B所示，为圆形结构的高温过滤器的结构示意图。该圆形结构的高温过滤器主要用于高温高压的工况，例如催化汽油吸附脱硫技术(S-Zorb)，该技术基于吸附作用原理，具有脱硫率高、辛烷值损失小、氢耗和能耗低等优点，其中产品油含硫量低至10μg/g；为了实现油气和吸附剂颗粒的分离，S-Zorb装置中设有反应器过滤器，其内温度为370℃至440℃，压力3.0MPa，要求1.3μm以上颗粒的分离效率达到99.97％。上述两种不同结构的高温过滤器的工作原理是相同的。如图1A至图2B所示，过滤器100、200的管板103、203将过滤器密封分隔为两部分，下部分为含尘气体侧104、204，上部分为洁净气体侧110、212；含尘气体由过滤器100、200的气体入口101、201进入到含尘气体侧104、204，并在气体推动力的作用下到达各个过滤单元。气流中的固体颗粒物沉积在过滤管102、202的外表面，形成稳定致密的粉尘层。含尘气体通过过滤管102、202的多孔通道过滤后进入洁净气体侧110、212，经气体出口105、205排出进入后续工艺。随着过滤过程的进行，过滤管102、202外表面的粉尘层逐渐增厚，导致过滤器100、200的压降增大，这时可以采用脉冲反吹的方式实现过滤管102、202的性能再生。对于如图1A和图1B所示的过滤器100，脉冲反吹清灰时，处于常闭状态的脉冲反吹阀108开启，反吹气体储气罐109中的高压氮气瞬间经连接管线进入反吹管路分布器107中。然后通过反吹管路分布器107上的喷嘴106向过滤管102轴心方向喷射高压高速的反吹气体，反吹气体进入对应的过滤管102内部。同样的，对于如图2A和图2B所示的过滤器200，脉冲反吹清灰时，处于常开状态的闸阀209保持开启，处于常闭状态的脉冲反吹阀210开启，高压气体经由反吹气体储气罐从进气口211进入，经连接管线及预热盘管208进入反吹管路分布器207中。然后通过反吹管路分布器207上的喷嘴206向过滤管202轴心方向喷射高压高速的反吹气体，反吹气体进入对应的过滤管202内部。利用瞬态能量克服粉尘层与过滤管202外表面的粘附力从而将粉尘层剥离及清除。使得过滤管202的阻力基本恢复至初始状态，使过滤管202的压降骤降，基本上恢复到初始过滤时的状态，从而实现过滤管202性能的循环再生。如图1A和图1B所示，对于过滤管排布方式为矩形的过滤器100，过滤管102在矩形的管板103上按照行、列等间距方式排布，以行为单位划分成若干组。通常每行设有几根至十几根过滤管102不等，每行过滤管102对应一个反吹管路分布器107，每一个反吹管路分布器107上设有多个喷嘴106，每一个喷嘴106的正下方对应一个过滤管102。反吹过程是以行为单位分组进行的，即第一行脉冲反吹阀108开启，对应的反吹管路分布器107反吹完该行过滤管102后，经过一定时间，第二行的脉冲反吹阀108开启，第二行反吹管路分布器107反吹第二行的过滤管102，再经过一定时间，第三行的脉冲反吹阀108开启，反吹第三行的过滤管102，如此循环往复。如图2A和图2B所示，对于过滤管排布方式为扇形的过滤器200，一个过滤单元安装有多根过滤管202(常见的有13和17根)，每个扇形过滤单元共用一个反吹气体分布器207，每一个反吹管路分布器207上设有多个喷嘴206，每一个喷嘴206的正下方对应一个过滤管202。在扇形的过滤单元内，过滤管202按照等边三角形方式排布，分别对应反吹气体分布器207及喷嘴206。在过滤器的管板203上通常安装6个过滤单元，脉冲反吹时，按照设定好的反吹时间间隔，第一组脉冲反吹阀210开启，对应的反吹管路分布器207反吹完该组过滤单元后，经过一定时间，第二组的脉冲反吹阀210开启，对应的反吹管路分布器207反吹第二组过滤单元，再经过一定时间，第三组的脉冲反吹阀210开启，反吹第三组过滤单元，如此循环往复。综上所述，现有技术中的高温气体过滤器的脉冲反吹方式，都是靠高压反吹气体在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种歧管式脉冲反吹清灰结构，其特征在于，包括：反吹主管和多个歧管；所述反吹主管水平设置且横向延伸，其具有相对的第一封闭端和第二封闭端，所述反吹主管的中部顶壁上设置进气口；多个歧管设置在所述反吹主管斜下方侧壁上，其中，位于所述进气口和所述第一封闭端之间的歧管的中部朝向所述第一封闭端方向弯曲，位于所述进气口和所述第二封闭端之间的歧管的中部朝向所述第二封闭端方向弯曲；所述歧管的上端形成入口端，所述歧管的下端形成出口端，所述入口端与所述反吹主管平滑连接，所述出口端的出气方向与所述进气口的进气方向一致。

【技术特征摘要】
1.一种歧管式脉冲反吹清灰结构，其特征在于，包括：反吹主管和多个歧管；所述反吹主管水平设置且横向延伸，其具有相对的第一封闭端和第二封闭端，所述反吹主管的中部顶壁上设置进气口；多个歧管设置在所述反吹主管斜下方侧壁上，其中，位于所述进气口和所述第一封闭端之间的歧管的中部朝向所述第一封闭端方向弯曲，位于所述进气口和所述第二封闭端之间的歧管的中部朝向所述第二封闭端方向弯曲；所述歧管的上端形成入口端，所述歧管的下端形成出口端，所述入口端与所述反吹主管平滑连接，所述出口端的出气方向与所述进气口的进气方向一致。2.如权利要求1所述的歧管式脉冲反吹清灰结构，其特征在于，由所述进气口指向所述反吹主管两端的方向上，所述反吹主管的横截面积逐渐缩小，所述第一封闭端和第二封闭端呈光滑过渡的球形或椭球形。3.如权利要求1所述的歧管式脉冲反吹清灰结构，其特征在于，所述歧管的弯曲程度与所述歧管至所述进气口之间的距离呈正相关关系，即，所述歧管与所述进气口之间距离越大，其曲率也越大。4.如权利要求1所述的歧管式脉冲反吹清灰结构，其特征在于，所述歧管的入口端截面面积与所述歧管至所述进气口之间的距离呈正相关关系，即，所述歧管与所述进气口之间距离越大，其入口端截面面积越大。5.如权利要求1所述的歧管式脉冲反吹清灰结构，其特征在于，所有所述歧管中最大的入口端截面面积不大于所述反吹主管截面面积的一半。6.如权利要求1所述的歧管式脉冲反吹清灰结构，其特征在于，同一个所述歧管的内部流通面积沿其内的反吹气体流动方向逐渐缩小。7.如权利要求1所述的歧管式脉冲反吹清灰结构，其特征在于，所述歧管的出口端指向位于下方的管板，所有所述歧管的出口端位于同一水平面上且平行于所述管板所在的平面。8.如权利要求1所述的歧管式脉冲反吹清灰结构，其特征在于，所有所述歧管的出口端截面面积相等，且均小于所有所述歧管中最小的入口端截面面积。9.如权利要求1所述的歧管式脉冲反吹清灰结构，其特征在于，所述歧管与所述反吹主管在连接处的交界面呈椭圆形，所有所述歧管的出口端截面面积为以所有所述歧管中最小的入口端椭圆截面短半轴为半径的圆面积。10.如权利要求9所述的歧管式脉冲反吹清灰结构，其特征在于，呈椭圆形的所述交界面的长轴方向与所述反吹主管的轴线平行，且所述长轴与所述反吹主管相交于所述反吹主管的斜下方。11.如权利要求9所述的歧管式脉冲反吹清灰结构，其特征在于，所述反吹主管在所述交界处的横截面呈圆形，呈圆形的所述横截面的圆心与呈椭圆形的所述交界面的中心之间的连线与重力方向的夹角小于90°但不等于0°。12.如权利要求9所述的歧管式脉冲反吹清灰结构，其特征在于，由所述进气口指向所述反吹主管两端的方向上，多个呈椭圆形的所述交界面的长轴长度不...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬忠礼，栾鑫，刘震，刘龙飞，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11