一种自动调节滤料速度的移动床颗粒除尘装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了自动调节滤料速度的移动床颗粒除尘装置和方法，属于高温除尘领域。装置包括颗粒床过滤器、床层内部压力测量装置和移动床颗粒流动控制装置。方法包括四个步骤：固定床模式的初始状态、形成滤饼，表面过滤、穿透滤饼，深层过滤、关闭电机，移动停止。床层内部压力测量装置用于测量颗粒床的表面压降和深层压降，当表面压降曲线斜率大于深层压降曲线斜率时，颗粒床过滤器为固定式颗粒床；当表面压降曲线斜率小于深层压降曲线斜率时，颗粒床过滤器在移动床颗粒流动控制装置的控制下变化为移动式颗粒床。这样既充分利用了固定床滤饼过滤的高分离效率，又发挥了移动床连续运行的优点，提高了滤料的利用率同时降低了设备的能耗。

A moving bed particle dedusting device and method for automatically adjusting the speed of filter material

【技术实现步骤摘要】
一种自动调节滤料速度的移动床颗粒除尘装置和方法
本专利技术属于高温除尘领域，特别涉及一种自动调节滤料速度的移动床颗粒除尘设备及方法。
技术介绍
颗粒床过滤器用颗粒介质作为滤料，以达到净化气体的目的，具有耐高温、抗冲击、抗磨损、除尘效率较高、性能稳定及滤料颗粒成本低等优点，因此被认为是最有发展前景的高温干法除尘技术之一。颗粒床过滤器分为两类：一类是固定床颗粒过滤器，除尘效率高但需要间歇操作来清灰；另一类是移动床颗粒过滤器，可实现连续操作但除尘效率略低于固定床颗粒除尘器。颗粒床过滤过程存在着表面过滤和深层过滤两种状态。在一定条件下，滤料颗粒表面形成滤饼的表面过滤会提高颗粒床对微细粉尘的捕集效率。滤饼的形成显著提高除尘效率这一现象首先在固定床颗粒过滤器中发现。Miyamoto(1975)注意到过滤时初始除尘效率很低，但随着粉尘的积累效率迅速提高；Squires(1991)在研究百页窗形式的固定床用于燃煤飞灰的除尘过程中，也发现了在床层表面形成了粉尘滤饼。固定床颗粒过滤中形成粉尘滤饼是非稳态过程，粉尘滤饼的厚度随着时间逐渐增大而压降急剧升高，在达到某一时刻后粉尘滤饼会被穿透而进入深层过滤状态。然而，很少有人关注基于颗粒床内粉尘沉积状态来对颗粒床过滤过程进行控制。由此，本专利技术提出了一种自动调节滤料移动速度的移动床颗粒除尘装置及方法，将颗粒床过滤器床层内部粉尘沉积状态通过压力变化来反映，通过压力信号控制颗粒床的运行模式。既充分利用了固定床滤饼过滤的高分离效率，又发挥了移动床连续运行的优点，提高了滤料的利用率同时降低了设备的能耗。MiyamotoS,BohnHL.Filtrationofairborneparticulatesbygravelfilters:collectionefficiencyandpressuredroponfilteringfume.JournaloftheAirPollutionControlAssociation,1975,25(1):40-43.SquiresAM,PfefferR.Panelbedfiltersforsimultaneousremovalofflyashandsulfurdioxide.JournaloftheAirPollutionControlAssociation,1970,20(8):534-538.
技术实现思路
本专利技术提出了一种自动调节滤料速度的移动床颗粒除尘装置及方法，基于颗粒床内粉尘沉积的压力变化来调节颗粒床过滤器中的滤料运动，实现了固定床高效过滤和移动床的自动卸料，提高了滤料的利用率同时降低了设备的能耗。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种自动调节滤料速度的移动床颗粒除尘装置，包括颗粒床过滤器、床层内部压力测量装置和移动床颗粒流动控制装置。颗粒床过滤器采用逆流式移动床颗粒过滤形式，包括颗粒床过滤器本体、与其顶部连通的加料罐、位于其侧壁上的进气分布器和位于其底部的螺旋输送器。加料罐与颗粒床过滤器本体的连接处设有洁净气体出口；含尘气体经进气分布器进入颗粒床内，经滤料颗粒过滤，由洁净气体出口排出；螺旋输送器将含尘滤料排出，滤料颗粒由上至下依靠重力流动，加料罐内滤料颗粒补入颗粒床过滤器本体。床层内部压力测量装置包括差压传感器、在线压力监测与显示器和多个压力探头，压力探头测量颗粒床的多个方位的压力信号，差压传感器将采集到的压力信号转换为电信号后传输到线压力监测与显示器中显示，实时监测颗粒床内压力变化。移动床颗粒流动控制装置包括PLC控制器、变频器和电机，床层内部压力测量装置将在线压力监测与显示器监测到的数字电信号传输给PLC控制器的输入模块，PLC控制器驱动变频器以带动电机来控制螺旋输送器的启动或关闭，实现滤料移动速度的调节。更进一步的，颗粒床过滤器本体为筒锥形结构，其底部向中心逐渐聚拢形成一个直筒状的输出管道；进气分布器设置在颗粒床过滤器锥体段，为若干个沿着颗粒床过滤器锥体外壁的径向设置的平行的环形侧缝；螺旋输送器的入口端与输出管道法兰连接，出口端设有收集器用于收集含尘滤料。更进一步的，压力探头有三个，分别为第一压力探头、第二压力探头和第三压力探头；第一压力探头设置在进气分布器前，第二压力探头和第三压力探头沿着颗粒床过滤器中心轴线插入颗粒床内部，其中第二压力探头的位置在进气分布器顶端位置之上距离3-10mm处，第三压力探头设置在第二压力探头上部且距离为40-100mm；第一压力探头和第二压力探头测量它们之间的颗粒床的表面压降，第二压力探头和第三压力探头测量它们之间的颗粒床的深层压降。根据实验测得最佳布点位置，如果距离太小，滤饼不会形成，距离太大，则表面过滤和深层过滤无法区分。更进一步的，PLC控制器包括输入模块、CPU及PID控制模块、输出模块和变频器，床层内部压力测量装置得到的压力信号经差压传感器转换为电信号后经由在线压力监测与显示器输出后与输入模块连接输入到CPU及PID控制模块，之后逻辑运算值输出到输出模块，输出模块将信号传输给变频器，变频器再将电信号输送给电机以带动螺旋输送器运行。一种自动调节滤料速度的移动床颗粒除尘方法，包括如下步骤：步骤(1)固定床模式的初始状态：颗粒床过滤器运行初期，螺旋输送器关闭，颗粒床过滤器处于固定床模式；步骤(2)形成滤饼，表面过滤：含尘气体进入颗粒床过滤器后，粉尘首先沉积在颗粒床表面形成滤饼进行表面过滤，此时表面压降增长速率明显大于深层压降增长速率，将在线压力监测与显示器上的表面压降和深层压降曲线的斜率值传输到PLC控制器进行判断，表面压降曲线斜率大于深层压降曲线斜率，维持当前颗粒床运行状态；步骤(3)穿透滤饼，深层过滤：粉尘逐渐进入颗粒床内部形成深层过滤，此时表面压降增长速率基本不变而深层压降增长速率迅速增大，将在线压力监测与显示器上的表面压降和深层压降曲线的斜率值传输到PLC控制器进行判断，表面压降曲线斜率小于深层压降曲线斜率，此时输出模块输出一个数字信号经由变频器以驱动电机，开启螺旋输送器将含尘滤料排出，颗粒床过滤器变更为移动床模式；步骤(4)：关闭电机，移动停止：定义时间间隔T：公式中ρ为颗粒密度-kg/m3、h为颗粒床锥体段高度-m、r为小圆半径-m、R为大圆半径-m、qm为滤料颗粒的质量流率,范围为5.3～9.3kg/h，经过时间间隔T后，此时输出模块输出一个数字信号经由变频器输出电信号至电机以关闭螺旋输送器，循环至步骤(2)。更进一步的，输出模块输出的电信号为脉冲信号，脉冲信号持续的时间间隔T保证进气分布器内含尘滤料被全部排出，深层含尘滤料下降到表面区域，此时自动关闭螺旋输送器，移动床模式转换为固定床模式。有益效果：本专利技术将颗粒床过滤器床层内部粉尘沉积状态通过压力变化来反映，通过压力信号控制颗粒床的运行模式。既充分利用了固定床滤饼过滤的高分离效率，又发挥了移动床连续运行的优点，提高了滤料的利用率同时降低了设备的能耗。附图说明图1：本专利技术实例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动调节滤料速度的移动床颗粒除尘装置，其特征在于：包括颗粒床过滤器(1)、床层内部压力测量装置(2)和移动床颗粒流动控制装置(3)；/n所述的颗粒床过滤器(1)采用逆流式移动床颗粒过滤形式，包括颗粒床过滤器本体(12)、与其顶部连通的加料罐(11)、位于其侧壁上的进气分布器(13)和位于其底部的螺旋输送器(14)；/n加料罐(11)与颗粒床过滤器本体(12)的连接处设有洁净气体出口(N2)；含尘气体经进气分布器(13)进入颗粒床内，经滤料颗粒过滤，由洁净气体出口(N2)排出；螺旋输送器(14)将含尘滤料排出，滤料颗粒由上至下依靠重力流动，加料罐(11)内滤料颗粒补入颗粒床过滤器本体(12)；/n床层内部压力测量装置(2)包括差压传感器(21)、在线压力监测与显示器(22)和多个压力探头，压力探头测量颗粒床多个方位的压力信号，差压传感器(21)将采集到的压力信号转换为电信号后传输到在线压力监测与显示器(22)中显示，实时监测颗粒床内压力变化。/n所述移动床颗粒流动控制装置(3)包括PLC控制器(31)、变频器(32)和电机(33)，床层内部压力测量装置(2)将在线压力监测与显示器(22)监测到的数字电信号传输给PLC控制器(31)的输入模块，控制器驱动变频器(32)以带动电机(33)来控制螺旋输送器(14)的启动或关闭，实现滤料移动速度的调节。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自动调节滤料速度的移动床颗粒除尘装置，其特征在于：包括颗粒床过滤器(1)、床层内部压力测量装置(2)和移动床颗粒流动控制装置(3)；
所述的颗粒床过滤器(1)采用逆流式移动床颗粒过滤形式，包括颗粒床过滤器本体(12)、与其顶部连通的加料罐(11)、位于其侧壁上的进气分布器(13)和位于其底部的螺旋输送器(14)；
加料罐(11)与颗粒床过滤器本体(12)的连接处设有洁净气体出口(N2)；含尘气体经进气分布器(13)进入颗粒床内，经滤料颗粒过滤，由洁净气体出口(N2)排出；螺旋输送器(14)将含尘滤料排出，滤料颗粒由上至下依靠重力流动，加料罐(11)内滤料颗粒补入颗粒床过滤器本体(12)；
床层内部压力测量装置(2)包括差压传感器(21)、在线压力监测与显示器(22)和多个压力探头，压力探头测量颗粒床多个方位的压力信号，差压传感器(21)将采集到的压力信号转换为电信号后传输到在线压力监测与显示器(22)中显示，实时监测颗粒床内压力变化。
所述移动床颗粒流动控制装置(3)包括PLC控制器(31)、变频器(32)和电机(33)，床层内部压力测量装置(2)将在线压力监测与显示器(22)监测到的数字电信号传输给PLC控制器(31)的输入模块，控制器驱动变频器(32)以带动电机(33)来控制螺旋输送器(14)的启动或关闭，实现滤料移动速度的调节。


2.根据权利要求1所述的一种自动调节滤料速度的移动床颗粒除尘装置，其特征在于：所述颗粒床过滤器本体(12)为筒锥形结构，其底部向中心逐渐聚拢形成一个直筒状的输出管道；所述的进气分布器(13)设置在颗粒床过滤器锥体段，为若干个沿着颗粒床过滤器锥体外壁的径向设置的平行的环形侧缝；所述的螺旋输送器(14)的入口端与输出管道法兰连接，出口端设有收集器用于收集含尘滤料。


3.根据权利要求1所述的一种自动调节滤料速度的移动床颗粒除尘装置，其特征在于：所述的压力探头(P)有三个，分别为第一压力探头(P1)、第二压力探头(P2)和第三压力探头(P3)；第一压力探头(P1)设置在进气分布器(13)前，第二压力探头(P2)和第三压力探头(P3)沿着颗粒床过滤器中心轴线插入颗粒床内部，其中第二压力探头(P2)的位置在进气分布器(13)顶端位置之上距离3-10mm处，第三压力探头(P3)设置在第二压力探头(P2)上部且距离为40-100mm；第一压力探头(P1)和第二压力探头(P2)测量它...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹敏述，游明皓，陈江，李朝阳，吴斌，
申请(专利权)人：江苏集萃工业过程模拟与优化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32