自洁式除尘器及其除尘与清灰方法与流程

本发明涉及一种除尘设备，特别是环保领域中用于大风量含尘烟气净化的一种自洁式除尘器及其除尘与清灰方法。

背景技术：

随着工业生产的发展以及人们环境保护意识的提高，各种除尘技术被人们开发出来，各种除尘设备也就应运而生。

除尘设备的性能主要表现在过滤和清灰两方面。以粉尘除尘技术现有水平，使过滤效果达到或优于环保标准不是难事，而将除尘设备的除尘阻力控制在预定限度内则相对较难。纵观现有除尘设备除尘系统中出现的运行效果差的问题，绝大多数都与清灰效果不好导致阻力上升有关，故“清灰”是关系到除尘系统成败的决定性因素。随着工况持续，集聚在除尘设备过滤器表面上的粉尘将越积越多，相应就会增加设备的运行阻力。为了保证系统的正常运行，除尘设备阻力应维持在一定范围内，超过此限定范同即应进行清灰。清灰效果的优劣关系着除尘设备的阻力、效率、滤材的使用寿命和除尘设备的运行经济效益等各种指标。

过滤可发尘在滤袋的纤维上，也可发尘在附着在滤袋表层的灰层上。例如，新滤袋在运行初期主要捕集1μm以上的粉尘，捕集机理是惯性作用、筛分作用、遮挡作用，静电沉降或重力沉降等。粉尘的一次黏附层在滤布面上形成后，则该滤袋也可以捕集1μm以下的微粒，并且可以控制扩散。这些作用力受粉尘粒子的大小、密度、纤维直径和过滤速度的影响。袋式除尘器处理空气的粉尘浓度为0.5～100g(粉尘)/m³(气体)，因此，在开始运动的几分钟内，就在滤布的迎尘层形成一层粉尘的黏附层。这层黏附层又叫做一次粉尘层或表层粉尘。如果在清灰过程中破坏了一次粉尘层，那么将降低除尘器的除尘效率。

依据最新国家标准，除尘器清灰的基本要求是从过滤器上迅速而均匀地剥落沉积的粉尘，同时又能保持一定的一次粉尘层，并且不损伤过滤器以及消耗较少的动力。目前常用的除尘设备主要有机械振打清灰袋式除尘器、反吹风袋式除尘器、脉冲喷吹袋式除尘器。机械振打清灰袋式除尘器构造简单，运行可靠，但清灰作用不均匀，只能允许较低的过滤风速，且清灰往往容易损伤过滤器，破坏一次粉尘层。反吹风袋式除尘器在整个过滤器上气流分布较均匀，振动不剧烈，对过滤器损伤较小，但清灰作用较弱，允许过滤风速较低。脉冲喷吹袋式除尘器是一种高效除尘净化设备，具有清灰效果好、净化效率高、处理气量大、过滤器寿命长、维修工作量小、运行安全可靠、自动化程度高等优点。由于以上的诸多优点，脉冲喷吹袋式除尘器是目前国际上最普遍、最高效的过滤器除尘器。但是，脉冲喷吹袋式除尘器结构复杂，设备体积大，且都需要为过滤器设置一个配套袋笼，该袋笼需要定期检修和更换，使用不便，成本高昂，即使不使用袋笼的除尘器，采用喷吹式清灰的方式依然会破坏一次粉尘层，最小过滤10毫克的粉尘，除尘效果有待提高。

技术实现要素：

本发明的实施例提供了一种自洁式除尘器，用于从含尘气体中将颗粒物分离出来并加以捕集、回收，实现清灰效果好、净化效率高、处理气量大、过滤器寿命长、维修工作量小、运行安全可靠的自动化清灰。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种自洁式除尘器，包括：

用于支撑和保护作用的箱体；

用于通入含尘气体和排出洁净气体的进风管道和出风管道；

用于捕集气体中的固体粒子的过滤器；

设置在箱体下方的灰斗，用于接收除尘器所捕集的粉尘；

所述的箱体内包含至少两个腔室；每个腔室带有一个进气口和一个出气口；进气口连接进风管道；出气口连接出风管道；出风管道连接一个风机； 所述过滤器安装在腔室内。所述的进气口位于腔室的上方。出气口最好设置在腔室的侧面偏下方。

针对以上技术方案的进一步改进，腔室上方设置有花板，用于支撑过滤器；过滤器通过过滤固定座固定在花板上，过滤固定座上设有橡胶密封条。花板直接承受过滤器及其附属零件重量、面板积灰、滤袋内表面粘灰、气压等载荷。在花板与过滤器之间设置橡胶密封条，能够防止过滤器漏气，确保过滤效果。还可以在过滤器下方设置一个下花板，同样是起到加固过滤器的作用。

针对以上技术方案的进一步改进，所述的过滤器为滤袋或滤筒。采用本发明的清灰方法的除尘器，其过滤器可以省略袋笼或支架，仅采用布袋就能实现除尘与清灰。效果最好的是采用纺粘长丝过滤材料的滤袋，这种滤袋为直筒状的多层结构，每一层结构均为长丝纤维铺置成的网状。每一层的长丝直径不同，迎尘层长丝直径最小，从迎尘层开始长丝直径逐步增大。每一层的孔径大小也不同，迎尘层孔径最小，从迎尘层开始孔径逐步增大。这种滤袋采用表层过滤的方式，迎尘层孔径最小，将粉尘过滤在布料外，不会造成过滤材料阻塞，沉积在表层的灰尘易于清除，过滤效果好；不需要袋笼袋骨，易于生产，节约成本。

针对以上技术方案的进一步改进，还包括连接进风管道和出风管道的旁路系统，用于排放温度过高或过低的气体，保护过滤器。

针对以上技术方案的进一步改进，所述旁路系统中设有旁路阀，当含尘气体温度低于或高于过滤器承受范围时，开启旁路阀。除尘器在使用过程中所处理的烟气的温度是变化的，当烟气的温度低于滤点温度时，会造成除尘器的过滤器出现糊袋现象；当烟气的温度高于除尘器的过滤器最高使用温度时，会造成除尘器的过滤器出现烧袋现象；另外，在锅炉出现爆管或加油助燃时，除尘器的过滤器都会出现糊袋现象。这些现象的产生，均会造成除尘 器无法正常运行，影响过滤器的使用寿命。因此，可以通过增设旁路烟道和旁路阀来保护过滤器，延长过滤器使用寿命。

针对以上技术方案的进一步改进，所述自洁式除尘器还包括电气控制系统，所述电气控制系统采用可编程序控制器进行控制。除尘器的各个部分可根据要求进行自动或者手动控制，本发明最好依据需求设置联动。

针对以上技术方案的进一步改进，所述自洁式除尘器还包括恒温控制系统。

本发明的又一实施例提供的一种用于自洁式除尘器的除尘与清灰方法，用于从含尘气体中将颗粒物分离出来并加以捕集、回收，实现清灰效果好、净化效率高、处理气量大、过滤器寿命长、维修工作量小、运行安全可靠的自动化清灰。包括以下步骤：

(1)将腔室分为n组；

(2)第1组腔室处于清灰模式，其他组腔室处于除尘模式；

(3)第2组腔室处于清灰模式，其他组腔室处于除尘模式；

……

(n+1)第n组腔室处于清灰模式，其他组腔室处于除尘模式；

(n+2)重复进行以上(2)至(n+1)步骤，使所有腔室反复、交替进行除尘或清灰过程。

针对以上技术方案的进一步改进，除尘模式步骤为：

①开启风机，使箱体内空间处于通风状态下；

②将含尘气体通过进风管道通入箱体；

③开启腔室的进气口和出气口，含尘气体在风机的作用下通入腔室的过滤器；

④含尘气体透过过滤器，将颗粒粉尘附着在过滤器迎尘层上；

⑤经过过滤的洁净气体在风机的作用下从出气口排入出风管道，进而排出除尘器。

针对以上技术方案的进一步改进，清灰模式步骤为：

①关闭腔室的出气口，进入清灰模式；

②含尘气体从腔室上方的进气口进入过滤器；

③在风机作用下，含尘气体自上向下运动，将过滤器上附着的灰尘吹向灰斗；含多种颗粒的含尘气体从过滤器下方的出尘口被带入灰斗，大颗粒掉入灰斗，含细小颗粒的含尘气体进入相邻的腔室；

④开启腔室的出气口，结束清灰模式。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

1、过滤器不需要袋笼袋骨，过滤器零摩擦，不易损坏；

2、省略了喷吹或振动系统，构造简单，节约成本，便于维修和安装；

3、保持一次粉尘层的完整性，能够适应更小颗粒的除尘与清灰，针对pm2.5等细颗粒有较强清灰效果；

4、不同腔室交替清灰，过滤风速高，处理气量大，清灰效果好，提高过滤效率20％，运行安全可靠、自动化程度高。

附图说明

图1是本发明实施例整体结构示意图；

图2是本发明实施例俯视剖面结构示意图；

图3是本发明实施例侧视剖面结构示意图；

图4是本发明实施例过滤器材料结构示意图；

图5是本发明实施例的除尘与清灰流程图；

其中：1-箱体、2-进风管道、3-出风管道、4-灰斗、5-腔室、51-第一腔室、52-第二腔室、53-第三腔室、54-第四腔室、6-过滤器、7-进气口、8-出气口、9-风机、10-花板、12-旁路系统、13-旁路阀、14-橡胶密封条。

具体实施方式

本发明实施例一提供了一种自洁式除尘器，用于从含尘气体中将颗粒物分离出来并加以捕集、回收。以下将结合附图和具体实施例详细描述本发明实现过程。

一种自洁式除尘器，如图1、图2所示，包括：用于支撑和保护作用的箱体1；进风管道2和出风管道3，分别用于通入含尘气体和排出洁净气体。进风管道2将过滤风速控制在1.4m/min以下。灰斗4设置在箱体1下方，用于接收除尘器所捕集的粉尘，在灰斗4下方还设置有立柱，起到支撑作用。

所述的箱体1内包含8个腔室5，进风管道2设置在箱体1内部，8个腔室5以进风管道2为中线对应分布在箱体1内。箱体1与进风管道2平行的两个外壁上设有两条出风管道3；两条出风管道3均连接到风机9，在风机9处汇合。本实施例中采用的风机9是负压风机。

每个腔室5带有一个进气口7和一个出气口8；进气口7连接进风管道2；出气口8连接出风管道3；出风管道3连接一个风机9。进气口7和出气口8设置在腔室5两个不同的面上，且进气口位于腔室5的上方，将含尘气体通入过滤器内；出气口8位于腔室5的侧面下方。这里的进风管道2和出风管道3位置可以根据实际需要改变，如将腔室一字型排开，箱体1一面设置一个进风管道2，另一面设置一个出风管道3等。

腔室5上方设置有花板10，用于支撑过滤器6；过滤器6通过过滤固定座固定在花板10上，并悬吊于腔室5内部。图4所示，过滤固定座上设有橡胶密封条。花板10直接承受过滤器6及其附属零件重量、面板积灰、过滤器6内表面粘灰、气压等载荷。在花板10与过滤器6之间设置橡胶密封条，能够防止过滤器6漏气，避免降低过滤效果。

过滤器6用于捕集气体中固体粒子。过滤器6的滤料是除尘设备的关键材料，根据待处理气体和粉尘的性质选择合适的滤料对除尘设备的正常运行和运行效果有着重要的影响。实际应用中需要考虑气体温度、湿度、粉尘颗粒大小、气体化学性质、气布比、颗粒磨损等因素选择合适的滤料。袋式过 滤器除采用PPS材料外，也可以采用涤纶、玻纤等材料。本实施例中所述的过滤器6为袋式过滤器，采用纺粘长丝过滤材料的滤袋，这种滤袋为直筒状的多层结构，每一层结构均为长丝纤维铺置成的网状。见图5，每一层的长丝直径不同，迎尘层长丝直径最小，从迎尘层开始长丝直径逐步增大。每一层的孔径大小也不同，迎尘层孔径最小，从迎尘层开始孔径逐步增大。这种滤袋与本发明的清灰方法想配合，采用表层过滤的方式，迎尘层孔径最小，将粉尘过滤在布料外，不会造成过滤材料阻塞，沉积在表层的灰尘易于清除，过滤效果好；不需要袋笼袋骨，易于生产，节约成本。

本实施例还包括旁路系统12。所述旁路系统12分别连接进风管道2和出风管道3，通过旁路阀13控制其开启或关闭，用于排放温度过高或过低的气体，保护过滤器6。当含尘气体温度低于或高于过滤器6承受范围时，开启旁路阀13。除尘设备在使用过程中所处理的烟气的温度是变化的，当烟气的温度低于露点温度时，会造成除尘设备的过滤器6出现糊袋现象；当烟气的温度高于除尘设备的过滤器6最高使用温度时，会造成袋式除尘器的过滤器6出现烧袋现象；另外，在锅炉出现爆管或加油助燃时，除尘设备的过滤器6都会出现糊袋现象。这些现象的产生，均会造成除尘设备无法正常运行，影响过滤器6的使用寿命。因此，可以通过为除尘设备增设旁路烟道和旁路阀13来保护过滤器6，延长过滤器6的使用寿命。

本实施例还包括电气控制系统，所述电气控制系统采用可编程序控制器进行控制，将除尘器设备阻力设定为小于1500Pa，实现自动化控制。除尘器的各个部分可根据要求进行自动或者手动控制，依据需求也可以设置联动。

本实施例还包括恒温控制系统。所述的恒温控制系统可以依据使用环境的需要采用不同的冷却控制方式。

参见图5，本发明的又一实施例提供了一种用于自洁式除尘器的除尘与清灰方法，用于从含尘气体中将颗粒物分离出来并加以捕集、回收，实现清灰 效果好、净化效率高、处理气量大、过滤器寿命长、维修工作量小、运行安全可靠的自动化清灰。包括以下步骤：

(1)将腔室分为4组，相对于进风管道2对称的两个腔室5为一组；

(2)第1组腔室处于清灰模式，其他组腔室处于除尘模式；

(3)第2组腔室处于清灰模式，其他组腔室处于除尘模式；

(4)第3组腔室处于清灰模式，其他组腔室处于除尘模式；

(5)第4组腔室处于清灰模式，其他组腔室处于除尘模式；

(6)重复进行以上(2)至(5)步骤，使所有腔室反复、交替进行除尘或清灰过程。

这里也可以根据实际情况设定以他的分组方式，或间隔清灰方式，也可以改变进入清灰模式的时间顺序。最好是使相邻的两个腔室在不同的时间段进入清灰模式。

具体的除尘模式步骤为：

①开启风机，使箱体1内空间处于状态下；

②将含尘气体通过进风管道2通入箱体1；

③开启腔室5的进气口7和出气口8，含尘气体在风机9的吸引下通入腔室5的过滤器6；

④含尘气体透过过滤器6壁向外运动，将颗粒粉尘附着在过滤器6内壁上；

⑤经过过滤的洁净气体在风机9的作用下从出气口8排入出风管道3，进而排出除尘器。

具体的清灰模式步骤为：

①关闭腔室的出气口，进入清灰模式；

②含尘气体从腔室上方的进气口进入过滤器；

③在风机作用下，含尘气体从过滤器下方的出尘口被吸出到相邻的腔室；含尘气体自上向下运动，将过滤器上附着的灰尘吹向灰斗；

④开启腔室的出气口，进入除尘模式。

为防止清灰过程中第③步行程二次扬尘，还可以在腔室的下方，安装有若干个电极板，电极板垂直于地面设置，并且面朝与之相邻的腔室的方向，或者面向相邻的腔室，并且形成一定角度，使来自相邻腔室的粉尘刚好被电极板吸收。

本发明提供了一种与现有技术完全不同的清灰方式，除尘器的除尘效果与其清灰机构密不可分。清灰不干净，则除尘效果降低，且容易阻塞过滤器；清灰过于干净，则容易破坏过滤器的一次粉尘层，同样会降低除尘效果，无法达到排放标准。采用本发明的自洁式除尘器及其除尘与清灰方法，通过在除尘模式和清灰模式时改变气流的运动方向，从而达到除尘和清灰的目的，省略了喷吹或振动系统，构造简单，节约成本，便于维修和安装；过滤器不需要袋笼袋骨，清灰过程中过滤器零摩擦，不易损坏；有效保持一次粉尘层的完整性，能够适应5毫克一下的更小颗粒的除尘与清灰，针对pm2.5等细颗粒有较强清灰效果；不同腔室交替清灰，过滤风速高，处理气量大，清灰效果好，提高过滤效率20％，运行安全可靠、自动化程度高。

以上对本发明所提供的一种自洁式除尘器及其除尘与清灰方法的实施例进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上可依据实际需要做相应变化。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。