本發(fā)明屬于低階煤熱解油氣的除塵凈化以及工業(yè)爐窯產生的高溫含塵煙氣的除塵凈化技術領域，可用于低階煤熱解過程產生的高溫含塵熱解油氣，以及工業(yè)爐窯產生的高溫含塵煙氣的除塵凈化。

背景技術：

通過熱解技術提取出低階煤中附加值較高的油氣成分，剩下的半焦再作為發(fā)電或氣化原料可大大提高低階煤的利用效率，是煤炭清潔高效利用的重要技術路徑。但是由于低階煤抗碎強度較低且熱穩(wěn)定性差，在熱解過程中粒度不斷變小，造成熱解所生成的熱解氣中存在大量的粉塵。將熱解氣中的氣、油、塵進行分離是低階煤高效清潔利用的關鍵技術之一。采用傳統(tǒng)的布袋除塵器或靜電除塵器進行除塵時，通常需將氣體溫度降低至250℃以下，在此溫度下熱解氣中的焦油蒸汽和粉塵容易發(fā)生團聚，黏附在過濾材料和管道上，造成堵塞，導致整體系統(tǒng)無法長時間穩(wěn)定運行。所以含塵的低階煤熱解氣需在高溫下進行干法除塵。

陶瓷過濾膜管高溫除塵器是目前應用最廣的高溫除塵器，在整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(igcc)和加壓流化床燃燒(pfbc)發(fā)電等系統(tǒng)中得到了很好的應用，但其應用于低階煤熱解氣除塵時卻存在一些問題。低階煤熱解氣含塵量大，且成分復雜，且有凝結性，易于沉積使濾孔堵塞，造成過濾阻力快速增加，需要頻繁地停機更換過濾片。頻繁停機使得低階煤熱解技術的經濟性不高，因此難以推廣。目前采用陶瓷膜過濾管或金屬過濾管的高溫氣體除塵裝置雖然能夠達到很好的過濾效率，但更換膜管繁瑣，不僅使得耗材的費用增加，且嚴重降低了整體系統(tǒng)的工作效率。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有低階煤熱解技術中高溫含塵氣體除塵器更換過濾膜管頻繁且繁瑣，致使系統(tǒng)整體運行效率低等問題，提供了一種可快速更換過濾片的高溫含塵氣體除塵裝置，可用于低階煤熱解氣的過濾凈化。

為了解決上述問題，本發(fā)明的具體技術方案如下：

一種可快速更換過濾片的高溫含塵氣體除塵裝置，包括金屬殼體、過濾片支架、陶瓷過濾片、清灰裝置和頂蓋；所述金屬殼體底部設置卸灰閥，下部與進氣口相連，頂部與頂蓋密封連接；所述過濾片支架內置并通過焊接或通過掛鉤固定于金屬殼體的上半部分，并且支架頂部恰好嵌插于頂蓋相應槽中，在槽中安放柔彈性耐高溫密封材料，支架頂部與頂蓋形成密封連接；所述陶瓷過濾片嵌插于過濾花板內，將金屬殼體內部空間分隔為集塵室和凈氣室，集塵室與進氣管相通，凈氣室與出氣管相通；所述頂蓋設置排氣口與凈氣室相通，頂蓋的內側設置凹槽，邊緣設置密封圈，周邊與金屬殼體密封連接。

優(yōu)選地，所述金屬殼體和頂蓋內壁或外壁貼有保溫隔熱層，選用輕質保溫耐火材料、硅酸鋁纖維棉、巖棉、氯酸鋁纖維棉、玻璃絲棉中的一種或幾種的任意比例混合制成，防止裝置外表面溫度過高，造成能源浪費、結焦或人員燙傷。

優(yōu)選地，所述過濾片支架由過濾花板、楔片和密封底板組成，過濾花板為上部邊緣貫通的相框式結構，陶瓷過濾片嵌插于過濾花板內，多塊過濾花板縱向邊緣相互連接形成截面為多邊形、星形或鋸齒形的筒體，所述筒體下部焊接于密封的底板上進行密封。

優(yōu)選地，所述過濾花板、楔片和密封底板采用耐熱鋼制備，每個平面的過濾花板內部可嵌插1～n片過濾片，嵌插過濾片的槽內采用可壓縮的耐高溫纖維編織物、耐高溫高分子材料，或無機與高分子復合材料進行密封。

優(yōu)選地，所述楔片截面形狀為矩形、梯形或平行四邊形，其中，上大下小楔形結構便于安裝，同時清灰順暢，加蓋并緊固螺栓后可通過密封材料進行密封。

優(yōu)選地，所述陶瓷過濾片為多孔陶瓷片或陶瓷纖維板，尺寸與過濾花板上的插陶瓷片凹槽尺寸相匹配，均選用耐高溫的陶瓷材料制成，成分為al2o3、sic、sio2、si3n4、硅酸鋁、莫來石、堇青石、zro2中的一種或幾種為主要成分進行組合。

優(yōu)選地，所述過濾花板內插片槽和陶瓷過濾片形狀可設計成上大下小的梯形結構，不僅使得清灰順暢，過濾片的安裝更加方便，而且可以使用頂蓋施加向下的壓力，使得過濾片與過濾花板的密封更嚴。

優(yōu)選地，所述清灰裝置為脈沖反吹清灰裝置、機械振打、超聲清灰裝置中的一種或幾種裝置的任意組合，依據過濾壓降設定的最高限值或定時對陶瓷過濾板進行在線清灰。

優(yōu)選地，所述清灰裝置為脈沖反吹清灰裝置時，凈氣室內部可焊接高度稍低于過濾花板的金屬隔板，每個隔出的空間內安裝反吹噴嘴，進行脈沖反吹清灰，過濾花板與集塵室接觸的一面可選擇焊接金屬絲網，對陶瓷過濾片起到補強作用。

優(yōu)選地，所述頂蓋內壁貼有保溫隔熱層，頂蓋邊緣設置耐高溫密封環(huán)，與金屬殼體采用法蘭進行密封連接。頂蓋內表面設置與過濾片支架對應的凹槽，凹槽內設置與嵌插陶瓷片位置相應的小凸起，凹槽內填裝耐高溫柔性密封材料，安裝時，過濾片支架上端插接于凹槽內，通過頂蓋給予向下的壓力對過濾片支架和陶瓷過濾片進行壓緊密封。過濾片支架、過濾片和頂蓋一起圍成了凈氣室，頂蓋上端設置出氣管道，與凈氣室相通。

在本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供了一種利用前面所述的可快速更換過濾片的高溫含塵氣體除塵裝置進行高溫含塵氣體除塵的方法。根據本發(fā)明的實施例，該方法包括以下步驟：

a)兩臺或多臺本裝置并聯(lián)安裝，一臺或多臺裝置工作運行時，可將過濾阻力超過設計上限的一臺裝置停機并快速更換過濾材料；

b)過濾風壓形成方式一：排氣管外接引風機，不斷向外抽氣，在凈氣室形成負壓，高溫含塵氣體從進氣管進入集塵室，在壓力作用下通過陶瓷過濾片進入凈氣室，而塵粒被阻擋在過濾板上；過濾風壓形成方式二：通過進氣管處接風機，向集塵室送氣，通過壓力進行除塵；過濾風壓形成方式三：將上述的方式一與方式二組合使用；

c)隨著過濾的進行，設備的過濾阻力不斷增大。清灰模式一：實時監(jiān)測過濾阻力，當阻力達到設定的最高值時，開啟清灰裝置對陶瓷過濾片進行清灰。模式二：設定一個時間段，定時進行清灰；

d)當清灰處理不能有效降低過濾阻力時，關閉本臺除塵裝置前，開啟備用待啟的裝置，確保高溫除塵工序連續(xù)運行。打開停車裝置頂蓋，在裝備上，或將過濾芯體整體吊出，然后拔出使用后的過濾片，在新過濾片邊緣纏繞耐高溫密封材料，并將其插入插板槽中，蓋上頂蓋，頂蓋和箱體在緊固壓力下通過密封材料使除塵裝置密封。完成陶瓷過濾片的更換后，該臺裝置進入待啟狀態(tài)。

與現(xiàn)有高溫氣體除塵凈化裝置相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于：

(1)采用插拔式安裝，更換過濾片更加方便快捷，大大簡化了過濾裝置安裝工藝，提高了系統(tǒng)的運行效率；

(2)采用一組或多組比較薄的陶瓷膜過濾片作為過濾元件，降低了過濾阻力，且減少了陶瓷片斷裂的風險，并且陶瓷片可實現(xiàn)標準化規(guī)?；I(yè)批量生產，相比于陶瓷膜過濾管，采用相同過濾面積的陶瓷過濾片的價格只有管狀的幾分之一，大大降低了過濾材料的生產成本；

(3)由于結構簡單，造價低廉，多臺所發(fā)明除塵器并聯(lián)使用，可實現(xiàn)整個系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例所用可快速更換過濾片的高溫含塵氣體除塵裝置的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例所用可快速更換過濾片的高溫含塵氣體除塵裝置橫截面的結構示意圖。

圖3為圖2中虛線框部分的放大圖。

圖4為本發(fā)明實施例所用頂蓋的結構示意圖。

附圖中，1-金屬殼體；2-纖維隔熱層；3-密封底板；4-過濾花板；5-陶瓷過濾片；6-固定掛鉤；7-緊固法蘭；8-頂蓋；9-排氣管道；10-反吹氣體管道；11-反吹控制閥；12-耐高溫密封墊；13-耐高溫密封環(huán)；14-進氣管道；15-卸灰閥；16-金屬隔板；17-反吹噴嘴；18-插片槽密封材料；19-楔片；8a-螺紋孔；8b-頂蓋凹槽；8c-凹槽內對應凸起；8d-排氣口。

具體實施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結合實施例進一步闡明本發(fā)明的內容，但本發(fā)明的內容不僅僅局限于下面的實施例。

如圖1-3所示，在本實施例中，本發(fā)明可快速更換過濾片的高溫含塵氣體除塵裝置主要包括金屬殼體1、保溫隔熱層2、密封底板3、過濾花板4、陶瓷過濾片5、固定掛鉤6、緊固法蘭7、頂蓋8、排氣管道9、反吹氣體管道10、反吹控制閥11、耐高溫密封墊12、耐高溫密封環(huán)13、纖維密封環(huán)8、進氣管道14、卸灰閥15、金屬隔板16、反吹噴嘴17、插片槽密封材料18和楔片19。

金屬殼體1和頂蓋8內壁貼有厚度約為3cm的保溫隔熱層，材料為硅酸鋁纖維棉，用耐熱鉚釘固定于金屬殼體上。過濾花板4邊緣相互焊接圍成星形筒體，底部焊接與密封底板3上，構成過濾片支架。過濾片支架通過固定掛鉤6固定于金屬殼體內部空間上端，頂部超出殼體頂部邊緣1～15cm。過濾片支架頂部插于頂蓋8的凹槽內，凹槽中填裝有耐高溫密封墊12，采用耐高溫纖維制備。頂蓋與金屬殼體通過緊固法蘭7連接，中間安裝耐高溫纖維密封環(huán)13進行密封。

本實施例中密封底板、過濾花板和楔片均選用1cr18ni9ti耐熱鋼制備，密封底板厚度約為5mm，過濾花板為相框形結構，如圖2和3所示。插片槽內部填充的耐高溫密封材料18為耐高溫陶瓷纖維。楔片的結構為截面為凸形的上大下小楔形結構，安裝時通過頂蓋給予向下壓力，使過濾片相對于過濾花板壓緊密封。

本實施例中陶瓷過濾板為sic多孔陶瓷膜過濾片，孔隙尺寸為1～10μm，孔隙率約為38％。陶瓷過濾板厚度約為6mm，表面膜層厚度約為100μm，嵌插于過濾花板中。

本實施例中頂蓋選用1cr18ni9ti耐熱鋼制備，其結構示意圖如圖4所示，頂蓋內表面設置與過濾片支架對應的凹槽，凹槽內填裝耐高溫柔性密封材料，安裝時，過濾片支架上端插接于凹槽內，通過頂蓋給予向下的壓力進行壓緊密封。過濾片支架、過濾片和頂蓋一起圍成了凈氣室，頂蓋上端設置出氣管道，與凈氣室相通。

本實施例中采用脈沖反吹清灰裝置對陶瓷膜過濾片進行清灰，反吹氣體管道10從排氣管道9內進入凈氣室，如圖1所示，密封底板上焊接金屬隔板16，將凈氣室隔成6個小空間，在每個空間內部安裝反吹噴嘴17，對過濾片進行反吹清灰。

利用本裝置對低階煤高溫熱解油氣進行除塵凈化時，采用兩臺裝置并聯(lián)安裝，其中一臺裝置工作，一臺裝置待啟，具體的凈化工藝為：

(1)低階煤熱解氣從進氣管14進入集塵室a；(2)排氣管9外接大功率引風機，不斷向外抽氣，在凈氣室形成負壓，在壓力作用下高溫熱解氣通過陶瓷過濾板5進入凈氣室b，隨后從排氣管道排出，而塵粒被阻擋在過濾板表面上；(3)隨著過濾的進行，形成的灰餅層使得過濾阻力不斷增大，實時監(jiān)測過濾阻力，當阻力達到設定值時，開啟反吹控制閥，反吹氣體從反吹噴嘴內高速噴出，對陶瓷過濾片進行清灰；(4)當清灰處理不能有效降低過濾阻力時，關閉本臺除塵裝置，同時開啟待啟裝置，排出剩余氣體，打開本臺裝置頂蓋，拔出楔片，在新過濾片邊緣纏繞耐高溫纖維繩，并將其插入插板槽中，插入楔片，進行壓緊密封，蓋上頂蓋進行頂部壓緊密封，完成陶瓷過濾片的更換，該臺裝置進入待啟狀態(tài)。

由技術常識可知，本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實質或必要特征的實施方案來實現(xiàn)。因此，上述公開的實施方案，只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內或在等同于本發(fā)明的范圍內的改變均被本發(fā)明包含。