逆向旋流式颗粒床烟气净化系统及其净化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种逆向旋流式颗粒床烟气净化系统及其净化方法，其涉及高温烟气净化技术领域，所述逆向旋流式颗粒床烟气净化系统包括：逆向旋流式移动床单元，其包括：储料仓；与所述储料仓的出口连接的送料机构；移动床体，所述送料机构的出口与移动床体连通，所述移动床体的侧壁处具有气体出口；旋流单元，所述移动床体下端的出口通过气固接触单元与所述旋流单元连通，所述旋流单元的侧壁处具有气体进口；淘析旋风分离器，其固体出口能与储料仓连通；所述旋流单元下端的出口通过提升机构能与所述旋风分离器的切向进口连通

【技术实现步骤摘要】
逆向旋流式颗粒床烟气净化系统及其净化方法


[0001]本专利技术涉及高温烟气净化
，特别涉及一种逆向旋流式颗粒床烟气净化系统及其净化方法
。

技术介绍

[0002]在石油化工领域，常见的催化裂化工艺需要将再生器出口烟气中大于
10
微米的颗粒基本脱除，以保护下游的烟气透平
。
在能源转化领域，生物质燃烧产生的烟气中也存在大量的细微颗粒物，在进入后续发电设备前，也需要进行细颗粒物脱除处理
。
合成氨装置的原料气进入大型离心机前也需要去除其中的微细粉尘，从而保证压缩机的安全稳定运行
。
[0003]为了解决上述各领域中的问题，需要高效的气固分离技术
。
目前，烟气湿法脱除粉尘的技术应用较为广泛，然而却带来了“白烟”、
污水排放等二次污染问题
。
作为干法除尘技术之一的颗粒床过滤器近年来发展迅速，捕集粉尘兼备脱除有害气体的能力
。
移动床过滤是一种典型的颗粒床过滤技术，具有耐腐蚀
、
抗高温等优点
。
即便使用造价低廉的滤料颗粒，也可以拥有较好的粉尘捕集能力，其具有良好的发展前景
。
[0004]根据移动床过滤器内气固两相相对流动状态可大致将移动床过滤器分为三种类型：逆流
、
顺流和错流三种
。
错流移动床由于气固错流接触，当过滤气速较大时，往往会出现空腔
、
贴壁等非正常工况；另外，错流移动床通常床层厚度较小且固定，相应的气体停留时间较短，不利于净化有害气体
。
顺流移动床中气体和固体同向顺重力场运动，含尘气体伴随着携带粉尘的滤料颗粒同向移动，流动过程中粉尘逃逸的可能性增大，且粉尘粒径越小越易被带出过滤器，使细微粉尘的粒级效率更低
。
而逆流式移动床中气固两相逆流接触，烟气在流动过程中接触的永远是完成再生后的颗粒，其表面吸附粉尘更少，有效捕集表面积更大
。
逆流接触可增加粉尘与滤料颗粒间的相互作用，使整体粉尘捕集效率较高；且固体滤料运动顺畅，不容易产生运动死区，沉积在过滤器内的粉尘可以随滤料排出过滤器，且过滤器不易发生堵塞现象，进而可保证设备长周期稳定运行
。
但是，随着在各个领域中对过滤气体的处理量越来越高，即使是现有的逆流移动床过滤器也无法满足既能在较高处理量下实现高效除尘，又能长周期稳定运行的要求，因此需要对现有的逆流移动床过滤器进行进一步的改进以适应新的性能需求
。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术实施例所要解决的技术问题是提供了一种逆向旋流式颗粒床烟气净化系统及其净化方法，其既能够在较高处理量下实现高效除尘，又能满足长周期稳定运行的要求
。
[0006]本专利技术实施例的具体技术方案是：
[0007]一种逆向旋流式颗粒床烟气净化系统，所述逆向旋流式颗粒床烟气净化系统包括：
[0008]逆向旋流式移动床单元，其包括：储料仓；与所述储料仓的出口连接的送料机构；
移动床体，所述送料机构的出口与移动床体连通，所述移动床体的侧壁处具有气体出口；旋流单元，所述移动床体下端的出口通过气固接触单元与所述旋流单元连通，所述旋流单元的侧壁处具有气体进口；
[0009]淘析旋风分离器，其固体出口能与储料仓连通；
[0010]所述旋流单元下端的出口通过提升机构能与所述淘析旋风分离器的切向进口连通
。
[0011]优选地，所述淘析旋风分离器位于所述逆向旋流式移动床单元的上方；所述逆向旋流式颗粒床烟气净化系统采用的滤料颗粒的直径在
0.5mm
至
3mm
之间
。
[0012]优选地，所述气固接触单元包括：自上而下依次排列的变径段
、
恒径段以及防夹带段，所述变径段包括多个自上而下渐缩的第一构件，多个所述第一构件的尺寸自上而下逐渐缩小；所述恒径段包括多个相同尺寸的第二构件，所述第二构件包括自上而下渐缩的渐缩部和连接在所述渐缩部下端的恒径部，所述恒径部至少部分伸入下相邻所述第二构件的所述渐缩部；相邻所述第一构件的侧壁之间具有间隙，以使待处理烟气通过该间隙流入所述气固接触单元内，相邻所述第二构件的侧壁之间具有间隙，以使待处理烟气通过该间隙流入所述气固接触单元内
。
[0013]优选地，所述变径段的垂直高度与所述恒径段的垂直高度在
1:2.5
至
1:4
之间；所述防夹带段的垂直高度与所述恒径段的垂直高度在
1:3
至
1:4
之间；所述变径段最大处的直径与所述恒径段最大处的直径之比在
2:1
至
3:1
之间；所述第一构件的角度
Φ
在
45
度至
70
度之间；所述第二构件的角度
β
在
60
度至
80
度之间
。
[0014]优选地，所述储料仓内设置有第一导流机构，所述第一导流结构由两个圆锥对接而成，两个圆锥的顶点分别朝向上方和下方；所述第一导流结构中圆锥的底面直径与所述储料仓的直径的比值在
1:1.5
至
1:2.5
之间；所述第一导流结构中上部的圆锥的高度与下部的圆锥的高度的比值在
1:3.5
至
1:5.5
之间；
[0015]和
/
或，
[0016]所述旋流单元内设置有第二导流机构，所述第二导流结构由两个圆锥对接而成，两个圆锥的顶点分别朝向上方和下方；所述第二导流结构中圆锥的底面直径与所述旋流单元的最大处的直径的比值在
1:1.5
至
1:2.5
之间；所述第二导流结构中上部的圆锥的高度与下部的圆锥的高度比值在
1:3.5
至
1:5.5
之间；所述旋流单元的下部呈渐缩状，所述第二导流结构中下部的圆锥的侧壁与下部呈渐缩状的所述旋流单元的侧壁相平行
。
[0017]优选地，所述移动床体呈筒体状，其外侧壁与所述旋流单元的内侧壁之间具有环形空间，所述气体进口沿切向方向设置在所述旋流单元的侧壁处，以使自所述气体进口输入的待处理烟气旋转进入所述移动床体内；所述气体进口高于所述气固接触单元的最上端
。
[0018]优选地，在所述气体进口的位置处，所述移动床体的外侧壁与所述旋流单元的内侧壁之间的所述环形空间在水平方向的横截面积大于等于所述气体进口的入口面积，且小于等于所述气固接触单元的气固两相接触面积；所述移动床体的恒径部分的直径与所述旋流单元最小处的直径之比在
1:1.5
至
1:3
之间；
[0019]所述气固接触单元的气固两相接触面积应小于等于所述移动床本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种逆向旋流式颗粒床烟气净化系统，其特征在于，所述逆向旋流式颗粒床烟气净化系统包括：逆向旋流式移动床单元，其包括：储料仓；与所述储料仓的出口连接的送料机构；移动床体，所述送料机构的出口与移动床体连通，所述移动床体的侧壁处具有气体出口；旋流单元，所述移动床体下端的出口通过气固接触单元与所述旋流单元连通，所述旋流单元的侧壁处具有气体进口；淘析旋风分离器，其固体出口能与储料仓连通；所述旋流单元下端的出口通过提升机构能与所述淘析旋风分离器的切向进口连通
。2.
根据权利要求1所述的逆向旋流式颗粒床烟气净化系统，其特征在于，所述淘析旋风分离器位于所述逆向旋流式移动床单元的上方；所述逆向旋流式颗粒床烟气净化系统采用的滤料颗粒的直径在
0.5mm
至
3mm
之间
。3.
根据权利要求1所述的逆向旋流式颗粒床烟气净化系统，其特征在于，所述气固接触单元包括：自上而下依次排列的变径段
、
恒径段以及防夹带段，所述变径段包括多个自上而下渐缩的第一构件，多个所述第一构件的尺寸自上而下逐渐缩小；所述恒径段包括多个相同尺寸的第二构件，所述第二构件包括自上而下渐缩的渐缩部和连接在所述渐缩部下端的恒径部，所述恒径部至少部分伸入下相邻所述第二构件的所述渐缩部；相邻所述第一构件的侧壁之间具有间隙，以使待处理烟气通过该间隙流入所述气固接触单元内，相邻所述第二构件的侧壁之间具有间隙，以使待处理烟气通过该间隙流入所述气固接触单元内
。4.
根据权利要求3所述的逆向旋流式颗粒床烟气净化系统，其特征在于，所述变径段的垂直高度与所述恒径段的垂直高度在
1:2.5
至
1:4
之间；所述防夹带段的垂直高度与所述恒径段的垂直高度在
1:3
至
1:4
之间；所述变径段最大处的直径与所述恒径段最大处的直径之比在
2:1
至
3:1
之间；所述第一构件的角度
Φ
在
45
度至
70
度之间；所述第二构件的角度
β
在
60
度至
80
度之间
。5.
根据权利要求1所述的逆向旋流式颗粒床烟气净化系统，其特征在于，所述储料仓内设置有第一导流机构，所述第一导流结构由两个圆锥对接而成，两个圆锥的顶点分别朝向上方和下方；所述第一导流结构中圆锥的底面直径与所述储料仓的直径的比值在
1:1.5
至
1:2.5
之间；所述第一导流结构中上部的圆锥的高度与下部的圆锥的高度的比值在
1:3.5
至
1:5.5
之间；和
/
或，所述旋流单元内设置有第二导流机构，所述第二导流结构由两个圆锥对接而成，两个圆锥的顶点分别朝向上方和下方；所述第二导流结构中圆锥的底面直径与所述旋流单元的最大处的直径的比值在
1:1.5
至
1:2.5
之间；所述第二导流结构中上部的圆锥的高度与下部的圆锥的高度比值在
1:3.5
至
1:5.5
之间；所述旋流单元的下部呈渐缩状，所述第二导流结构中下部的圆锥的侧壁与下部呈渐缩状的所述旋流单元的侧壁相平行
。6.
根据权利要求1所述的逆向旋流式颗粒床烟气净化系统，其特征在于，所述移动床体呈筒体状，其外侧壁与所述旋流单元的内侧壁之间具有环形空间，所述气体进口沿切向方向设置在所述旋流单元的侧壁处，以使自所述气体进口输入的待处理烟气旋转进入所述移动床体内；所述气体进口高于所述气固接触单元的最上端
。7.
根据权利要求6所述的逆向旋流式颗粒床烟气净化系统，其特征在于，在所述气体进
口的水平位置处，所述移动床体的外侧壁与所述旋流单元的内侧壁之间的所述环形空间在水平方向的横截面积大于等于所述气体进口的入口面积，且小于等于所述气固接触单元的气固两相接触面积；所述移动床体的恒径部分的直径与所述旋流单元最小处的直径之比在
1:1.5
至
1:3
之间；其中，所述气固接触单元的气固两相接触面积应小于等于所述移动床体恒径部分在水平方向的横截面积
。8.
根据权利要求6所述的逆向旋流式颗粒床烟气净化系统，其特征在于，所述移动床体内的表观气速在
0.05m/s
至
0.875m/s
之间；所述移动床体内设计床层厚度为
h
，其中，
η
表示效率，
δ
表示过滤因子，与斯托克斯数<...

【专利技术属性】
技术研发人员：范怡平，吕涵，卢春喜，霍德玺，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：