本實(shí)用新型涉及一種非對稱通道的剛性過濾器，具體是一種用于MTO裝置的高溫?zé)煔膺^濾設(shè)備，屬于含微細(xì)顆粒物的高溫?zé)煔鈨艋夹g(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

MTO裝置在運(yùn)行過程中，其外排超過500℃的高溫干燥氣體中會夾帶約500～1000mg/Nm³的微細(xì)顆粒物，逃逸的微細(xì)顆粒物主要組分是催化劑產(chǎn)品，其粒徑的分布為：0～5μm占70％；5～20μm占25％；20～40μm占5％；顆粒物的中位徑一般小于5μm?，F(xiàn)階段尾氣外排之前經(jīng)過多級旋風(fēng)分離器后會捕集大部分的顆粒物，外排濃度約150～50mg/Nm³，外排粉塵粒徑為0～2μm的約占70％，這種情況需要進(jìn)一步回收后才能將尾氣排向大氣。

自2017年7月1日開始執(zhí)行的《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB31570-2015)，其中規(guī)定，尾氣的排放量必須要小于≤30mg/Nm³，因此現(xiàn)階段的尾氣治理裝置都需要升級改造。

微細(xì)顆粒收集常用的工藝方案有袋式除塵器、靜電除塵器和旋風(fēng)分離器等，但是這三種技術(shù)方案都不適合處理MTO裝置的干燥尾氣，主要原因是(一)微細(xì)顆粒物的粒徑、比重和比電阻參數(shù)都超出靜電除塵器的適用范圍；(二)袋式除塵器的材質(zhì)很難耐受250℃以上的溫度；(三)旋風(fēng)分離器的收集效率不能滿足排放指標(biāo)。

基于上述背景，石油化工行業(yè)亟需一種高溫氣體的微細(xì)顆粒物收集工藝來收集干燥尾氣中微細(xì)顆粒物，確保全時(shí)段排放達(dá)標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可以在250～600℃高溫下高效過濾的用于MTO裝置的高溫?zé)煔膺^濾設(shè)備，不僅能夠滿足環(huán)保排放的要求，而且設(shè)備壽命可達(dá)到10年以上。

為了解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種用于MTO裝置的高溫?zé)煔膺^濾設(shè)備，包括殼體，在殼體的頂端設(shè)有凈煙氣出口，底端連接有灰斗，灰斗的底端具有微細(xì)顆粒物排出口，在殼體上位于灰斗上方設(shè)有原煙氣進(jìn)口，殼體中設(shè)有至少一個(gè)沿軸向分布的濾芯，濾芯采用多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，多層復(fù)合結(jié)構(gòu)由至少兩層帶不同孔徑過濾孔的分層復(fù)合而成，相鄰兩分層的過濾孔相連通且各分層的過濾孔孔徑由內(nèi)至外逐級減小，在殼體中位于濾芯上方設(shè)有反吹管組件。

本實(shí)用新型進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：

進(jìn)一步的，多層復(fù)合結(jié)構(gòu)由內(nèi)至外依次為剛性支撐體層和剛性過濾層。

進(jìn)一步的，剛性支撐體層的過濾孔孔徑大于剛性過濾層的過濾孔孔徑。這種結(jié)構(gòu)使得濾芯的濾孔外小內(nèi)大，形成非均相結(jié)構(gòu)，這種非均相結(jié)構(gòu)可以截留更小的微細(xì)顆粒物，但是更為重要的作用是提高了反吹效果，當(dāng)高壓氣體咋濾孔通道內(nèi)急劇加速時(shí)，這種結(jié)構(gòu)會使得沖擊粘附的微細(xì)顆粒物的動能增加。

進(jìn)一步的，剛性支撐體層、剛性過濾層的材料為陶瓷、合金或碳化硅等，這些材料在高溫條件下的化學(xué)穩(wěn)定性比較高，可根據(jù)煙氣條件和溫度條件對應(yīng)選擇不同的材料。

進(jìn)一步的，濾芯為中空柱狀體，中空柱狀體的頂部敞開，底面為弧形凸起面或平面。

進(jìn)一步的，殼體為中空的圓柱形體，圓柱形體的頂面為弧形凸起面或平面。

進(jìn)一步的，反吹管組件包括能夠容納氣體流通的反吹管和連接反吹管的反吹氣體入口。

進(jìn)一步的，濾芯的直徑為1～30厘米，長度為0.5～3米，濾芯可以單件安裝在一個(gè)殼體內(nèi)組成一個(gè)過濾單元，也可以多個(gè)濾芯安裝于一個(gè)殼體內(nèi)組成一個(gè)過濾器，過濾器可以根據(jù)現(xiàn)場條件立式或者臥式布置。

進(jìn)一步的，一組高溫?zé)煔膺^濾設(shè)備通過管路系統(tǒng)并聯(lián)形成一個(gè)過濾系統(tǒng)。

更進(jìn)一步的，管路系統(tǒng)包括進(jìn)氣管路系統(tǒng)、潔凈氣體管路系統(tǒng)、反吹氣管路系統(tǒng)、料渣收集系統(tǒng)管路和緊急排放系統(tǒng)管路，進(jìn)氣管路系統(tǒng)連接原煙氣進(jìn)口，潔凈氣體管路系統(tǒng)連接凈煙氣出口，反吹氣管路系統(tǒng)連接反吹氣體入口，料渣收集系統(tǒng)管路連接微細(xì)顆粒物排出口，緊急排放系統(tǒng)管路連接位于殼體上的緊急排放口。

本實(shí)用新型的有益效果是：1)通過選用剛性濾芯，其機(jī)械強(qiáng)度好，耐溫度和載荷交變的沖擊，沒有破袋的風(fēng)險(xiǎn)；2)過濾精度高，可以根據(jù)顆粒物的粒徑特點(diǎn)設(shè)計(jì)濾孔通道，可供過濾的最小顆粒物直徑可達(dá)到0.1μm；3)過濾效率高，對常規(guī)性質(zhì)的粉塵，過濾后出口濃度可低于10mg/Nm³，一級過濾就可以滿足達(dá)標(biāo)排放；4)本實(shí)用新型可以在煙氣壓力小于5.0MPa的工況下工作；5)本實(shí)用新型孔隙率高，過濾通量大，過濾風(fēng)速大于1.5m/min，明顯高于現(xiàn)有的柔性的過濾器；6)本實(shí)用新型使用壽命可至10年以上；7)本實(shí)用新型不僅適用于MTO裝置還適用于FCC裝置。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型中濾芯的橫截面。

圖3為本實(shí)用新型的工藝流程圖。

圖4為非對稱結(jié)構(gòu)濾芯的過濾原理。

圖5為非對稱結(jié)構(gòu)濾芯的反吹清灰原理。

圖6為本實(shí)用新型過濾系統(tǒng)的工藝流程圖。

其中：1-濾芯，11-剛性支撐層，12-剛性過濾層，2-反吹組件，21-反吹管，22-反吹氣體入口，3-殼體，4-凈煙氣出口，5-原煙氣進(jìn)口，6-灰斗，7-微細(xì)顆粒物排出口。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供的一種用于MTO裝置的高溫?zé)煔膺^濾設(shè)備，包括殼體3，在殼體3的頂端設(shè)有凈煙氣出口4，底端連接有灰斗6，灰斗6的底端具有微細(xì)顆粒物排出口7，在殼體上位于灰斗6上方設(shè)有原煙氣進(jìn)口5，殼體3中設(shè)有一個(gè)沿軸向分布的濾芯1，濾芯1采用多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，多層復(fù)合結(jié)構(gòu)由兩層帶不同孔徑過濾孔的分層復(fù)合而成，相鄰兩分層的過濾孔相連通且各分層的過濾孔孔徑由內(nèi)至外逐級減小，在殼體3中位于濾芯1上方設(shè)有反吹管組件2。多層復(fù)合結(jié)構(gòu)由內(nèi)至外依次為剛性支撐體層11和剛性過濾層12。剛性支撐體層11的過濾孔孔徑大于剛性過濾層12的過濾孔孔徑。這種結(jié)構(gòu)使得濾芯的濾孔外小內(nèi)大，形成非均相結(jié)構(gòu)，這種非均相結(jié)構(gòu)可以截留更小的微細(xì)顆粒物，但是更為重要的作用是提高了反吹效果，當(dāng)高壓氣體咋濾孔通道內(nèi)急劇加速時(shí)，這種結(jié)構(gòu)會使得沖擊粘附的微細(xì)顆粒物的動能增加。剛性支撐體層11、剛性過濾層12的材料為陶瓷、合金或碳化硅等，這些材料在高溫條件下的化學(xué)穩(wěn)定性比較高，可根據(jù)延期條件和溫度條件對應(yīng)選擇不同的材料。濾芯1為中空柱狀體，中空柱狀體的頂部敞開，底面為弧形凸起面或平面。殼體3為中空的圓柱形體，圓柱形體的頂面為弧形凸起面或平面。反吹管組件2包括能夠容納氣體流通的反吹管21和連接反吹管21的反吹氣體入口22。濾芯的直徑為1～30厘米，長度為0.5～3米，濾芯可以單件組成一個(gè)過濾單元，也可以多個(gè)濾芯安裝于一個(gè)可體內(nèi)組成一個(gè)過濾器，過濾器可以根據(jù)現(xiàn)場條件立式或者臥式布置。

本實(shí)用新型的工作原理為：煙氣通過原煙氣進(jìn)口5進(jìn)入非均相結(jié)構(gòu)濾芯1的外表面，濾芯1的外表面為具有高精度孔徑的剛性過濾層12，在內(nèi)外壓差的作用下，大于濾孔徑的催化劑等固體顆粒物會被攔截在濾芯1的外表面，潔凈的氣體快速經(jīng)過濾芯1，通過凈煙氣出口4排出。隨著剛性過濾層12外表面的粉塵增加，濾芯1的內(nèi)外壓差會增大，當(dāng)壓差增大到一定程度時(shí)，需要對濾芯1進(jìn)行反吹。反吹時(shí)，通過高于物料輸送壓力的反沖氣源，利用瞬間的沖量，將粘附在濾芯1外表面的粉塵沖落至灰斗6，最后由微細(xì)顆粒物排出口7排出，這樣可確保濾芯1的潔凈和穩(wěn)定的過濾通量。

本實(shí)施例的高溫?zé)煔膺^濾設(shè)備過濾效率高。例如某煉廠催化劑生產(chǎn)線的再生后干燥煙氣經(jīng)再生器內(nèi)設(shè)置的兩級旋分離器出去攜帶的大部分催化劑后，再經(jīng)再生煙氣三級旋風(fēng)分離器和再生煙氣四級旋風(fēng)分離器除去夾帶的催化劑，經(jīng)雙動滑閥、降壓孔板后送至余熱鍋爐進(jìn)一步回收熱量后，煙氣溫度降低至400℃，煙氣中顆粒物含量約500mg/Nm³。然而，進(jìn)入本實(shí)施例的高溫?zé)煔膺^濾設(shè)備后，高溫?zé)煔饪山?jīng)過換熱后達(dá)到10mg/Nm³的排放標(biāo)準(zhǔn)直接排放。

另外，如圖6所示，八個(gè)高溫?zé)煔膺^濾設(shè)備通過管路系統(tǒng)并聯(lián)形成一個(gè)過濾系統(tǒng)，其中管路系統(tǒng)包括進(jìn)氣管路系統(tǒng)、潔凈氣體管路系統(tǒng)、反吹氣管路系統(tǒng)、料渣收集系統(tǒng)管路和緊急排放系統(tǒng)管路，進(jìn)氣管路系統(tǒng)連接原煙氣進(jìn)口5，潔凈氣體管路系統(tǒng)連接凈煙氣出口4，反吹氣管路系統(tǒng)連接反吹氣體入口22，料渣收集系統(tǒng)管路連接微細(xì)顆粒物排出口7，緊急排放系統(tǒng)管路連接位于殼體3上的緊急排放口。

除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。