專利名稱：具有除塵刷的氣固分離裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種過濾裝置，尤其涉及一種用于生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換系 統(tǒng)的氣固分離裝置。
背景技術：
隨著世界經(jīng)濟的不斷發(fā)展，能源和環(huán)境問題日益突出。人類目前使用的主要能源有石油、天然氣和煤炭3種。根據(jù)國際能源機構 統(tǒng)計，地球上這3種能源供人類開采的年限分別只有40年、50年 和240年。開發(fā)新能源已成關系人類社會可持續(xù)發(fā)展的重大課題。生物質(zhì)能是由植物與太陽能的光合作用而貯存于植物中的太陽 能。據(jù)估計，植物每年貯存的能量相當于世界主要燃料消耗的10倍， 而作為能源的利用量還不到其總量的1%。、通過生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術， 可以高效地利用生物質(zhì)能源，生產(chǎn)各種清潔燃料，替代煤炭、石油 和天然氣等燃料。目前，世界各國，尤其是發(fā)達國家，都在致力于開發(fā)高效、無 污染的生物質(zhì)能利用^l術，以達到保護礦產(chǎn)資源，保障能源安全， 實現(xiàn)C02減排，促進經(jīng)濟、社會的可持續(xù)發(fā)展。生物質(zhì)能將成為未 來能源重要組成部分，專家估計到2015年全球總能耗將有40%來自生物質(zhì)能源，主要通過生物質(zhì)能發(fā)電和生物質(zhì)液體燃料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展實現(xiàn)。目前，通過高溫快速熱解將生物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w燃料(生物油) 是實現(xiàn)生物質(zhì)能高效利用的重要途徑之一。根據(jù)傳熱方式不同，生物質(zhì)熱裂解液化工藝一般可分為3類(1 )壁面間接加熱式反應器。 其主要通過灼熱的反應器表面與生物質(zhì)接觸，將熱量傳遞到生物質(zhì) 使其快速升溫從而達到快速熱裂解，如英國Aston大學的燒蝕熱裂 解反應器、NREL提出的渦流反應器及荷蘭Twente大學設計的旋轉(zhuǎn) 錐生物質(zhì)熱裂解制油反應器等；(2)輻射換熱式反應器，這類反應 器的主要特征是由 一 高溫的表面或熱源提供生物質(zhì)熱裂解所需的熱 量，其主要通過熱輻射進行熱量傳遞，如美國Washington大學的熱 輻射反應器；(3 )氣固混合直接加熱式反應器，其主要是借助熱氣 流或氣固兩相流對生物質(zhì)進行快速加熱，其能提供高的加熱速率以 及相對均勻的反應溫度，同時快速流動的載氣便于熱裂解一次產(chǎn)物 及時析出，如加拿大Waterloo大學的流化床熱裂解系統(tǒng)、加拿大 Ensyn提出的循環(huán)流化床反應器和GTFJ的快速引射流反應器等。壁 面間接加熱式反應器的設備規(guī)模較為龐大，同時機械接觸磨損厲害而使得運行維護成本也較高，因此在規(guī)?；瘧弥袑⑹艿较拗?，此 類反應器一般主要提供機理性試驗所需。而輻射式換熱器換熱效果 較差，能耗大而難以規(guī)模化。相比于前兩種類型，國外已開發(fā)并且 試圖規(guī)?；纳镔|(zhì)熱裂解液化反應裝置側(cè)重于第三類。流化床(或 循環(huán)流化床)熱解液化工藝因能實現(xiàn)高的加熱速率、較短的氣相停留時間、簡捷的溫度控制、方便的炭回收、較低的投資以及成熟的 設計方法而使得其成為目前最有發(fā)展?jié)摿Φ臒崃呀庵迫∫后w燃料的 工藝。如中國專利第CN200510057215.8號所揭示的一種生物質(zhì)熱解 液化的工藝方法及其雙塔式裝置系統(tǒng)。其工藝方法包括4巴生物質(zhì)材 料送入熱解反應塔內(nèi)讓高溫流化氣和高溫載熱體與生物質(zhì)材料混合 以對生物質(zhì)進行熱裂解的步驟，在分離器中把熱解氣與殘?zhí)?、灰?進行氣固分離的步驟，以及在冷凝器中把熱解氣冷凝成生物油的步 驟等。其中，載熱體是與熱解氣、殘?zhí)嫉纫坏缽臒峤夥磻?nèi)輸出 循環(huán)系統(tǒng)的；殘?zhí)急挥脕韺d熱體進行預加熱。其裝置系統(tǒng)還包括 將載熱體和殘?zhí)家坏琅c其他物質(zhì)先分離一次的初級分離器、燃燒殘?zhí)嫉妮d熱體加熱塔、以及用于將從載熱體加熱塔內(nèi)出來的載熱體-廢氣-灰分進行分離的載熱體分離器。 但是，從以上描述可以看出， 第CN200510057215.8號專利具有以下不足之處現(xiàn)有技術的氣固分 離器的濾芯在使用 一段時間后都容易被生物質(zhì)顆粒堵塞，從而導致 熱解氣流動不暢，進而導致產(chǎn)率損失，因此必須定期進行人工清理 或更換，這將給生產(chǎn)帶來相當大的麻煩。因此，提供 一 種可自動清理濾芯以避免濾芯堵塞的氣固分離裝 置成為急需解決的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能自動清理濾芯的氣固分離裝置。本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的提供一種具有除塵刷的氣固 分離裝置，其包括內(nèi)部設有處理空間的裝置本體、設置于裝置本體 一側(cè)的粗氣入口、設置于裝置本體另一側(cè)的氣體出口、形成于處理 空間上部的進氣室、形成于處理空間下部的集塵室、以及"&置在處 理空間內(nèi)并將進氣室和集塵室分隔開的濾芯，濾芯開"^殳至少一個連 通進氣室和集塵室的貫通孔，粗氣入口與進氣室連通，濾芯的側(cè)壁 封住氣體出口，其中，氣固分離裝置進一步包括除塵系統(tǒng)，除塵系 統(tǒng)包括驅(qū)動部件以及至少一個能在驅(qū)動部件的驅(qū)動下在對應的至少 一個貫通孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)和/或往復運動的除塵刷。優(yōu)選地，當氣固分離裝置工作時，除塵刷可以一直保持低速運 轉(zhuǎn)，從而不斷地將附著在貫通孔內(nèi)壁上的固體顆粒清除掉。更優(yōu)選 地，除塵系統(tǒng)可以一直低速工作并間隔地進行正反轉(zhuǎn)。這有利于除 干凈貫通孔內(nèi)壁上的灰，同時也避免了由于刷子與濾芯的接觸摩擦 而造成的濾芯的磨損?？蛇x擇地，除塵系統(tǒng)設有用于感測氣體狀態(tài)變化的壓力傳感器 和/或溫度傳感器，以及用于根據(jù)壓力傳感器和/或溫度傳感器獲得的 信息控制除塵系統(tǒng)啟動或關閉的控制器。比如，壓力傳感器或溫度 傳感器可以設置在處理空間內(nèi)，當濾芯堵塞時，處理空間內(nèi)的壓力 和溫度將變高，控制器可以將獲得的這些信息與預先設定的數(shù)據(jù)進 行比較，從而自動開啟除塵系統(tǒng)使濾芯上的灰塵脫落，當壓力和/或 溫度正常時除塵系統(tǒng)自動地關閉?？蛇x擇地，除塵系統(tǒng)設有用于定時開啟和關閉除塵系統(tǒng)的定時控制器，以便經(jīng)過一定的時間間隔自動地開啟除塵系統(tǒng)并在工作一 定的時間后自動地關閉除塵系統(tǒng)。,具體地，除塵刷包括由驅(qū)動部件對應驅(qū)動的刷軸以及固定在刷 軸上的刷絲。其中，驅(qū)動部件為至少一個電機以及聯(lián)結(jié)在電機與刷 軸之間的傳動才幾構?？蛇x擇地，除塵刷可以僅旋轉(zhuǎn)運動，除塵刷沿著貫通孔的軸向 設置，除塵刷的長度大于等于貫通孔的長度。優(yōu)選地，除塵刷可以 為采用波浪刷絲的螺旋刷，波浪刷絲與貫通孔的內(nèi)壁接觸。更優(yōu)選 地，除塵系統(tǒng)還包括用于使除塵刷間隔正反向旋轉(zhuǎn)的脈沖裝置。可選擇地，除塵刷可以僅軸向地往復運動，從而{象活塞似地將 貫通孔內(nèi)壁上的固體顆粒刷掉。此時，除塵刷的長度可以小于貫通 孔的長度。可選擇地，除塵刷可以在軸向往復運動的同時進行旋轉(zhuǎn)運動。優(yōu)選地，濾芯可以開設三個或三個以上的貫通孔，除塵系統(tǒng)則 包括三個或三個以上的與每個貫通孔相對應的除塵刷。比如，濾芯 開設六個或六個以上的貫通孔，除塵系統(tǒng)包括六個或六個以上的與 每個貫通孔相對應的除塵刷?？蛇x#^也，驅(qū)動部件可以只包括一個電機以同時驅(qū)動多個除塵 刷?？蛇x4奪地，驅(qū)動部件可以包括三個或三個以上的電4幾，以^更單 個地或分組地驅(qū)動除塵刷。其中，除塵刷可以為螺旋狀或圓筒狀，除塵刷的材料可以為不 銹鋼、合金、或其他耐高溫材料。此外，除塵刷還可以采用其他形狀，比如，整體為空心的套筒狀，套筒外壁設置刷毛，刷毛與濾芯 的貫通孔內(nèi)壁接觸，套筒頂部通過刷軸與驅(qū)動部件聯(lián)結(jié)。其中，集塵室優(yōu)選地為漏斗狀，集塵室下部可設置平時密封的 灰塵出口，在需要時打開以取出積聚的固體顆粒。本發(fā)明可應用于生物質(zhì)快速熱解液化系統(tǒng)。 一般地，生物質(zhì)快 速熱解液化系統(tǒng)包括熱解反應器、與熱解反應器的熱解氣出口相連 的氣固分離子系統(tǒng)、與氣固分離子系統(tǒng)的氣相出口相連的生物油冷 凝儲備子系統(tǒng)、以及與氣固分離子系統(tǒng)的固相出口相連的熱循環(huán)介 質(zhì)加熱分離子系統(tǒng)。其中，氣固分離子系統(tǒng)一般包括至少一個高溫 旋風初級分離器以及至少 一個用于將剩余固體顆粒分離的高溫氣固 分離器。即，本發(fā)明的氣固分離裝置可用作該系統(tǒng)的高溫氣固分離 器。具體針對生物質(zhì)快速熱解液化系統(tǒng)，氣固分離裝置的粗氣入口 與生物質(zhì)快速熱解液化系統(tǒng)的熱解反應器的高溫熱解氣出口相連。 氣固分離裝置的氣體出口與生物質(zhì)快速熱解液化系統(tǒng)的生物油冷凝 儲備子系統(tǒng)的高溫熱解氣入口相連。此外，氣固分離裝置的構件都可以釆用耐高溫材料制備，使得本發(fā)明的氣固分離裝置可以在90(TC以下的高溫操作，避免因氣體 的冷凝液化造成的產(chǎn)率損失以及管路堵塞。本發(fā)明的氣固分離裝置， 可以在高溫條件下，將有機蒸汽與熱載體和生物質(zhì)灰在高溫下進行 徹底分離，從而保證了生物油的潔凈度，避免了生物后續(xù)處理帶來 的困難。 .對于高溫工作場合，可以采用不銹鋼燒結(jié)濾芯，避免了普通過 濾材料不耐高溫性，也避免了在高溫條件下的材料的軟化。此外，本發(fā)明還可以應用于其它需要進行氣固分離的場合，比 如除塵凈化系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果是1.采用除塵刷可以有效地將附著在濾芯 貫通孔內(nèi)壁上的固體顆粒刷掉，避免發(fā)生固體顆粒堵塞濾芯^現(xiàn)象， 從而保證了裝置的穩(wěn)定運行；2.通過采用傳感器和控制器和/或定時 控制器，除塵系統(tǒng)可以根據(jù)裝置運行情況自動地開啟和關閉，或者 定時地開啟和關閉，避免了人工操作的麻煩，并且不需暫停裝置的 正常工作；3.采用氣體從濾芯內(nèi)徑外出的路徑，利于旋轉(zhuǎn)刷的運轉(zhuǎn) 和顆粒的脫落，提高了整個裝置的效率，采用不銹鋼絲刷，刷絲采 用波浪刷絲，有利于增強刷毛的強度以及刷毛在高溫下的韌性；4. 采用脈沖裝置來控制除塵刷的正反向旋轉(zhuǎn)，間隔的正反向旋轉(zhuǎn)可以 避免刷毛向某一側(cè)傾斜的趨勢，利于刷絲和濾芯的緊密接觸，提高 了除塵效率；5.本發(fā)明的氣固分離裝置具有耐高溫，除塵效率高， 過濾速度快，不易發(fā)生堵塞等特點，較以前的高溫除塵器的溫度提 高至800-900。C以上，具有^f艮寬的應用范圍。以下結(jié)合附圖和實施例，來進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明不局 限于這些實施例，任何在本發(fā)明基本精神上的改進或替代，仍屬于 本發(fā)明權利要求書中所要求保護的范圍。


圖1為本發(fā)明具有除塵刷的氣固分離裝置的示意圖。
具體實施方式
實施例1在本實施例中，本發(fā)明的具有除塵刷的氣固分離裝置應用于生 物質(zhì)快速熱解液化系統(tǒng)。其中，生物質(zhì)快速熱解液化系統(tǒng)一般包括* 一個高溫旋風初級分離器以及一個用于將剩余固體顆粒分離的高溫 氣固分離器。本發(fā)明的氣固分離裝置可用作該系統(tǒng)的高溫氣固分離器。請參照圖1,本發(fā)明的氣固分離裝置包括內(nèi)部設有處理空間的裝置本體100、設置于裝置本體IOO—側(cè)的粗氣入口 125、設置于裝 置本體IOO另一側(cè)的氣體出口 155、形成于處理空間上部的進氣室 120、形成于處理空間下部的集塵室150、設置在處理空間內(nèi)并將進 氣室120和集塵室150分隔開的濾芯200、以及包括驅(qū)動部件350 以及六個除塵刷320的除塵系統(tǒng)。其中，濾芯200開設六個連通進氣室120和集塵室150的貫通 孔202。粗氣入口 125與進氣室120連通。濾芯200的側(cè)壁205封 住氣體出口 155。每個除塵刷320對應設置在每個貫通乂 202內(nèi)。除塵刷320沿 著貫通孔202的軸向設置，除塵刷320的長度約等于貫通孔202的 長度。其中，每個除塵刷320包括刷軸310以及固定在刷軸310上的刷絲。在本實施例中，除塵刷320為采用波浪刷絲的螺旋刷，波 浪刷絲與貫通孔202的內(nèi)壁接觸。刷軸310能通過傳動裝置380被驅(qū)動部件350 (在本實施例中 為電機)驅(qū)動，從而除塵刷320可在貫通孔202內(nèi)旋轉(zhuǎn)。具體地， 當氣固分離裝置工作時，除塵刷320 —直保持低速運轉(zhuǎn)，從而不斷 地將附著在貫通孔202內(nèi)壁上的固體顆粒清除掉。具體針對生物質(zhì)快速熱解液化系統(tǒng)，粗氣入口 145將與生物質(zhì) 快速熱解液化系統(tǒng)的熱解反應器的高溫熱解氣出口相連。氣體出口 125將與生物質(zhì)快速熱解液化系統(tǒng)的生物油冷凝儲備子系統(tǒng)的高溫 熱解氣入口相連。本裝置的工作過程如下氣體從粗氣入口 145進入裝置本體100, 從濾芯200的貫通孔202的內(nèi)壁進入濾芯200，穿過濾芯200從氣 體出口 125進入后續(xù)的冷凝系統(tǒng)。因此，固體顆粒^^皮濾芯200阻擋 并黏附在貫通孔202的內(nèi)壁上。但是，黏附的固體顆粒在本發(fā)明的 螺旋刷320的刷動作用下將落入集塵室150,從而減小了氣體通過 濾芯200的阻力。，實施例2作為本發(fā)明的另一種方案，其它部分與實施例l相同，不同之 處在于在本實施例中，本發(fā)明的氣固分離裝置應用于空氣除塵凈化系 統(tǒng)。并且，濾芯200開設十個連通進氣室J20和集塵室150的貫通孔202,除塵系統(tǒng)則對應設置十個除塵刷320。除塵系統(tǒng)設有用于感測氣體狀態(tài)變化的壓力傳感器(圖未示)， 以及用于根據(jù)壓力傳感器獲得的信息控制除塵系統(tǒng)啟動或關閉的控 制器(圖未示)。壓力傳感器設置在處理空間內(nèi)，當濾芯堵塞時，處 理空間內(nèi)的壓力將變高，控制器可以將獲得的這些信息與預先設定 的數(shù)據(jù)進行比較，從而自動開啟除塵系統(tǒng)使濾芯上的灰塵脫落，當 壓力正常時除塵系統(tǒng)自動地關閉。此外，除塵刷320在驅(qū)動部件350和傳動機構380的作用下軸 向地往復運動，從而像活塞似地將貫通孔202內(nèi)壁上的固體顆粒刷 掉。并且，除塵刷320的長度約為貫通孔202長度的三分之一。實施例3作為本發(fā)明的另一種方案，其它部分與實施例l相同，不同之 處在于除塵系統(tǒng)設有用于定時開啟和關閉除塵系統(tǒng)的定時控制器(圖 未示)，以便經(jīng)過一定的時間間隔自動地開啟除塵系統(tǒng)并在工作一定 的時間后自動地關閉除塵系統(tǒng)。除塵系統(tǒng)還包括用于使除塵刷320間隔正反向旋轉(zhuǎn)的脈沖裝置 (圖未示)。驅(qū)動部件350包括三個電機，每個電機驅(qū)動一對除塵刷320。
權利要求
1、一種具有除塵刷的氣固分離裝置，包括內(nèi)部設有處理空間的裝置本體、設置于所述裝置本體一側(cè)的粗氣入口、設置于所述裝置本體另一側(cè)的氣體出口、形成于所述處理空間上部的進氣室、形成于所述處理空間下部的集塵室、以及設置在所述處理空間內(nèi)并將所述進氣室和所述集塵室分隔開的濾芯，所述濾芯開設至少一個連通所述進氣室和所述集塵室的貫通孔，所述粗氣入口與所述進氣室連通，所述濾芯的側(cè)壁封住所述氣體出口，其特征在于，所述氣固分離裝置進一步包括除塵系統(tǒng)，所述除塵系統(tǒng)包括驅(qū)動部件以及至少一個能在所述驅(qū)動部件的驅(qū)動下在對應的所述至少一個貫通孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)和/或往復運動的除塵刷。
2、如權利要求1所述的氣固分離裝置，其特征在于，所述除塵 刷包括由所述驅(qū)動部件對應驅(qū)動的刷軸以及固定在所述刷軸上的刷絲。
3、如權利要求2所述的氣固分離裝置，其特征在于，所述驅(qū)動 部件為至少一-構,
4、如權利要求1所述的氣固分離裝置，其特征在于，所述除塵刷沿所述貫通孔的軸向設置，所述除塵刷的長度大于等于所述貫通 孔的長度。
5、 如權利要求4所述的氣固分離裝置，其特征在于，所述除塵 刷為采用波浪刷絲的螺旋刷，所'述波浪刷絲與所述貫通孔的內(nèi)壁接觸。
6、 如權利要求1所述的氣固分離裝置，其特征在于，所述濾芯 開設三個或三個以上的所述貫通孔，所述除塵系統(tǒng)包括三個或三個 以上的與每個所述貫通孔相對應的除塵刷。
7、 如權利要求1 6之一所述的氣固分離裝置，其特征在于，所制所述除塵系統(tǒng)啟動或關閉的控制器。
8、 如權利要求1 6之一所述的氣固分離裝置，其特征在于，所 述除塵系統(tǒng)設有用于定時開啟和關閉所述除塵系統(tǒng)的定時控制器。
9、 如權利要求1 6之一所述的氣固分離裝置，其特征在于，所 述除塵系統(tǒng)還包括用于使所述除塵刷間隔正反向旋轉(zhuǎn)的脈沖裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有除塵刷的氣固分離裝置，其包括內(nèi)部設有處理空間的裝置本體、設置于裝置本體一側(cè)的粗氣入口、設置于裝置本體另一側(cè)的氣體出口、形成于處理空間上部的進氣室、形成于處理空間下部的集塵室、以及設置在處理空間內(nèi)并將進氣室和集塵室分隔開的濾芯，濾芯開設至少一個連通進氣室和集塵室的貫通孔，粗氣入口與進氣室連通，濾芯的側(cè)壁封住氣體出口，其中，氣固分離裝置進一步包括除塵系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)包括驅(qū)動部件以及至少一個能在驅(qū)動部件的驅(qū)動下在對應的至少一個貫通孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)和/或往復運動的除塵刷。本發(fā)明采用除塵刷有效地將附著在濾芯貫通孔內(nèi)壁上的固體顆粒刷掉，避免發(fā)生固體顆粒堵塞濾芯的現(xiàn)象，從而保證了裝置的穩(wěn)定運行。
文檔編號B01D46/42GK101537282SQ20081002689
公開日2009年9月23日 申請日期2008年3月19日 優(yōu)先權日2008年3月19日
發(fā)明者常厚春, 李祖芹, 平 陳, 革 馬 申請人:廣州迪森熱能技術股份有限公司