脈沖反吹清灰裝置及其氣體引射器、過濾裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種脈沖反吹清灰裝置及其氣體引射器、過濾裝置。所述脈沖反吹清灰裝置和過濾裝置應(yīng)用的氣體引射器包括引射器本體，所述引射器本體包括依次相互連接的入口部、頸部和拱形部，所述入口部、頸部和拱形部的縱截面上的寬度先增大后減小、高度逐漸減小，且所述氣體引射器相對于過濾裝置的濾管橫向設(shè)置。通過改進氣體引射器的形狀和其在脈沖反吹清灰裝置中的設(shè)置方式，可以使與氣體引射器對應(yīng)的濾管都得到了較均勻的反吹，改善了吹進氣體引射器的氣流分布狀況，使得濾管得到了均勻徹底地清灰。這樣一是可以降低反吹清灰壓力，減少了濾管的震動，降低了熱沖擊和疲勞斷裂的風(fēng)險；二是可以避免濾管間的粉塵層架橋，避免了濾管失效。
【專利說明】
脈沖反吹清灰裝置及其氣體引射器、過濾裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于氣固分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種過濾裝置，尤其是一種過濾裝置中的脈沖反吹清灰裝置及其氣體引射器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著空氣質(zhì)量日趨惡化，用于高溫廢氣過濾排放的濾料開發(fā)得到越來越多的關(guān)注。近年來，大量排放的高溫工業(yè)廢氣對大氣環(huán)境造成了嚴重污染，“空氣質(zhì)量”、“霧霾”、“PM2.5”等話題迅速升溫，成為全球關(guān)注的熱點問題。因此對高溫除塵技術(shù)的研發(fā)和優(yōu)化極其重要。
[0003]化工、石油、冶金、電力等行業(yè)中，常產(chǎn)生高溫含塵氣體。由于這些不同的工藝都需要回收能量和達到環(huán)保排放標準，因此需對這些高溫含塵氣體進行除塵。高溫氣體除塵是指在高溫條件下直接進行氣固分離，實現(xiàn)氣體凈化的一項技術(shù)。它可以最大程度地利用氣體的物理顯熱、化學(xué)潛熱和動力能，提高能源利用率，同時簡化工藝過程，節(jié)省設(shè)備投資。
[0004]當前最具發(fā)展?jié)摿Φ臐崈裘杭夹g(shù)中，以整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)和增壓流化床聯(lián)合循環(huán)為代表的各種燃煤發(fā)電技術(shù)，和以煤氣化為龍頭的煤化工多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)中都涉及高溫氣體的除塵問題。潔凈煤發(fā)電技術(shù)在向商業(yè)化發(fā)展過程中所遇到的一個共同難題就是高溫燃氣凈化，其目的一是保護燃氣輪機葉片和下游設(shè)備，二是使排出的煙氣符合環(huán)保標準。
[0005]高溫含塵氣體進入過濾器后，氣流中的粉塵顆粒物被攔截在過濾元件的外表面形成濾餅層，氣體通過過濾元件的多孔通道進入到后續(xù)工藝中，經(jīng)過濾后的氣體為潔凈氣體，粉塵濃度很小。隨著過濾時間的進行，過濾元件外表面的粉餅層逐漸增厚，導(dǎo)致過濾元件的壓降增大，這時需要采用反吹的方式實現(xiàn)過濾元件的性能再生。反吹氣流的方向與過濾氣流方向相反，高壓低溫反吹氣流瞬間進入到過濾元件的內(nèi)部，依靠產(chǎn)生的瞬態(tài)能量將附著于過濾元件表面的粉餅層剝離，使得過濾元件的阻力基本上恢復(fù)到最初過濾時的狀態(tài)，從而實現(xiàn)過濾元件性能的再生。
[0006]脈沖反吹清灰方式是實現(xiàn)過濾元件的性能循環(huán)再生的重要途徑，脈沖反吹清灰裝置的清灰性能決定了高溫氣體過濾器能否長期穩(wěn)定運行。
[0007]在現(xiàn)有的脈沖反吹清灰裝置中，反吹氣流需要克服過濾器的操作壓力和過濾氣流的流動阻力，反吹氣流能量不能全部作用到濾管上。并且，在共用一個引射器的情況下，反吹氣流往往集中于引射器中心的濾管，從而使得引射器中的濾管清灰不均勻不徹底。濾管清灰的不均勻不徹底會導(dǎo)致以下問題:
[0008]首先，為使引射器內(nèi)部處于邊緣位置的濾管也得到有效地清灰，在實際操作中往往需要大于過濾器操作壓力兩倍左右的反吹清灰壓力，在高溫高壓操作工況下高的反吹清灰壓力會使濾管受到很大的沖擊力，這一過程中容易造成濾管震動，反吹清灰壓力越高，濾管的震動越劇烈，這種高壓清灰操作容易造成濾管因熱沖擊疲勞而引發(fā)破損甚至斷裂。
[0009]此外，脈沖反吹時，由于高壓高速的反吹氣流會從濾管的開口端周圍引射潔凈的氣體進入濾管的內(nèi)部，這樣在開口端附近容易形成“負壓區(qū)”，負壓區(qū)的存在使得過濾管外的粉塵被卷吸到該區(qū)域的濾管表面，如果不能完全清灰，則會引發(fā)濾管間的粉塵層架橋，容易造成濾管失效。
[0010]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種過濾器的脈沖反吹清灰裝置及其氣體引射器，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種脈沖反吹清灰裝置及其氣體引射器、過濾裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)濾管的均勻徹底清灰。
[0012]為了達到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
[0013]—方面，本發(fā)明的實施例提供了一種脈沖反吹清灰裝置的氣體引射器，其包括引射器本體，所述引射器本體包括依次相互連接的入口部、頸部和拱形部，所述入口部、頸部和拱形部的縱截面上的寬度先增大后減小、高度逐漸減小。
[0014]在上述方案提供的氣體引射器中，所述拱形部的底面為懸掛濾管的管板平面、頂面為傾斜的平面或弧面。
[0015]在實際的使用中，所述引射器本體的橫截面可以為扇形，多個扇形的氣體引射器能夠拼接形成圓形的氣體引射器。
[0016]另一方面，本發(fā)明的實施例提供了一種脈沖反吹清灰裝置，包括反吹儲氣罐，所述反吹儲氣罐連接有反吹管路，所述反吹管路上設(shè)有噴嘴，所述噴嘴連接氣體引射器，所述氣體引射器包括引射器本體，所述引射器本體包括依次相互連接的入口部、頸部和拱形部，所述入口部、頸部和拱形部的縱截面上的寬度先增大后減小、高度逐漸減小，且所述氣體引射器相對于過濾裝置的濾管橫向設(shè)置。
[0017]在上述方案提供的脈沖反吹清灰裝置中，所述拱形部的底面為懸掛濾管的管板平面、頂面為傾斜的平面或弧面。
[0018]在實際的使用中，所述引射器本體的橫截面為扇形，多個扇形的氣體引射器能夠拼接形成圓形的氣體引射器。
[0019]—個脈沖反吹清灰裝置可以使用六個扇形的氣體引射器，該六個所述扇形的氣體引射器能夠拼接形成一個圓形的氣體射器。
[0020]在脈沖清灰裝置的結(jié)構(gòu)上，每個扇形的氣體引射器對應(yīng)一個噴嘴，多個所述噴嘴對應(yīng)一個反吹管路。
[0021]并且，每個扇形的氣體引射器對應(yīng)多個所述濾管。
[0022]又一方面，本發(fā)明的實施例提供了一種過濾裝置，包括管板，所述管板將所述過濾裝置的空間分隔為潔凈氣體腔室和含塵氣體腔室，在含塵氣體腔室側(cè)的所述管板上設(shè)有濾管，在潔凈氣體腔室側(cè)的所述管板上設(shè)有如上述任一項技術(shù)方案所述的脈沖反吹清灰裝置。
[0023]綜上所述，本發(fā)明的各項技術(shù)方案都使用了新型的氣體引射器，該引射器包括入口部、頸部和拱形部，所述入口部、頸部和拱形部的縱截面上的寬度先增大后減小、高度逐漸減小，且在將該氣體引射器使用在脈沖反吹清灰裝置和過濾裝置的過程中，氣體引射器相對于過濾裝置的濾管橫向設(shè)置，即氣體引射器的底面即為過濾裝置的管板。這樣，一方面，從入口部到頸部，氣體引射器的縱截面由大變小，氣體流過時在縱截面減小的頸部形成比入口部壓力低的低壓區(qū)，這有利于提高進氣速率和進氣量;另一方面，氣體引射器的拱形部起到儲氣罐的作用，可以緩沖高壓反吹氣體，反射到拱形部壁面上的氣流可以自上而下地吹進濾管。通過改進氣體引射器的形狀和其在脈沖反吹清灰裝置中的設(shè)置方式，可以使反吹氣流不再集中于中心位置，而是使與氣體引射器對應(yīng)的濾管都得到了較均勻的反吹，改善了吹進氣體引射器的氣流分布狀況，減少了擴散損失，提高了氣體引射器的傳能效率，使得濾管得到了均勻徹底地清灰。這樣一是可以降低反吹清灰壓力，減少了濾管的震動，降低了熱沖擊和疲勞斷裂的風(fēng)險;二是可以避免濾管間的粉塵層架橋，避免了濾管失效。
【附圖說明】
[0024]圖1a和Ib為本發(fā)明實施例提供的氣體引射器結(jié)構(gòu)的正視示意圖和俯視示意圖；
[0025]圖2為帶有圖1a和Ib所示的氣體引射器的過濾裝置及其脈沖反吹清灰裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為圖2所示的管板上濾管的分布示意圖。
【具體實施方式】
[0027]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚地理解，現(xiàn)在對照附圖詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0028]圖1a和Ib為本發(fā)明實施例提供的一種脈沖反吹清灰裝置的氣體引射器。該氣體引射器包括引射器本體，所述引射器本體包括依次相互連接的入口部101、頸部102和拱形部103，其中入口部101、頸部102和拱形部103的縱截面上的寬度(圖1b所示的豎直方向為氣體引射器的寬度方向)先增大后減小、高度(圖1a所示的豎直方向為氣體引射器的高度方向)逐漸減小。
[0029]這樣，從入口部101到頸部102，氣體引射器的縱截面由大變小，氣體流過時在縱截面減小的頸部102形成比入口部101壓力低的低壓區(qū)，這有利于提高進氣速率和進氣量。在將氣體引射器橫向設(shè)置作為過濾裝置的管板后，其拱形部103起到儲氣罐的作用，可以緩沖反吹氣體，反射到拱形部壁面上的氣流可以自上而下地吹進濾管。通過改進氣體引射器的形狀和其在脈沖反吹清灰裝置中的設(shè)置方式，可以使反吹氣流不再集中于中心位置，而是使與氣體引射器對應(yīng)的濾管都得到了較均勻的反吹，改善了吹進氣體引射器的氣流分布狀況，減少了擴散損失，提高了氣體引射器的傳能效率，使得濾管得到了均勻徹底地清灰。這樣一是可以降低反吹清灰壓力，減少了濾管的震動，降低了熱沖擊和疲勞斷裂的風(fēng)險;二是可以避免濾管間的粉塵層架橋，避免了濾管失效。
[0030]在上述實施例提供的氣體引射器中，所述拱形部103的底面為懸掛濾管的管板平面、頂面為傾斜的平面或弧面。在該氣體引射器中:與噴嘴對應(yīng)的入口部101形成氣體收縮段，用于引射周圍的氣體形成“二次射流”；頸部102形成氣體混合段，能夠更好地混合噴嘴噴出的“一次射流”和氣體引射器引射的“二次射流”；拱形部103形成氣體減速增壓的擴壓段。拱形部103的上壁面(即頂面，形狀為平面或弧面)與過濾裝置的管板之間構(gòu)成一個夾角，使得在擴壓段處，引射器內(nèi)部的氣體流動空間逐漸減小，氣體壓力逐漸增大。這樣形成的高壓氣體能夠均勻有效地對管板上的濾管進行清灰。
[0031]在實際的使用中，為了安裝設(shè)置地方便，以及從反吹清灰的效果出發(fā)，優(yōu)選將引射器本體的縱截面設(shè)置為扇形，該多個扇形的氣體引射器就能夠拼接形成圓形的氣體引射器。關(guān)于扇形的氣體引射器的數(shù)量，可以根據(jù)實際情況具體選擇。
[0032]本發(fā)明還提供了一種過濾裝置及其脈沖反吹清灰裝置的實施例。如圖2所示，本發(fā)明的過濾裝置包括管板3，管板3將過濾裝置密封分隔為上部的潔凈氣體腔室和下部的含塵氣體腔室，含塵氣體腔室中設(shè)有氣體入口 I，潔凈氣體腔室中設(shè)有氣體出口 5。如圖3所示，管板3按扇形劃分為六個區(qū)域，但并不局限于六個，在其他的實施方式中，其數(shù)量可以根據(jù)需要進行設(shè)置，如五個、八個等，每個扇形區(qū)域上均設(shè)有濾管2，濾管2可以為陶瓷濾管或多孔燒結(jié)金屬濾管，濾管2位于含塵氣體腔室中，其底部設(shè)有灰斗。脈沖反吹清灰裝置設(shè)置在過濾裝置的頂部，即位于管板3上方的潔凈氣體腔室中。
[0033]脈沖反吹清灰裝置包括反吹儲氣罐8、豎向設(shè)置的反吹管路7和氣體引射器4。對應(yīng)于管板3上的六個扇形區(qū)域，在管板3上橫向設(shè)置(橫向設(shè)置，相對于濾管2的縱向設(shè)置而言，即圖2中所示的水平設(shè)置)了六個扇形的氣體引射器4，多個濾管2共用一個氣體引射器4，對應(yīng)每個氣體引射器4，連接反吹儲氣罐8的反吹管路7在管板3的上方分流成六個噴嘴，每個噴嘴設(shè)置在氣體引射器4的入口部，且每個噴嘴上均設(shè)置有一個對應(yīng)的脈沖反吹閥6。
[0034]含塵氣體由過濾裝置的氣體入口I進入到含塵氣體腔室中，在氣體推動力的作用下到達濾管2，氣流中的粉塵顆粒物被攔截在濾管2的外表面并形成粉餅層，氣體通過濾管2的多孔通道過濾后進入潔凈氣體腔室，經(jīng)氣體出口 5排出進入后續(xù)工藝。隨著過濾操作的進行，濾管2外表面的粉餅層逐漸增厚，導(dǎo)致過濾裝置的壓降增大，這時需要采用脈沖反吹的方式實現(xiàn)濾管性能的再生。脈沖反吹清灰時，處于常閉狀態(tài)的脈沖反吹閥6開啟，脈沖反吹閥6開閉的時間很短，屬于瞬態(tài)過程，反吹儲氣罐8中的高壓氮氣或潔凈合成氣體瞬間進入反吹管路7中，然后通過橫向設(shè)置的氣體引射器4，在氣體引射器4的引射作用下，從潔凈氣體腔室引入大量的潔凈氣體一同進入氣體引射器4的內(nèi)部，反吹氣體穿過濾管2的內(nèi)壁，利用瞬態(tài)的能量將濾管2外表面的粉塵層剝落，使得濾管2的阻力基本上恢復(fù)到初始狀態(tài)，從而實現(xiàn)了濾管性能的再生。剝離的粉塵落入灰斗中，定期移除。
[0035]在本實施例中，脈沖反吹清灰裝置使用了新型的氣體引射器4，該引射器4包括入口部101、頸部102和拱形部103，所述入口部101、頸部102和拱形部103的縱截面上的寬度先增大后減小、高度逐漸減小，且在將該氣體引射器4使用在脈沖反吹清灰裝置和過濾裝置的過程中，氣體引射器4相對于濾管2橫向設(shè)置，即氣體引射器的底面成為過濾裝置的管板。這樣，一方面，從入口部101到頸部102，氣體引射器4的縱截面由大變小，氣體流過時在縱截面減小的頸部102形成比入口部101壓力低的低壓區(qū)，這有利于提高進氣速率和進氣量;另一方面，氣體引射器4的拱形部103起到儲氣罐的作用，可以緩沖反吹氣體，反射到拱形部壁面上的氣流可以自上而下地吹進濾管2。通過改進氣體引射器4的形狀和其在脈沖反吹清灰裝置中的設(shè)置方式，可以使反吹氣流不再集中于中心位置，而是使與氣體引射器4對應(yīng)的濾管2都得到了較均勻的反吹，改善了吹進氣體引射器的氣流分布狀況，減少了擴散損失，提高了氣體引射器的傳能效率，使得濾管得到了均勻徹底地清灰。這樣一是可以降低反吹清灰壓力，減少了濾管的震動，降低了熱沖擊和疲勞斷裂的風(fēng)險;二是可以避免濾管間的粉塵層架橋，避免了濾管失效。
[0036]綜合而言，本發(fā)明提供的各實施例具有以下有益效果:
[0037](I)從入口部101到頸部102，氣體引射器4的縱截面由大變到小，氣體流過時在氣體引射器橫截面減小的頸部102處形成比入口部101壓力低的低壓區(qū)，這有利于提高進入氣體引射器4的進氣速率和進氣量。氣體引射器4的拱形部103可以起到儲氣罐的作用，改善了反吹氣流進入氣體引射器4時的氣流分布狀況，減少了擴散損失，克服了脈沖反吹時的不均勾性。進而可以提尚引射效率(引射效率=引射周圍氣體質(zhì)量/嗔嘴嗔吹的氣體質(zhì)量)，提尚反吹氣體總量(反吹氣體總量=引射周圍氣體質(zhì)量+噴嘴噴吹的氣體質(zhì)量)，由于反吹清灰氣體為高壓低溫氣體，容易對高溫濾管形成熱應(yīng)力沖擊，引射周圍的高溫氣體可以提高反吹氣體的溫度，降低低溫反吹氣體對濾管的熱應(yīng)力沖擊。且引射器內(nèi)反吹氣體壓力均勻分布，徹底均勻地清除了濾管表面的濾餅，有效地恢復(fù)了濾管的壓降，減少了濾餅架橋。
[0038](2)劃分扇形區(qū)域，且使每個氣體引射器4對應(yīng)多個濾管2，有利于增大氣體引射器4影響的反吹面積，使反吹效果均勻，有利于工業(yè)上的應(yīng)用。對于豎向布置的引射器4而言，每個引射器4在管板3上的投影均為圓形，由于圓形和圓形排列時不能實現(xiàn)無縫隙的連接，因此會導(dǎo)致部分濾管不能被引射器4所覆蓋。而本發(fā)明的氣體引射器的結(jié)構(gòu)和布置方式，可以在過濾裝置的管板3上布置盡可能多地濾管。
[0039](3)每個氣體引射器4對應(yīng)一個噴嘴，多個所述噴嘴對應(yīng)一個反吹管路7，簡化了脈沖反吹清灰裝置的結(jié)構(gòu)。
[0040]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種脈沖反吹清灰裝置的氣體引射器，其特征在于，包括引射器本體，所述引射器本體包括依次相互連接的入口部、頸部和拱形部，所述入口部、頸部和拱形部的縱截面上的寬度先增大后減小、高度逐漸減小。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖反吹清灰裝置的氣體引射器，其特征在于，所述拱形部的底面為懸掛濾管的管板平面、頂面為傾斜的平面或弧面。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脈沖反吹清灰裝置的氣體引射器，其特征在于，所述引射器本體的橫截面為扇形，多個扇形的氣體引射器能夠拼接形成圓形的氣體引射器。4.一種脈沖反吹清灰裝置，包括反吹儲氣罐，所述反吹儲氣罐連接有反吹管路，所述反吹管路上設(shè)有噴嘴，所述噴嘴連接氣體引射器，其特征在于，所述氣體引射器包括引射器本體，所述引射器本體包括依次相互連接的入口部、頸部和拱形部，所述入口部、頸部和拱形部的縱截面上的寬度先增大后減小、高度逐漸減小，且所述氣體引射器相對于過濾裝置的濾管橫向設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脈沖反吹清灰裝置，其特征在于，所述拱形部的底面為懸掛濾管的管板平面、頂面為傾斜的平面或弧面。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的脈沖反吹清灰裝置，其特征在于，所述引射器本體的橫截面為扇形，多個扇形的氣體引射器能夠拼接形成圓形的氣體引射器。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脈沖反吹清灰裝置，其特征在于，六個所述扇形的氣體引射器能夠拼接形成一個圓形的氣體引射器。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脈沖反吹清灰裝置，其特征在于，每個扇形的氣體引射器對應(yīng)一個噴嘴，多個所述噴嘴對應(yīng)一個反吹管路。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的脈沖反吹清灰裝置，其特征在于，每個扇形的氣體引射器對應(yīng)多個所述濾管。10.—種過濾裝置，包括管板，所述管板將所述過濾裝置的空間分隔為潔凈氣體腔室和含塵氣體腔室，在含塵氣體腔室側(cè)的所述管板上設(shè)有濾管，其特征在于，在潔凈氣體腔室側(cè)的所述管板上設(shè)有如權(quán)利要求4-9任一項所述的脈沖反吹清灰裝置。
【文檔編號】B01D46/42GK105833623SQ201610223587
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月5日
【發(fā)明人】李海霞, 白雪, 王發(fā)輝, 張明軍, 朱崎峰, 李賓
【申請人】河南理工大學(xué)