阅读说明：本技术 用于高温壁流式陶瓷膜除尘装备的高压脉冲缓释反吹结构 (High-pressure pulse slow-release back-blowing structure for high-temperature wall-flow ceramic membrane dust removal equipment ) 是由 吴汉阳 程家太 刘斌 于 2019-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了用于高温壁流式陶瓷膜除尘装备的高压脉冲缓释反吹结构,它包括高压储气包、脉冲反吹阀、高压空气输出管、缓释布风板、排烟汇总盒,高压储气包连接高压空气输出管,脉冲反吹阀设在高压空气输出管上,高压空气输出管伸入到分腔体内并位于陶瓷膜滤芯的上方,高压空气输出管的高压空气出口的开口方向垂直朝上,高压空气出口上端对应位置的箱体上相对设有缓释布风板,排烟汇总盒设在分腔体之间,排烟汇总盒上端对应每个分腔体位置设有排烟口,排烟口上端对应位置的箱体上设有排烟升降阀,排烟升降阀连接有排烟阀板。本发明避免了高压脉冲风直接对滤芯的破坏以及低压反吹工作效率低的问题,延长了使用寿命,降低了使用成本。(The invention discloses a high-pressure pulse slow-release back-blowing structure for high-temperature wall-flow ceramic membrane dust removal equipment, which comprises a high-pressure gas storage bag, a pulse back-blowing valve, a high-pressure air output pipe, a slow-release air distribution plate and a smoke exhaust gathering box, wherein the high-pressure gas storage bag is connected with the high-pressure air output pipe, the pulse back-blowing valve is arranged on the high-pressure air output pipe, the high-pressure air output pipe extends into a sub-cavity and is positioned above a ceramic membrane filter element, the opening direction of a high-pressure air outlet of the high-pressure air output pipe is vertically upward, the slow-release air distribution plate is oppositely arranged on a box body at the corresponding position of the upper end of the high-pressure air outlet, the smoke exhaust gathering box is arranged between the sub-cavities, a smoke exhaust port is arranged at the upper end of the. The invention avoids the problems of direct damage of high-pressure pulse air to the filter element and low working efficiency of low-pressure back blowing, prolongs the service life and reduces the use cost.)

用于高温壁流式陶瓷膜除尘装备的高压脉冲缓释反吹结构

技术领域

本发明涉及高温含尘废气过滤技术领域，特别涉及一种用于高温壁流式陶瓷膜除尘设备的高压脉冲缓释反吹结构。

背景技术

当前在含粉尘高温废气处理方法中，由于高温壁流式陶瓷膜滤芯过滤精度高（PM2.5以下拦截率达98%以上）、过滤面积与过滤体体比大（＞300）、过滤壁薄风阻小（过滤壁层厚仅1.2mm，过滤风阻小于500pa）、过滤功耗低、耐温度高（可用于900℃以下工况环境）等优点，将其用作为过滤源的应用案例越来越多。但是由于高温壁流式陶瓷膜滤芯是陶瓷材质，属脆性材质，过滤壁层薄，在高压反吹再生时，受高压空气的高速冲击下，高温壁流式陶瓷膜滤芯很容易断裂和堵头脱落。根据前期应用案例中的情况，采用0.3Mpa的高压风反吹再生，连续使用了一个月时间，高温壁流式陶瓷膜滤芯就出现了断裂和堵头脱落现象，造成除尘器无法正常使用。而使用压风机输出的低风压（＜2500pa）进行反吹再生时，作用到滤芯上的压力＜1200pa，再生效果良好，高温壁流式陶瓷膜滤芯使用了一年多时间仍然完好，除尘器运行正常。

从上述案例情况分析，只需作用在高温壁流式陶瓷膜上的反吹再生风源压力控制在一定的低压风（＜2500pa）状态下，高温壁流式陶瓷膜滤芯就能很好的发挥其高精度、低功耗的过滤作用。采用压风机风源作为反吹再生风源时，因其风压低，输风管道较大，配套控制阀门也相应增大，开启和关闭均无法快速切换，造成效率降低，反吹时间无法达到0.5秒以内，造成反吹风量增大，给抽烟风机无形中增加了负荷，增加了含尘废气的处理成本。最佳的反吹风源就是采用高压空气，压力高，控制阀门采用脉冲反吹阀，可以快速进行开关切换，切换时间可以控制在0.5秒以内，不会造成较大的过剩风量，从而不会对抽烟风机增加额外负荷。但是高压空气反吹风源如果直接作用到高温壁流式陶瓷膜滤芯上，高速高压气流又会对过滤体造成损坏。

发明内容

针对上述现有技术在含粉尘高温废气处理方面采用高压直接反吹或者低压反吹模式所带来的问题，本发明提供了一种用于高温壁流式陶瓷膜除尘装备的高压脉冲缓释反吹结构，有效的解决了高压空气对高温壁流式陶瓷膜滤芯进行反吹再生时，对高温壁流式陶瓷膜滤芯造成的损坏，该结构经过一年多连续使用，采用0.4Mpa的高压空气对高温壁流式陶瓷膜滤芯进行再生反吹，陶瓷膜滤芯仍然完好无损。

本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是：用于高温壁流式陶瓷膜除尘装备的高压脉冲缓释反吹结构，它包括高压储气包、脉冲反吹阀、高压空气输出管、缓释布风板、排烟汇总盒，所述高压储气包连接高压空气输出管，脉冲反吹阀设置在高压空气输出管上，所述高压空气输出管伸入到每一个分腔体内并位于陶瓷膜滤芯的上方，高压空气输出管的高压空气出口的开口方向垂直朝上，高压空气出口上端对应位置的箱体上相对设置有缓释布风板，所述排烟汇总盒设置在高温壁流式陶瓷膜除尘装备中的分腔体之间，排烟汇总盒上端对应每个分腔***置设置有排烟口，排烟口上端对应位置的箱体上设置有排烟升降阀，排烟升降阀连接有排烟阀板。

进一步地，所述缓释布风板的截面为方形或弧形。

如果过滤与再生同时进行，采用高压脉冲缓释原理对高温壁流式陶瓷膜除尘装备进行反吹再生，因为作用到陶瓷膜过滤体上的高压风＜1200pa，反吹的高压风经缓释布风板缓释后会被抽烟风机直接抽走，无法作用到过滤体上，因而无法对过滤体进行反吹再生，还会增加抽烟风机的负荷，因此必须须采用离线再生方式。

离线再生方式就是将高温壁流式陶瓷膜除尘装备上箱体（滤后出风端）分隔成两个以上独立的分腔体，在一个分腔体进行反吹再生时，另外的分腔仍然在进行过滤除尘工作，不影响除尘系统的稳定运行。每个腔体侧面上分别设置有排烟管和高压空气输出管，所有高压空气输出管通过脉冲反吹阀与高压储气包相连，腔体内的高压空气输出管输出的高压反吹风通过缓冲板的作用，将反吹风降压后均匀释放到单个腔体内每个陶瓷膜过滤芯，达到低压再生之目的。高压储气包压缩空气来源至空压机或工厂高压空气系统管道。所有排烟口均安装排烟升降阀，再与排烟汇总盒相连，排烟汇总盒与抽风机相连。

本发明的技术效果：与现有技术相比，1、在进行反吹再生工作时，腔体形成一个相对密闭的空间，当高压风通过脉冲反吹阀进入单个腔体后，高压风直接作用到对应位置的缓释布风板上，缓释布风板的位置和形状能够将高压风进行均匀扩散，腔体内空气体积膨胀，同时分腔体底部的压力快速均匀上升，作用到过滤体的压力基本一致，从而对分腔体内每个过滤芯体同时进行反吹再生，避免了高压脉冲风直接对过滤芯体的破坏以及低压反吹工作效率低的问题，延长了过滤芯体的使用寿命，从而降低了用户的使用成本；2、采用了脉冲反吹阀，因为脉冲反吹阀与蝶阀相比，价格更便宜，控制理简单，只需与工厂气源连接就能满足要求，无需另外配置反吹风机和反吹风管，可以降低设备的制造成本。

附图说明

图1是本发明的安装位置主视结构示意图，

图2是图1的A-A向剖视结构示意图，

图3是图1的B-B向剖视结构示意图，

图4是本发明所述的过滤及高压缓释反吹工作原理图，

图5是分腔体以及缓释布风板横剖结构图，

图6是分腔体以及缓释布风板纵剖结构图，

图7是缓释布风板具体的一种结构示意图。

在图中，1、立柱 2、观察人工孔 3、下锥体 4、高压储气包 5、脉冲反吹阀 6、高压空气输出管 7、高压空气出口 8、缓释布风板 9、左分腔体 10、排烟升降阀 11、排烟阀板12、分腔体隔板 13、排烟口 14、顶盖 15、右分腔体 16、陶瓷膜滤芯 17、滤芯固定花板 18、排烟汇总盒 19、高温含尘烟气进管 20、卸灰振动器 21、立柱基础 22、卸灰阀 23、总排烟口 24、箱体 25、缓释布风板安装螺栓。

具体实施方式

在图1、图2、图3图4可以看出，所述用于高温壁流式陶瓷膜除尘装备的高压脉冲缓释反吹结构安装在高温壁流式陶瓷膜除尘装备中，所述高温壁流式陶瓷膜除尘装备主要包括箱体24、顶盖14以及伸入到箱体内的高温含尘烟气进管19，箱体通过立柱1支撑，立柱通过立柱基础21固定，所述箱体上端内用分腔体隔板12分成若干个分腔体（如图1中的左分腔体9和右分腔体15等），每个腔体内设置有若干通过滤芯固定花板17固定的陶瓷膜滤芯16（或过滤体），箱体下端连接有下锥体3，下锥体上设置有观察人工孔2、卸灰振动器20、卸灰阀22。

用于高温壁流式陶瓷膜除尘装备的高压脉冲缓释反吹结构包括高压储气包4、脉冲反吹阀5、高压空气输出管6、缓释布风板8、排烟汇总盒18，所述高压储气包4连接高压空气输出管6，脉冲反吹阀5设置在高压空气输出管6上，所述高压空气输出管6伸入到每一个分腔体内并位于陶瓷膜滤芯16的上方，高压空气输出管6的高压空气出口7的开口方向垂直朝上，高压空气出口6上端对应位置的箱体24上相对设置有缓释布风板8，缓释布风板的横截面为方形或弧形等，所述排烟汇总盒18设置在分腔体之间，排烟汇总盒的总排烟口23外接抽风机，排烟汇总盒18上端对应每个分腔***置设置有排烟口13，排烟口13上端对应位置的箱体24上设置有排烟升降阀10，排烟升降阀10连接有排烟阀板11。

在图5、图6中可以看出，在每个分腔体中如果排烟升降阀的排烟阀板关闭后，分腔体就形成一个独立的密闭空间，当高压反吹风源进入分腔体后，只有陶瓷膜滤芯是唯一的卸压点，从而可达到反吹再生目的。由于陶瓷膜滤芯属陶瓷产品，具有过滤壁层薄、孔隙率大、过风性能好及背压低等优点，但是抗高压冲击力比较差，在高压冲击情况下，容易引发高温壁流式陶瓷膜两端的封堵头受损和陶瓷膜滤芯的断裂情况发生。为解决这一问题，高压脉冲风源必须经过缓冲释放后再作用到陶瓷膜滤芯上。分腔体除底部为陶瓷膜滤芯与滤芯固定花板外（陶瓷膜滤芯与滤芯固定花板组成过滤），其他五个面均为刚性材料（钢板），当高压脉冲风源直对底部输出时，高压风对陶瓷膜滤芯会产生正面冲击，滤芯受损概率最大；当高压脉冲风源对向周边四个面输出时，高压风碰向壁面，会有一半的高压风沿壁面下行，快速作用到陶瓷膜滤芯上，也会对陶瓷膜滤芯会产生一定的冲击；唯有当高压脉冲风源朝向顶端输出时，高压风与顶部接触后，迅速分散，顶部高压空气下行，使分腔体底部压力逐步上升，从而达到对陶瓷膜滤芯进行反吹再生工作，而这时作用到滤芯上的压力是经过顶部缓冲释放后，压力降幅很大（经过试验测试，0.4Mpa的高压脉冲风经顶部缓冲后，作用到底部滤芯表面的风压＜1200pa），不足以对陶瓷膜滤芯造成损坏。但顶部为便于对陶瓷膜滤芯安装和更换，必须有顶盖，顶盖是由顶盖本体、压紧螺栓与弹性密封材料构成，当高压脉冲风长期对顶盖冲击时，会影响顶盖的密封性。针对这一现象，在高压脉冲风出口与顶盖之间增设一道缓冲释放板，第一解决高压脉冲风对顶盖的直接影响，第二起到对高压脉冲风的缓冲释放作用。缓释布风板采用螺栓与分腔体对接安装，组装与拆卸方便。缓释布风板采用Q235或304不锈钢板材料，钢板厚度根据分腔体的尺寸不同而有差异，但必须保证缓释布风板在高压脉冲风的冲击下仍具有刚性，可在其顶部设加强筋并由缓释布风板安装螺栓25固定。

本发明整体系统是除尘和再生可同时在不同的分腔体中在线运行，单个箱体为离线再生模式，其工作过程是：

1、启动前检查工作，所有阀门开关正常，风机开关及运行正常；

2、关闭所有脉冲反吹阀，开启与第二、三、四分腔体一侧相连的2#、3#、4#排烟升降阀，再开启与排烟汇总盒相连的的抽风机，频率调至满足排烟要求。第二、三、四分腔体内的陶瓷膜滤芯对烟气进行过滤（如图4右半部所示），高温含尘烟气从高温含尘烟气进管向上进入分腔体内（如图4右半部箭头方向），经过陶瓷膜滤芯过滤后成为洁净空气并从排烟口进入到排烟汇总盒内接抽风机排出；

3、当抽风机频率上升至一定值时，说明陶瓷膜滤芯上已拦截一定量的粉尘，需反吹再生处理；

4、打开1#排烟升降阀，第一腔体进行烟气过滤，同时关闭2#排烟升降阀，打开2#脉冲反吹阀，第二分腔体内的陶瓷膜滤芯进行反吹再生（如图4左半部所示），由于排烟升降阀关闭，排烟阀板密封了排烟口，分腔体形成一个相对密闭的空间，当高压储气包内的高压风（0.4Mpa）通过脉冲反吹阀进入分腔体后，由于高压空气出口的开口朝上，高压风直接作用到缓释布风板上，将高压风进行均匀扩散，腔体内空气体积膨胀，同时分腔体底部的压力快速均匀上升，作用到陶瓷膜滤芯的压力基本一致，从而对分腔体内每个陶瓷膜滤芯同时进行反吹再生；

5、第二分腔体的陶瓷膜滤芯反吹再生结束，2#脉冲反吹阀已自动关闭，开启2#排烟升降阀，同时关阀3#排烟升降阀，开启3#脉冲反吹阀，对第三分腔体内的陶瓷膜滤芯进行反吹再生处理 ；

6、第三分腔体内陶瓷膜滤芯再生结束，3#反吹阀已自动关闭，开启3#排烟升降阀，同时关阀4#排烟升降阀，开启4#脉冲反吹阀，对第四分腔体内的陶瓷膜滤芯进行反吹再生处理；

7、第四分腔体内陶瓷膜滤芯再反吹生结束，4#反吹阀已自动关闭，开启4#排烟升降阀，同时关阀1#排烟升降阀，开启1#脉冲反吹阀，对第一分腔体内的陶瓷膜滤芯进行反吹再生处理，

8、第一分腔体反吹再生处理完毕， 1#脉冲反吹阀已自动关闭，排烟风机频率下降，关闭1#排烟升降阀，系统稳定工作，待下个阶段出现排烟风机频率上升后需反吹再生时再进行上述程序，

9、以上程序均由自动控制系统执行，只需设定所有工况参数值，始终均有一个腔体作为备用，确保系统运行平稳。

本发明将与反吹风管和排烟风管相连的上箱体分成若干只彼此相互密封的腔体，将若干只陶瓷膜滤芯固定每一只腔体内，每只腔体侧面上连接有排烟管和反吹风管，通过自动控制系统执行，只需设定所有工况参数值，始终均有一个腔体作为备用，确保系统可实现在线过滤和脉冲缓释式低压反吹清扫，不会在过滤体上形成颗粒停留，过滤体背压小，高压风通过脉冲缓释后作用到过滤体上的风压很小（＜1200pa，），不易导致过滤体疲劳，能提高过滤体使用寿命。

所述高压脉冲缓释式反吹法的反吹再生原理是：主要是因高温壁流式陶瓷膜的特性决定，高温壁流式陶瓷膜属陶瓷产品，具有过滤壁层薄、孔隙率大、过风性能好及背压低等优点，但是抗高压冲击力比较差，在高压冲击情况下，容易引发高温壁流式陶瓷膜两端的封堵头受损和陶瓷膜滤芯的断裂情况发生。针对过滤壁层薄、孔隙率大、过风性能好及背压低这些特性，作用到过滤芯体上的反吹风只需要略大于过滤芯体风阻（500pa）的压力，即可对过滤芯体进行反吹再生。如果在同一腔体内同时进行过滤与反吹再生工作，因为反吹的高压风经缓释布风板缓释后压力很低（1200pa），反吹风会被吸风端吸出，无法达到对过滤芯体的反吹再生目的，因而设计出单一箱体离线反吹，单个箱体在过滤时，反吹不工作，反吹时吸风过滤不工作，确保反吹风能够对过滤体进行再生之作用。如何使脉冲高压风作用到每个过滤体的压力降低并且均匀，缓释布风板起到关键作用。在进行反吹再生工作时，出风端阀门已经关闭，腔体形成一个相对密闭的空间，当一定压力的高压风（0.4Mpa）通过脉冲反吹阀进入单个腔体后，高压风直接作用到缓释布风板上，将高压风进行均匀扩散，腔体内空气体积膨胀，同时分腔体底部的压力快速均匀上升，作用到陶瓷膜滤芯的压力基本一致，从而对分腔体内每个陶瓷膜滤芯同时进行反吹再生。因为反吹是离线状态，所以过滤腔体必须在两个以上，确保反吹时至少有一个以上腔体仍在运行过滤工作，保证除尘器的连续稳定运行。