本發(fā)明涉及高溫?zé)煔獬龎m、氣治理、有價(jià)值粉塵回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于粉煤灰提取氧化鋁工藝上的新型除塵裝置及其方法。

背景技術(shù)：

中國(guó)每年消耗電煤17億噸，產(chǎn)生粉煤灰4億噸，這種由無(wú)數(shù)微小球體組成的固體廢棄物，含有多種有害成分，堆存成本高昂，粉塵污染嚴(yán)重，針對(duì)如此龐大的固體廢棄物粉煤灰如何處理？是否能夠進(jìn)行循環(huán)利用變廢為寶？經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)很多電廠粉煤灰中氧化鋁的含量高達(dá)50％左右，在成本允許的范圍內(nèi)由電廠粉煤灰提煉氧化鋁成為可能。在粉煤灰制取氧化鋁工藝中高溫?zé)煔鈨艋潜夭豢缮偾曳浅Ｖ匾囊涣鞒?，直接關(guān)系到氧化鋁的回收率高低和此工藝對(duì)環(huán)境的污染程度。

目前傳統(tǒng)的工業(yè)除塵領(lǐng)域盡管有很多成熟技術(shù)，例如：機(jī)械除塵、濕法除塵、袋式除塵、電除塵以及靜電布袋復(fù)合除塵等等。機(jī)械除塵是利用降塵室、旋風(fēng)分離器等機(jī)械裝置進(jìn)行除塵的方法，濕法除塵是利用噴淋塔、水膜除塵器或文丘里除塵器進(jìn)行除塵的方法，常見(jiàn)于處理塵埃顆粒尺寸較大的氣體，對(duì)于需要去除微細(xì)顆粒且氣體溫度較高的場(chǎng)合，機(jī)械除塵和濕法除塵都難以勝任；袋式除塵盡管除塵效率很高，但不耐高溫常常發(fā)生“燒袋”事故，不能應(yīng)用在高溫?zé)煔馓幚眍I(lǐng)域；電除塵也是當(dāng)前非常常用和高效的除塵手段，該方法是首先對(duì)氣體中的粉塵荷電、而后通過(guò)電場(chǎng)力將其從氣流中去除并固定在電極板表面的除塵方法,該方法可用于高溫廢氣處理，且只有很小的壓降阻力，但其缺點(diǎn)在于對(duì)粉塵的導(dǎo)電率、氣體濕度都有一定要求，很難在高溫且含有大量微細(xì)氧化鋁粉塵的hcl氣體工藝上進(jìn)行應(yīng)用。

隨著工業(yè)多孔陶瓷技術(shù)的日臻成熟，已經(jīng)有非?？煽康亩嗫滋沾蛇^(guò)濾管用于工業(yè)廢氣的粉塵過(guò)濾，由于陶瓷管熱穩(wěn)定性高，耐腐蝕性能好，可以用于高溫氣體過(guò)濾的場(chǎng)合，針對(duì)粉煤灰制氧化鋁這一特殊工藝，對(duì)微孔陶瓷支撐體的制備和流體的流動(dòng)特性、熱力特性方面的理論研究，研制新一代低成本、耐高溫、高強(qiáng)度、低壓差的陶瓷膜過(guò)濾元件以及相配套的過(guò)濾系統(tǒng)和裝置勢(shì)在必行。我們根據(jù)粉煤灰提取氧化鋁的工藝特性，提出了高溫氣體中去除微細(xì)粉塵的新技術(shù)方案，為類似工藝提供一些工業(yè)化指導(dǎo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)人針對(duì)上述現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種用于粉煤灰提取氧化鋁工藝上的新型除塵裝置及其方法，從而使其具有低氣阻、高通量、耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，可以方便的對(duì)回收粉煤灰高溫煅燒后hcl氣體中含微小氧化鋁顆粒的除塵。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種用于粉煤灰提取氧化鋁工藝上的新型除塵裝置，包括支撐架支撐安裝的灰斗，所述灰斗的底部安裝高溫卸灰閥，所述灰斗的一側(cè)安裝有風(fēng)管，含塵氣流從風(fēng)管處進(jìn)入灰斗中，所述灰斗的頂部安裝有下箱體，所述的頂部通過(guò)法蘭安裝有上箱體，所述下箱體的頂部通過(guò)多孔板安裝有多根均勻分布的多孔陶瓷管，所述上箱體的一側(cè)通過(guò)管路連接高溫風(fēng)機(jī)，所述管路內(nèi)為潔凈氣流。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述多孔陶瓷管的安裝結(jié)構(gòu)為：所述多孔陶瓷管成u形結(jié)構(gòu)，多孔板固定在下箱體的上部，所述多孔板上開(kāi)有多個(gè)與多孔陶瓷管相匹配的通孔，多孔陶瓷管立式防止在所述通孔內(nèi)，多孔板與多孔陶瓷管之間防止密封圈，在多孔陶瓷管的頂部安裝壓緊板；位于上箱體側(cè)部還設(shè)置有反吹氣包，所述反吹氣包上通過(guò)脈沖閥設(shè)置若干反吹噴管。

所述多孔陶瓷管內(nèi)部骨架材質(zhì)是sic、堇青石、莫萊石的陶瓷材料。

所述多孔陶瓷管的管徑50～400mm，長(zhǎng)度1m～3m，孔隙率15％～80％，平均氣孔尺寸0.3μm～100μm。

一種用于粉煤灰提取氧化鋁工藝上的新型除塵方法，包括如下操作步驟：

第一步：含塵氣流進(jìn)入灰斗內(nèi)，含塵氣流中大部分在負(fù)壓作用下向上進(jìn)入下箱體內(nèi)，含塵氣流中少部分較大顆粒的粉塵在自重和碰撞作用下直接沉降至灰斗底部；

第二步：進(jìn)入下箱體內(nèi)的大部分含塵氣流，含塵氣流中的較細(xì)粉塵則被阻擋并吸附在多孔陶瓷管的外壁，經(jīng)多孔陶瓷管凈化后的潔凈氣流進(jìn)入多孔陶瓷管的內(nèi)部，從而進(jìn)入上箱體中；

第三步：潔凈氣流在負(fù)壓作用下匯入風(fēng)道輸送至高溫風(fēng)機(jī)外排或進(jìn)入下道工序；

第四步：隨著過(guò)濾工況的進(jìn)行，多孔陶瓷管表面的粉塵達(dá)到厚度要求，多孔板前后壓差達(dá)到設(shè)定的阻力值時(shí)，啟動(dòng)脈沖閥，反吹氣包的壓縮空氣經(jīng)過(guò)脈沖閥，由反吹噴管向多孔陶瓷管作瞬間的噴射、振動(dòng)并反向吹多孔陶瓷管，使多孔陶瓷管表面堆積的粉塵層破碎脫落落入灰斗底部，此狀態(tài)按脈沖要求依次完成；

第五步：運(yùn)行后，灰斗底部的粉塵積累到設(shè)定值時(shí)，高溫卸灰閥開(kāi)啟向外排灰。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

第四步中，阻力值的范圍為1000～5000pa。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、合理，操作方便，通過(guò)多孔陶瓷管的作用在箱體內(nèi)完成過(guò)濾粉塵，從而得到凈化的空氣排出。本發(fā)明主要用于粉煤灰制氧化鋁工藝中使用的氣體除塵裝置，由于多孔陶瓷過(guò)濾管的耐熱耐腐性，可以用于高溫和含有腐蝕性氣體的場(chǎng)合，而且除塵過(guò)程中由于陶瓷管的精度很高，收塵效率是其它收塵技術(shù)不能比擬的。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明多孔陶瓷管的安裝示意圖。

其中：1、多孔陶瓷管；2、反吹氣包；3、脈沖閥；4、上箱體；5、潔凈氣流；6、高溫風(fēng)機(jī)；7、高溫卸灰閥；8、灰斗；9、含塵氣流；10、下箱體；11、多孔板；12、密封圈；13、壓緊板；14、反吹噴管；15、反吹氣流。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的用于粉煤灰提取氧化鋁工藝上的新型除塵裝置，包括支撐架支撐安裝的灰斗8，灰斗8的底部安裝高溫卸灰閥7，灰斗8的一側(cè)安裝有風(fēng)管，含塵氣流9從風(fēng)管處進(jìn)入灰斗8中，灰斗8的頂部安裝有下箱體10，的頂部通過(guò)法蘭安裝有上箱體4，下箱體10的頂部通過(guò)多孔板11安裝有多根均勻分布的多孔陶瓷管1，上箱體4的一側(cè)通過(guò)管路連接高溫風(fēng)機(jī)6，管路內(nèi)為潔凈氣流5。

多孔陶瓷管1的安裝結(jié)構(gòu)為：多孔陶瓷管1成u形結(jié)構(gòu)，多孔板11固定在下箱體10的上部，多孔板11上開(kāi)有多個(gè)與多孔陶瓷管1相匹配的通孔，多孔陶瓷管1立式防止在通孔內(nèi)，多孔板11與多孔陶瓷管1之間防止密封圈12，在多孔陶瓷管1的頂部安裝壓緊板13；位于上箱體4側(cè)部還設(shè)置有反吹氣包2，反吹氣包2上通過(guò)脈沖閥3設(shè)置若干反吹噴管14。吹出反吹氣流15。

多孔陶瓷管1內(nèi)部骨架材質(zhì)是sic、堇青石、莫萊石的陶瓷材料。

多孔陶瓷管1的管徑50～400mm，長(zhǎng)度1m～3m，孔隙率15％～80％，平均氣孔尺寸0.3μm～100μm。

本實(shí)施例用于粉煤灰提取氧化鋁工藝上的新型除塵方法，包括如下操作步驟：

第一步：含塵氣流9進(jìn)入灰斗8內(nèi)，含塵氣流9中大部分在負(fù)壓作用下向上進(jìn)入下箱體10內(nèi)，含塵氣流9中少部分較大顆粒的粉塵在自重和碰撞作用下直接沉降至灰斗8底部；

第二步：進(jìn)入下箱體10內(nèi)的大部分含塵氣流9，含塵氣流9中的較細(xì)粉塵則被阻擋并吸附在多孔陶瓷管1的外壁，經(jīng)多孔陶瓷管1凈化后的潔凈氣流5進(jìn)入多孔陶瓷管1的內(nèi)部，從而進(jìn)入上箱體4中；

第三步：潔凈氣流5在負(fù)壓作用下匯入風(fēng)道輸送至高溫風(fēng)機(jī)6外排或進(jìn)入下道工序；

第四步：隨著過(guò)濾工況的進(jìn)行，多孔陶瓷管1表面的粉塵達(dá)到厚度要求，多孔板11前后壓差達(dá)到設(shè)定的阻力值時(shí)，啟動(dòng)脈沖閥3，反吹氣包2的壓縮空氣經(jīng)過(guò)脈沖閥3，由反吹噴管14向多孔陶瓷管1作瞬間的噴射、振動(dòng)并反向吹多孔陶瓷管1，使多孔陶瓷管1表面堆積的粉塵層破碎脫落落入灰斗8底部，此狀態(tài)按脈沖要求依次完成；

第五步：運(yùn)行后，灰斗8底部的粉塵積累到設(shè)定值時(shí)，高溫卸灰閥7開(kāi)啟向外排灰。

第四步中，阻力值的范圍為1000～5000pa。

采用具有微孔性能的陶瓷過(guò)濾管作為去除粉塵的過(guò)濾介質(zhì)，所采用的多孔陶瓷過(guò)濾管的內(nèi)部骨架材質(zhì)是sic、堇青石、莫萊石等陶瓷材料，根據(jù)去除粉塵顆粒特性，在骨架陶瓷材料表面涂覆更細(xì)小的陶瓷材料膜層實(shí)現(xiàn)其過(guò)濾精度，在除塵器中部偏上位置設(shè)置一多孔板11，在多孔板11上開(kāi)若干個(gè)與陶瓷過(guò)濾管相匹配的通孔，陶瓷管立式放置在多孔內(nèi)，在多孔板11和陶瓷管之間放置密封墊圈，在陶瓷管上放置夾緊墊板起到固定和密封陶瓷管的作用，在多孔板11上部有一收集潔凈氣體的上箱體4，在上箱體4側(cè)部設(shè)置一反吹氣包2，為反吹清灰提供壓縮空氣，在反吹氣包2上通過(guò)脈沖閥3設(shè)置若干排噴吹管，起對(duì)陶瓷管高壓反吹清灰的作用，在多孔板11下部有一下箱體10和灰斗8，下箱體10器平穩(wěn)氣流和預(yù)分離粉塵的作用，灰斗8主要起收集灰塵的作用，在設(shè)備最底部設(shè)置一卸灰閥起到把系統(tǒng)中粉塵外排的作用。

所述的多孔陶瓷過(guò)濾管能夠回收細(xì)小的微粉氧化鋁，一是提高氧化鋁的回收率，二是減少對(duì)環(huán)境和下道工序的影響。

得到潔凈的hcl氣體，對(duì)后續(xù)的鹽酸濃縮提供良好穩(wěn)定的工藝條件。

系統(tǒng)不需降低溫度可以直接除塵，節(jié)約能耗，耐腐蝕性能好，使用周期長(zhǎng)。

所采用的多孔陶瓷過(guò)濾管的管徑50～400mm，長(zhǎng)度1m～3m，孔隙率15％～80％，平均氣孔尺寸0.3μm～100μm。

下面舉神華準(zhǔn)能資源綜合開(kāi)發(fā)有限公司的采用“一步酸溶法”工藝粉煤灰制氧化鋁的實(shí)施案例，以進(jìn)一步理解本發(fā)明：

結(jié)晶氯化鋁經(jīng)回轉(zhuǎn)窯焙燒后的高溫含微細(xì)氧化鋁粉塵煙氣進(jìn)行過(guò)濾回收，該項(xiàng)目煙氣量17000m3/h，溫度350℃，氧化鋁粉塵含量5g/m3。根據(jù)除塵工藝的具體要求，多孔陶瓷管1除塵設(shè)備的詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù)如下：多孔陶瓷管采用sic骨料燒成作為支撐體，表面涂覆高溫氧化鋁膜，多孔陶瓷管外形尺寸φ60×1500，氣孔率40％，過(guò)濾精度0.3μm，抗折強(qiáng)度≥20mpa，使用968根多孔陶瓷管，分88組，每組11支；多孔陶瓷管1的除塵器設(shè)計(jì)風(fēng)速1.05m/min，收塵室兩個(gè)，噴吹壓力0.6～0.8mpa，除塵器阻力3000kpa，出口含塵量＜5mg/m3，除塵器殼體材料采用inconel600，除塵器長(zhǎng)×寬×高尺寸位5500×3300×520。

圖1和圖2中的箭頭方向給出了該除塵方法的結(jié)構(gòu)方式和氣流在多孔陶瓷管1中的走向，但并不對(duì)該技術(shù)方案中多孔陶瓷過(guò)濾管的陶瓷材質(zhì)、排布方式、長(zhǎng)度構(gòu)成任何限制，只要多孔陶瓷管1具有一定的孔隙率和強(qiáng)度，含塵氣流9可以均勻流入多孔陶瓷過(guò)濾管表面即可。同時(shí)，圖2也不對(duì)該除塵裝置的高壓氣體反吹口位置、反吹噴嘴式樣以及多孔陶瓷過(guò)濾管的密封方式和封頭的連接方式構(gòu)成任何限制。

以上描述是對(duì)本發(fā)明的解釋，不是對(duì)發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見(jiàn)權(quán)利要求，在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，可以作任何形式的修改。