用于易结露气体的气固分离装置的制作方法

1.本发明属于环保、化工领域，具体涉及一种用于易结露气体的气固分离装置。


背景技术：

2.易结露气体与固体(粉末)发生气固反应过程中，会产生大量含有易结露气体及固体粉末的尾气，使用常规的气固分离装置对尾气进行气固分离时，所含易结露气体容易结露冷凝，堵塞过滤器，影响气固分离效果；另一方面，气固分离装置上的过滤器截留的物料需要及时清除，否则影响过滤器的寿命。因此，亟需要一种可过滤易结露气体，并且能够将固体颗粒从过滤器上及时清除的气固分离装置。


技术实现要素：

3.本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种用于易结露气体的气固分离装置。
4.本发明是通过以下技术方案实现的：
5.一种用于易结露气体的气固分离装置，包括气体缓冲腔、过滤机构、加热体、反吹机构、差压式变送器和气体抽取机构，所述过滤机构设置于所述气体缓冲腔内部，所述加热体套设于所述气体缓冲腔外部，所述差压式变送器通过管路连接于所述气体缓冲腔的进气口与出气口之间；所述反吹机构一端连接压缩空气供给机构，另一端伸入所述气体缓冲腔内；所述气体缓冲腔的进气口连接反应腔的出气口，所述气体缓冲腔的出气口连通气体抽取机构。
6.在上述技术方案中，所述气体缓冲腔底部为圆锥底，底部中间形成进气口，所述出气口形成于所述气体缓冲腔上部外壁；所述进气口与出气口均采用金属密封的cf50法兰结构。
7.在上述技术方案中，所述气体缓冲腔的壁厚通过如下公式确定：
[0008][0009]
其中，p用于表征所述气体抽取机构抽取气体时的抽取压力，单位为 mpa，e用于表征气体缓冲腔所用材质的弹性模量，单位为mpa，δ
min
用于表征气体缓冲腔的壁厚的最小值，单位为mm，d0用于表征气体缓冲腔内壁的直径，单位为mm，l用于表征气体缓冲腔的高度，单位为mm，m用于表征安全系数。
[0010]
在上述技术方案中，所述过滤机构包括至少一个过滤器，过滤器通过安装板固定于气体缓冲腔内部，安装板通过紧固螺栓与气体缓冲腔固定连接。
[0011]
在上述技术方案中，当所述过滤器的数量为多个时，多个所述过滤器沿圆周均布
设置；且所述过滤器的数量通过如下公式确定：
[0012][0013]
其中，n用于表征过滤器的数量；q用于表征待处理的易结露气体的总流量，单位为m3/s；d用于表征过滤器的直径，单位为m；l用于表征过滤器的有效长度，单位为m；v
c
用于表征过滤器过滤气体的过滤速度，单位为 m/s。
[0014]
在上述技术方案中，所述气体缓冲腔的出气口与气体抽取机构之间还连通有冷凝器。
[0015]
在上述技术方案中，所述加热体包括两个铰链连接的加热单体、测温热电偶和防爆接线盒，加热单体为中空的半圆柱型，两个加热单体组成中空圆柱体结构，所述加热单体包括自外而内依次设置的外壳、保温层、发热体和炉胆，测温热电偶穿透所述加热单体与所述气体缓冲腔的外壁接触。
[0016]
在上述技术方案中，所述加热单体顶部边缘设置豁口，出气口从豁口处伸出。
[0017]
在上述技术方案中，所述反吹机构包括主管、与主管连接的分管以及设置于主管上的阀门，主管一端连接压缩空气供给机构，分管出口设置喷嘴，且喷嘴位于过滤器正上方，分管与过滤器的数量一致。
[0018]
在上述技术方案中，所述差压式变送器与进气口连接的管路上设置散热翅片。
[0019]
本发明的有益效果是：
[0020]
本发明提供了一种用于易结露气体的气固分离装置，加热体给气体缓冲腔加热，使得气体缓冲腔内部温度升高，可以避免分离过程中易结露气体的冷凝；过滤机构具有截留物料分离收集的功能，实现了含有易结露气体过滤；利用差压式变送器检测进气口和出气口之间的压力差，来确定过滤机构是否堵塞；利用反吹机构将过滤机构上截留的固体颗粒吹离，以疏通过滤机构。气固分离装置通过含水量60vol.％气体进行试验测试，气固分离装置保温温度200℃，5微米以上颗粒物(气溶胶发生器产生)过滤效果可以达到95％(计数法)以上。
附图说明
[0021]
图1是本发明用于易结露气体的气固分离装置的结构示意图；
[0022]
图2是本发明用于易结露气体的气固分离装置的俯视图(去除加热体外壳)；
[0023]
图3是本发明用于易结露气体的气固分离装置中安装板的装配结构示意图；
[0024]
图4是本发明用于易结露气体的气固分离装置中加热体打开状态下的结构示意图；
[0025]
图5是本发明用于易结露气体的气固分离装置中加热单体的剖面图；
[0026]
图6是本发明用于易结露气体的气固分离装置的装配位置示意图。
[0027]
其中：
[0028]
1气体缓冲腔
[0029]
11进气口
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12出气口
[0030]
2过滤机构
[0031]
21过滤器
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22安装板
[0032]
23紧固螺栓
[0033]
3加热体
[0034]
31外壳
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32保温层
[0035]
33发热体
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34炉胆
[0036]
35豁口
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36测温热电偶
[0037]
37防爆接线盒
[0038]
4反吹机构
[0039]
41主管
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42分管
[0040]
43阀门
[0041]
5差压式变送器
[0042]
51散热翅片
[0043]
6反应腔
[0044]
7冷凝器
[0045]
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
[0046]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案，下面结合说明书附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0047]
如图1～5所示，一种用于易结露气体的气固分离装置，包括气体缓冲腔 1、过滤机构2、加热体3、反吹机构4、差压式变送器5和气体抽取机构，所述气体缓冲腔1的进气口11连接反应腔6的出气口，气体缓冲腔1的出气口12连通气体抽取机构，
[0048]
其中，反应腔6的出气口排出的气体为包含有固体颗粒的易结露气体。
[0049]
所述气体缓冲腔1为中空的圆柱形结构，其底部为圆锥底，底部中间形成进气口11，出气口12形成于气体缓冲腔1上部外壁。气体缓冲腔1顶部设置可拆卸的顶盖，便于对气体缓冲腔1内部的设备进行维修更换。顶盖顶面设置把手，便于整体装置的搬运。所述进气口11与出气口12可以均采用金属密封的cf50法兰结构，保证高温条件下的装置的密封性。
[0050]
在本发明一个实施例中，气体抽取机构通过从出气口12抽取气体缓冲腔1内的气体，使得气体缓冲腔1内过滤机构2与出气口12之间的压力，小于过滤机构2与进气口11之间压力，从而使得易结露气体能够经过过滤机构2过滤后从出气口排出。
[0051]
由于气体抽取机构在抽取气体时对应一定的抽取压力，为保证气固分离过程中气体缓冲腔1能够承受住该抽取压力，在本发明一个实施例中，气体缓冲腔1的壁厚可以通过如下公式确定：
[0052][0053]
其中，p用于表征所述气体抽取机构抽取气体时的抽取压力，单位mpa， e用于表征
气体缓冲腔1所用材质的弹性模量，单位mpa，δ
min
用于表征气体缓冲腔1的壁厚的最小值，单位mm，d0用于表征气体缓冲腔1内壁的直径，单位mm，l用于表征气体缓冲腔1的高度，单位mm，m用于表征安全系数，无单位，安全系数m优选取值为3。
[0054]
所述过滤机构2设置于气体缓冲腔1内部，包括至少一个过滤器21(本实施例中为三个)，过滤器21可以通过安装板22固定于气体缓冲腔1内部。所述过滤器21为耐高温不锈钢烧结金属过滤器。当过滤机构2包括多个过滤器21时，该多个过滤器21可以沿圆周均布设置。所述安装板22通过紧固螺栓23与气体缓冲腔1固定连接。过滤机构2的结构设计可实现多只过滤器21滤芯的同时更换。
[0055]
在本发明一个实施例中，过滤器21的数量可以通过如下公式确定：
[0056][0057]
其中，n用于表征过滤器21的数量；q用于表征待处理的易结露气体的总流量；d用于表征过滤器21的直径；l用于表征过滤器21的有效长度；v
c
用于表征过滤器21过滤气体的过滤速度，一般控制在0.018～0.027m/s范围内。
[0058]
在本发明一个实施例中，所述气体缓冲腔1的出气口12与气体抽取机构之间还连通有冷凝器7，该冷凝器7用于将从出气口12排出的已去除固体颗粒的易结露气体冷凝，以便对冷凝后的结露进一步处理。
[0059]
所述加热体3套设于气体缓冲腔1外部，其包括两个铰链连接的加热单体、测温热电偶36和防爆接线盒37，加热单体为中空的半圆柱型，两个加热单体组成中空圆柱体结构，所述加热单体包括自外而内依次设置的外壳31、保温层32、发热体33和炉胆34，测温热电偶36穿透所述炉胆34与气体缓冲腔1的外壁接触；保温层32为岩棉材质，发热体33为4kw～6kw功率，炉胆34为硅酸盐材质。加热体3的此种结构设置，可以实现炉体的快速开合与检维修，并且能够实现温度的精确调节。加热单体顶部边缘设置豁口35，便于出气口12从豁口出伸出，以及差压式变送器5与出气口12连接管路的设置。
[0060]
所述反吹机构4设置于气体缓冲腔1上方，其包括主管41、与主管41 连接的分管42以及设置于主管41上的阀门43，主管41一端连接压缩空气供给机构，分管42出口设置喷嘴，且喷嘴位于过滤器21正上方，分管42 与过滤器21的数量一致。
[0061]
所述差压式变送器5通过管路连接于气体缓冲腔1的进气口11与出气口12之间，实现对过滤器21前后压力变化的检测，差压式变送器5与进气口11连接的管路上设置散热翅片51，避免高温对压力测量的影响。
[0062]
本发明的工作原理：
[0063]
本发明的气固分离装置四周安装有开合式电加热体，最高可将过滤器整体加热至500℃，并可根据易结露气体属性，调整保温温度，将气固分离装置温度控制到气体结露温度以上，避免出现冷凝现象。
[0064]
本发明的工作过程：
[0065]
如图6所示，反应腔6的出口排除的尾气通过进气口11进入气固分离装置，气体经过滤器后，过滤器21将固体颗粒物分离，分离后的易结露气体，经冷凝器3冷凝下来，尾气排入通风管道。由于过滤器21前后安装有差压式压力变送器5测量过滤器21前后压差，当达到一定值(比如550pa) 后，打开反吹机构4的阀门43通入6bar以上的压缩空气，进行反吹，将
过滤器21上粘附的物料反吹下来。反吹下来的物料落入反应腔6内，继续进行气固反应。
[0066]
本发明易结露气体气固分离装置实现了含有易结露气体过滤，试验通过含水量60vol.％气体进行测试，气固分离装置保温温度200℃，5微米以上颗粒物(气溶胶发生器产生)过滤效果可以达到95％(计数法)以上。
[0067]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0068]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0069]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0070]
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。