一种高效烟气过滤装置的制作方法

1.本实用新型涉及烟气过滤领域，具体涉及一种高效烟气过滤装置。


背景技术：

2.在我国经济蓬勃发展的大浪潮中，以资源、能源消耗为主的冶金、钢铁、水泥、发电、化工、建材、垃圾焚烧处理等工业的发展极大地改善了人们的物质生活。但这些行业在工业生产过程中，都会释放出大量的微型空气污染物，如粉尘、烟尘、so2、no、no2和有机碳氢化合物等粒子。随着人们生活水平以及健康意识的提高，对空气质量的要求也越来越高，工业领域的各类炉窑、锅炉产生的污染物的允许排放值在逐年降低。当前，我国主要是通过监测空气中so2、no2及可吸入颗粒物(pm 10)的浓度来评判城市空气质量的好坏，为了更大程度地减小污染物排放，特别是工业生产中大量二氧化硫、工业粉尘及烟尘的排放对人们口常生活的影响，对过滤材料的深入研究显得十分必要。
3.但高温烟气对于滤料的腐蚀作用来源于多个方面的共同影响，不仅仅腐蚀气体的类型和浓度，包括烟气温度，烟尘颗粒物，滤料所受应力，热流量变化等在内多种影响因素都对滤料在高温烟气中的腐蚀进程产生影响。常见的耐高温滤料尚不能满足高温除尘的各项要求，如玻璃纤维滤料耐温性、耐折性差；陶瓷多孔滤料抗热振能力差，寿命短，成本高。单一的滤料难以长期适用化工烟气的过滤除尘。
4.基于此，适用于复杂环境且过滤效率高、耐高温腐蚀的过滤装置的开发对于化工烟气的处理排放具有极其重要的意义。


技术实现要素：

5.本实用新型是为克服上述现有技术的不足，对过滤单元上做了改进，过滤单元设置为二级过滤，过滤效率高，能长期适用于高温复杂环境。
6.本实用新型的目的在于提供一种高效烟气过滤装置，以解决现有技术存在的技术问题。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高效烟气过滤装置，该过滤装置包含：
8.外壳体；
9.灰斗，所述的灰斗设于外壳体底部与外壳体内部连通；
10.所述的外壳体下端靠近灰斗的位置设有除尘烟气进口，外壳体侧壁上端设有除尘烟气出口；
11.于外壳体内自垂直方向依次布置的第一过滤单元、第二过滤单元；
12.其特征在于：
13.所述的第一过滤单元自下至上依次包含迎尘层、颗粒过滤层以及支撑层；
14.所述的第二过滤单元为若干层不锈钢粉末烧结膜；
15.进一步地，迎尘层为芳纶纳米纤维膜，优选芳纶1313纳米纤维膜或芳纶1314纳米
纤维膜中的一种。
16.进一步地，所述的芳纶纳米纤维膜厚度为100-200μm。所述的芳纶纳米纤维膜的纤维细度为10-100nm。
17.进一步地，所述的颗粒过滤层为玻璃纤维针刺毡，所述的玻璃纤维针刺毡是由若干层玻璃纤网针刺而成；
18.其中，玻璃纤维针刺毡每平方米的总重量不小于350g，且不大于380g；厚度优选为1-2mm。
19.进一步地，所述的支撑层为不锈钢纤维横纵交错缠结形成的网格结构；厚度优选为0.5-1mm。
20.进一步地，所述的不锈钢粉末烧结膜为粉末烧结金属多孔材料构成，是一种厚度为100-200μm的金属膜。
21.进一步地，所述的外壳体顶端设有反冲气体进口。
22.进一步地，所述的第一过滤单元设置于第二过滤单元的正下方。
23.进一步地，所述的灰斗设置有2个，灰斗下方设置有出灰口；所述的除尘烟气进口位于两个灰斗之间。
24.与现有技术相比，本实用新型具有如下技术效果：
25.1、玻纤滤料虽能在300℃下连续运行，但玻纤性脆，在曲挠磨损上的抗性极差，不耐磨不耐折。如果遇到脉冲或清灰剧烈，滤料很容易损坏；其与不锈钢纤维制成的支撑层相结合，不锈钢纤维提供稳定的支撑和耐折性能；能够承受较高压力反吹“清洗”而不破碎，同时还能承受高温烟气中酸、碱环境的腐蚀，并具有稳定的化学性质、适宜的机械强度和优良的抗热震性能。
26.2、芳纶纤维具有高强度和轻质的优异特性，同时具有高耐热性能，将其设置于第一过滤单元的表层(即面向除尘烟气进口的第一层)，具有较小的纤维线密度，可很好地吸附过滤化工烟气中的粉尘粒子，极大程度上提高了滤料的过滤效率。与玻璃纤维针刺毡以及不锈钢纤维支撑层组合构成的第一过滤单元，能够长期在300℃的高温环境下起到良好的过滤功效，还可承受450℃左右的瞬间高温，能过滤大约93-95％的粉尘颗粒。
27.3、化工除尘多为高温氧化、硫化气氛，强酸碱性等恶劣环境，设置不锈钢粉末烧结膜制成的第二过滤单元，可作为第二道防线，对粉尘微粒进行二次拦截；且不锈钢粉末烧结膜过滤精度高，孔隙稳定，机械强度高，能有效去除悬浮物和微粒，在450摄氏度强酸碱性环境下可长期使用，安装和使用简单，组装性好。
28.4、经过第一过滤单元、第二过滤单元双层过滤，使得该过滤装置的除尘效率可以达到98％，可以有效地降低可吸入粉尘的浓度。
附图说明
29.图1为本实用新型高效烟气过滤装置的整体结构示意图；
30.图2为本实用新型第一过滤单元的结构示意图。
31.附图中：10、过滤装置；20、外壳体；30、第一过滤单元；31、迎尘层；32、颗粒过滤层；33、支撑层；40、第二过滤单元；50、灰斗；60、除尘烟气进口；70、除尘烟气出口；80、反冲气体进口。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
35.实施例1：请参阅图1和图2，
36.该过滤装置10包含：
37.外壳体20；
38.灰斗50，所述的灰斗50设于外壳体底部与外壳体内部连通；
39.所述的外壳体20下端靠近灰斗50的位置设有除尘烟气进口60，外壳体20侧壁上端设有除尘烟气出口70；所述的外壳体顶端设有反冲气体进口80。
40.于所述的外壳体20内自垂直方向自下而上依次布置的第一过滤单元30、第二过滤单元40；
41.所述的第一过滤单元30自下至上依次包含迎尘层31、颗粒过滤层32以及支撑层33；
42.所述的第二过滤单元40为2层不锈钢粉末烧结膜；
43.其中，迎尘层31优选厚度200微米的芳纶1313纳米纤维膜，纤维细度为10-100nm。
44.所述的颗粒过滤层32为4层玻璃纤网针刺而成玻璃纤维针刺毡；厚度为2mm，总重量380g/m2。
45.所述的支撑层33为不锈钢纤维横纵交错缠结形成的网格结构；厚度优选为1mm。
46.所述的不锈钢粉末烧结膜为粉末烧结金属多孔材料构成，是一种厚度为100-200μm的金属膜。
47.本实施例中，灰斗优选设置2个，灰斗下方设置有出灰口；除尘烟气进口位于两个灰斗之间。
48.在制备过程中，四层玻璃纤网针刺形成玻璃纤维针刺毡之后，均匀喷撒pe粉末，加热至75-80℃，芳纶1313纳米纤维膜和支撑层分别粘附于玻璃纤维针刺毡表面，形成第一过滤单元。
49.工作原理：关闭除尘烟气出口处的阀门和反冲气体进口处的阀门，开启除尘烟气进口处的阀门(三处阀门均为现有技术)，从除尘烟气进口处通入粉状微粒，在迎尘层31、颗粒过滤层32的阻挡和吸附作用下，大量微粒附着迎尘层下表面，也可进一步阻挡烟气中微粒的穿过；同时微粒由于自重，也会部分落入灰斗中，起到自动收集灰尘的作用；在气流的作用下，穿过第一过滤单元的微粒，会被结构致密的双层不锈钢粉末烧结膜进一步拦截。当需开启反冲气体阀门时，关闭除尘烟气进口处的阀门和除尘烟气出口处的阀门，通入反冲
气体，在气流的作用下，吸附于第一过滤单元30表面的微粒吹落至外壳体下方的灰斗中，进行灰尘收集。经双层过滤过滤后的气体，开启除尘烟气出口处的阀门排出，可进行下一步的化工处理工序。
50.本发明与现有技术的不同之处在于：现有单一的滤料难以长期适用化工烟气的过滤除尘，本发明采用双层过滤模式，将包含迎尘层31、颗粒过滤层32以及支撑层33的第一过滤单元设置于下方，2层不锈钢粉末烧结膜设置于第一过滤单元的正上方。与玻璃纤维针刺毡以及不锈钢纤维支撑层组合构成的第一过滤单元，能够长期300℃的高温环境下起到良好的过滤功效，还可承受400℃左右的瞬间高温，能过滤大约93-95％的粉尘颗粒。设置不锈钢粉末烧结膜制成的第二过滤单元，可作为第二道防线，对灰尘微粒进行二次拦截；经过第一过滤单元、第二过滤单元双层过滤，使得该过滤装置的除尘效率可以达到98％，可以有效地降低可吸入粉尘的浓度。
51.实施例2：该过滤装置10包含：
52.外壳体20；
53.灰斗50，所述的灰斗50设于外壳体底部与外壳体内部连通；
54.所述的外壳体20下端靠近灰斗的位置设有除尘烟气进口60，外壳体20侧壁上端设有除尘烟气出口70；所述的外壳体顶端设有反冲气体进口80。
55.于所述的外壳体20内自垂直方向自下而上依次布置的第一过滤单元30、第二过滤单元40；
56.所述的第一过滤单元30自下至上依次包含迎尘层31、颗粒过滤层32以及支撑层33；
57.所述的第二过滤单元40为2层不锈钢粉末烧结膜；
58.所述的迎尘层优选厚度150微米的芳纶1313纳米纤维膜，纤维细度为10-100nm。
59.所述的颗粒过滤层32为3层玻璃纤网针刺而成玻璃纤维针刺毡；厚度为1.5mm，总重量350g/m2。
60.所述的支撑层33为不锈钢纤维横纵交错缠结形成的网格结构；厚度优选为1mm。
61.所述的不锈钢粉末烧结膜为粉末烧结金属多孔材料构成，是一种厚度为200μm的金属膜。
62.本实施例中，灰斗设置4个，灰斗下方设置有出灰口；4个灰斗环绕除尘烟气进口设置，这样更便于不同位置的微粒落入灰斗。
63.在制备过程中，3层玻璃纤网针刺形成玻璃纤维针刺毡之后，均匀喷撒pe粉末，加热至75-80℃，芳纶1313纳米纤维膜和支撑层分别粘附于玻璃纤维针刺毡表面，形成第一过滤单元。
64.该结构的第一过滤单元能够承受粉尘的自重以及清灰时压缩空气对过滤单元的冲击力，长期在300℃左右的高温环境下起到良好的过滤功效，还可承受450℃左右的瞬间高温，第一过滤单元过滤精度约为93-95％；配合第二过滤单元，该过滤装置的过滤精度高达98％以上。
65.实施例2与实施例1工作原理基本相同，不同的是：材质的选取以及厚度略有不同，经多次试验，本实施例与实施例1过滤精度均可达到98％以上，大大降低可吸入粉尘的浓度，值得在业内推广。
66.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
67.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种高效烟气过滤装置，该过滤装置包含：外壳体；灰斗，所述的灰斗设于外壳体底部与外壳体内部连通；所述的外壳体下端靠近灰斗的位置设有除尘烟气进口，外壳体侧壁上端设有除尘烟气出口；于外壳体内自垂直方向依次布置的第一过滤单元、第二过滤单元；其特征在于：所述的第一过滤单元自下至上依次包含迎尘层、颗粒过滤层以及支撑层；所述的第二过滤单元为若干层不锈钢粉末烧结膜。2.根据权利要求1所述的高效烟气过滤装置，其特征在于：所述的迎尘层为芳纶纳米纤维膜。3.根据权利要求2所述的高效烟气过滤装置，其特征在于：所述的芳纶纳米纤维膜厚度为100-200μm，所述的芳纶纳米纤维膜的纤维细度为10-100nm。4.根据权利要求1所述的高效烟气过滤装置，其特征在于：所述的颗粒过滤层为玻璃纤维针刺毡，玻璃纤维针刺毡是由若干层玻璃纤网针刺而成。5.根据权利要求4所述的高效烟气过滤装置，其特征在于：所述的玻璃纤维针刺毡每平方米的总重量不小于350g，且不大于380g；厚度优选为1-2mm。6.根据权利要求3所述的高效烟气过滤装置，其特征在于：所述的支撑层为不锈钢纤维横纵交错缠结形成的网格结构；厚度优选为0.5-1mm。7.根据权利要求1所述的高效烟气过滤装置，其特征在于：所述的第二过滤单元为2层不锈钢粉末烧结膜堆叠形成。8.根据权利要求1-7任一项所述的高效烟气过滤装置，其特征在于：所述的外壳体顶端设有反冲气体进口。9.根据权利要求3所述的高效烟气过滤装置，其特征在于：所述的第一过滤单元设置于第二过滤单元的正下方。10.根据权利要求9所述的高效烟气过滤装置，其特征在于：所述的灰斗设置有2个，灰斗下方设置有出灰口；除尘烟气进口位于两个灰斗之间。

技术总结
本实用新型公开了一种高效烟气过滤装置，该过滤装置包含：外壳体和灰斗，所述的灰斗设于外壳体底部与外壳体内部连通；所述的外壳体下端靠近灰斗的位置设有除尘烟气进口，外壳体侧壁上端设有除尘烟气出口；于外壳体内自垂直方向依次布置的第一过滤单元、第二过滤单元。第一过滤单元能够承受粉尘的自重以及清灰时压缩空气对滤料的冲击力，长期在300℃左右的高温环境下起到良好的过滤功效，还可承受450℃左右的瞬间高温，第一过滤单元过滤精度约为93-95％；配合两层不锈钢粉末烧结膜制成的第二过滤单元，利用其高孔隙率以及巨大的比表面积，大大提高了容尘量，该过滤装置的过滤精度高达98％以上。高达98％以上。高达98％以上。


技术研发人员：白宇 李仲凯 张立志 李新 毕永刚 隋昌平
受保护的技术使用者：白宇
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/9/16