多管式高温电磁浮动床除尘器-发明专利
发布时间：2017-10-20专利名称：多管式高温电磁浮动床除尘器
专利申请号：CN201410722513.3
专利申请类型：发明专利申请
专利申请（专利权）人：内蒙古科技大学
地址：内蒙古自治区包头市昆区阿尔丁大街7号
专利发明人：赫文秀;王亚雄;孙雪姣;兰大为
专利申请代理机构：北京爱普纳杰专利代理事务所
专利摘要：本发明一种多管式高温电磁浮动床除尘器，其目的在于提供一种适用于高温、高压、高腐蚀场合下烟气除尘的除尘器，本发明所述除尘器包括除尘器主体，所述除尘器主体包括上、中、下三段筒体，所述中部筒体内部设有多管式浮动床层，外部设有电磁线圈，所述电磁线圈连接直流电源，所述多管式浮动床层管内填充有磁性颗粒，所述下部筒体侧壁设有进气口，底部设有滤料再生槽，所述下部筒体与所述滤料再生槽之间设有自动闸阀板，所述滤料再生槽底部设有废浆出口，所述滤料再生槽侧壁连接有螺旋输送器，所述螺旋输送器另一端连接有机械提斗，所述机械提斗连接有颗粒分布器，所述颗粒分布器位于所述上部筒体内；所述上部筒体侧壁连接有出气口。
专利说明书
技术领域
本发明涉及节能环保领域，特别是涉及一种多管式高温电磁浮动床除尘器，用于高温工业气体除尘。
背景技术
在化工、石油、冶炼、电力及其它行业中，常产生高温烟气。如石化和化工工业的高温反应气体，冶金工业高炉与转炉高温煤气，玻璃工业的高温尾气，锅炉、焚烧炉的高温废气等。特别是我国重工业所需能源主要以煤炭为主，而煤炭燃烧后产生的高温含尘废气是主要的大气污染物。近年来，我国对环保要求日趋严格，为了控制烟尘类颗粒物在大气中的含量，实现“节能减排”，在电力、化工、材料、冶金等以煤炭为主要能源的行业中实现高温烟气净化技术已成为一项重要的攻关课题。
高温工业气体含有大量物理显热、化学潜热、动力能以及可利用的物质，如固体催化剂，它的合理利用有着巨大的经济价值。因此，高温气体的净化除尘是实现高温气体资源合理利用所必不可少的关键技术，同时也是一项先进的环保技术。与常规烟气相比，高温条件下，由于废气黏滞力有较大变化，湿度大幅下降，细颗粒凝聚现象大为降低，所以对微粒的分离有较高难度。目前应用最广泛的是静电除尘器和袋式除尘器。静电除尘器虽然具有除尘效率高，压力损失小的优点，但是其应用范围受到粉尘比电阻的限制，高温下除尘效率严重下降，目前的研究显示静电除尘器能处理气体的最高温度在450℃左右，难以适应高温烟气的除尘要求。同时各种形式的静电除尘设备对粒径在0.1～10μm范围中的微细粉尘去除效率普遍不理想，除尘效率通常在80％以下。袋式除尘器虽然对细微粉尘的处理能达到较为理想的效果，但是滤袋的寿命严重制约着袋式除尘器的发展。高温条件下，布袋更易出现破裂，导致排灰浓度迅速升高，除尘效率下降。
目前，我国高温含尘废气的处理方法大多是通过水冷凝，将高温废气降至200℃左右，再用布袋除尘器除尘，气体从高温状态降到低温状态，损失了大部分显热，为了利用这部分显热，不得不采用复杂的系统装置，这不仅增加了冷凝设备的投资和运行费用，也使大量的热能流失。高温干法净化系统，不仅可以最大程度地利用气体的物理显热和化学潜热、提高能源利用率，同时也简化了工艺过程，降低工艺设备投资，避免了对烟气进行冷却处理以及湿法除尘技术所带来的二次水污染。
在国内，大多数行业对烟气的净化技术在实际应用中都存在一些问题，如袋式收尘器不能在250℃以上温度使用；湿式除尘使其热能不能得到综合利用；静电除尘器占地多，投资成本高,还有对粉尘的比电阻和气体成分等性质的敏感性及电级的腐蚀等问题。同时，在高温、高压条件下，电除尘器、筛网和挡板过滤器等都不能满足加压硫化床燃烧(PFBC)和煤气化联合循环发电(IGCC)的要求，解决制约PFBC和IGCC发展的关键技术是高温干法气体净化技术。
针对我国在高温尾气或工艺气体除尘存在的诸多问题，这里提出了一种除尘的新思路,这就是利用外加磁场的作用使微米级的磁性粉体材料悬浮于塔体中形成多孔浮动床层，过滤通过的气体中的尘粒，得到分离的作用，即电磁除尘。本项目发明的多管式高温电磁浮动床除尘装置，滤料廉价易得，具有抗腐蚀、耐高温等优点。多管式除尘装置具有气流通道阻力一致，进气口气流分布均匀，减小流窜返混的优点。设备结构简单灵活，能直接用于高温除尘。
目前净化高温烟气的手段有旋风分离器、湿法喷淋除尘、电除尘器和耐高温多孔过滤材料等。旋风分离器只能除去烟气中较粗的粉尘颗粒，而湿法喷淋除尘和电除尘的除尘效率也不高，其净化气体的残留颗粒浓度分别为100mg/m3和10mg/m3，而且都需要消耗大量的水，高温烟气的显热也得不到利用。耐高温多孔过滤材料的除尘效率高，其净化气体的残留颗粒浓度可以低至1mg/m3，过滤精度可以达到亚微米水平，特别适合对高温气体中PM2.5颗粒的过滤，并且不消耗水，但目前的研究工作是提高颗粒床对微细粉尘的过滤除尘效率，改善其清灰再生技术，延长使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种兼有颗粒床与流化床的优点，既能增进气固两相之间的接触，又便于颗粒更新，具有流通截面大，床层压降小，适合连续运行等特点，适用于高温、高压、高腐蚀场合下烟气除尘的多管式高温电磁浮动床除尘器。
为达上述目的，本发明一种多管式高温电磁浮动床除尘器，所述除尘器包括除尘器主体，所述除尘器主体包括上、中、下三段筒体，所述中部筒体内部设有多管式浮动床层，外部设有电磁线圈，所述电磁线圈连接直流电源，所述多管式浮动床层管内填充有磁性颗粒，所述下部筒体侧壁设有进气口，底部设有滤料再生槽，所述下部筒体与所述滤料再生槽之间设有自动闸阀板，所述滤料再生槽底部设有废浆出口，所述滤料再生槽侧壁连接有螺旋输送器，所述螺旋输送器另一端连接有机械提斗，所述机械提斗连接有颗粒分布器，所述颗粒分布器位于所述上部筒体内；所述上部筒体侧壁连接有出气口。
其中所述下部筒体进气口异径三通连接有发尘器和鼓风机。
其中所述颗粒分布器正对所述多管式浮动床层的管口。
其中所述多管式浮动床层内管子为圆管，为17根。
其中所述上部筒体、所述下部筒体和所述下部筒体依次通过法兰连接。
其中所述上部筒体的出气口端部连接有引风机。
其中所述出气口与所述引风机之间设有依次连接有微差压差计和流量调节阀。
其中所述流量调节阀与所述引风机之间设有粉尘检测器。
其中所述机械提斗连与所述颗粒分布器安装角度为45-60度。
其中所述磁性颗粒高度为4mm。
本发明多管式高温电磁浮动床除尘器与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果：
(1)通过调节电流控制磁场强度，改变磁性颗粒床层的空隙率，形成可调的浮动床层，调节范围宽，能实现连续过滤除尘；
(2)由于外加磁场的作用，床层内磁性颗粒呈有序排列，增大了床层的空隙率，提高了单位面积的气体通过能力；
(3)由于传统的固定床除尘器不适宜连续运行，一旦颗粒周围布满粉尘，就不能继续捕集，需要切换、清洗。而流化床除尘器的一个最大缺陷是床层内的气泡为粉尘提供了通道，使粉尘避开了颗粒对其的捕集，故捕集分离效率大大下降。本发明的多管式高温电磁浮动床除尘器是一种介于颗粒床除尘器(固定床除尘器)和流化床除尘器的新型除尘装置，气固相接触好、除尘效率高、无气体短路、滤料更新方便；
(4)磁性滤料廉价易得，具有耐高温、耐腐蚀等优点，设备结构简单，解决了高温脱除粉尘的难题；
(5)多管式高温电磁浮动床除尘器中磁性颗粒沿磁感线均匀排布，均匀的孔隙度使床层内部不易出现沟留和短路，从而提高除尘效率；
(6)采取了对颗粒层施加外电场的方法来提高细微尘粒的除尘效率，兼顾了除尘效率与过滤压降，实现了过滤、清灰的一体化，易于大型化，适合高温高压气体除尘；
(7)由于采用干法除尘，不但节约水源，避免二次污染，而且过滤后的干净气体可以回收热量，节约能源。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
来源：纳杰微信公众号（najieip）
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