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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体净化,尤其涉及一种颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备及其运行方法。
技术介绍
1、炼油工业中,催化裂化工艺在将重质油转化为汽柴油等目标产品的同时,还需要通过再生器内燃烧沉积在催化剂表面的积碳使催化剂再生,再生烟气温度高,且含有高浓度的sox、nox、co2等有害成分以及粉尘颗粒,其中颗粒物颗粒浓度为170mg/nm3,co2排放量占比为8.57%,再生器下游设置有用于回收高温烟气能量的烟气轮机(以下简称烟机),但是,烟机入口处高温再生烟气中所夹带的催化剂粉尘浓度和粒度大小对烟机叶片寿命具有直接影响。
2、目前,通常采用第三级旋风分离器(以下简称三旋)捕集催化剂颗粒,用以回收再生烟气中的催化剂颗粒并降低烟机入口处高温再生烟气中的颗粒物含量。由于传统催化裂化三旋分离效果较差,出口处0~15μm颗粒占比仍高达67.69%,造成催化剂跑料,同时导致烟机入口处颗粒物浓度和粒度超高,出现烟机运行波动和结垢现象。针对催化裂化生产过程产生的杂质气体(二氧化碳)排放问题,通常在后续单元内设置吸收塔对二氧化碳进行捕集,但往往需要增设循环冷却器或多级排布才能达到减排目的,经济性较差,因此,绝大部分催化裂化装置仍以直排大气为主。
3、作为改进,现有技术中提供了一种耦合气体净化设备,通过设置颗粒床层并在颗粒床层内装填多孔吸附颗粒,利用颗粒床二氧化碳物理吸附机制,预期可以同步实现微细颗粒物精细分离和二氧化碳高效吸附目标。然而,目前的耦合气体净化设备针对微细颗粒物及二氧化碳的综合处理效果明显不足,可以同时满足过滤、
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备及其运行方法,以提高气体净化设备对颗粒物及杂质气体的捕获能力,并保障设备能够长周期稳定运行。
2、本专利技术的上述目的可采用下列技术方案来实现:
3、本专利技术提供一种颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备,包括:沿轴线延伸的旋风壳体,所述旋风壳体具有第一壳体段和位于所述第一壳体段下方的第二壳体段,所述第一壳体段的上端侧壁设置有气相入口,所述第二壳体段的侧壁沿重力方向内缩设置,所述第二壳体段的下端设置有固相出口;内置颗粒床,部分插设于所述旋风壳体内,所述内置颗粒床具有沿轴线延伸的颗粒床本体,所述颗粒床本体包括自内向外依次设置的内壁、中壁和外壁,所述内壁和所述中壁之间形成内料仓,所述中壁和所述外壁之间形成外料仓,所述外壁和所述旋风壳体之间形成离心除尘腔,所述内壁的内部形成中心排气腔,所述内壁、所述中壁和位于所述旋风壳体内的所述外壁均具有过流结构;多个螺旋喷嘴,沿圆周方向间隔设置在所述外壁上,各所述螺旋喷嘴的喷口伸入至所述外料仓内,所述螺旋喷嘴用于将沉积在所述内置颗粒床的侧壁上的粉尘颗粒带入所述离心除尘腔。
4、优选地,所述螺旋喷嘴的喷口自所述中壁至所述外壁的方向倾斜向下延伸,多个所述螺旋喷嘴的喷口布置方向为顺时针方向或逆时针方向。
5、进一步地,与各所述螺旋喷嘴相连通的供气管上设置有开关阀。
6、优选地,所述开关阀为电磁脉冲阀,所述电磁脉冲阀的开启间隔时间为5min,开启持续时长为10s。
7、优选地,所述螺旋喷嘴的喷口朝向与所述颗粒床本体的轴线方向的夹角为30°。
8、优选地,所述内壁、所述中壁和位于所述旋风壳体内的所述外壁均采用约翰逊网制成,所述约翰逊网的网面缝隙形成所述过流结构。
9、优选地,制成所述内壁、所述中壁和位于所述旋风壳体内的所述外壁的所述约翰逊网的网面缝隙宽度均为0.75mm。
10、进一步地,所述外壁上间隔设置有内料进料管和外料进料管,所述内料进料管与所述内料仓相连通,所述外料进料管与所述外料仓相连通,所述内料仓在设置有所述内料进料管的床段上的截面最大,所述外料仓在设置有所述外料进料管的床段上的截面最大。
11、优选地,所述内置颗粒床插设于所述旋风壳体内的床段包括自上至下依次设置的第一内床段、第二内床段和第三内床段,所述第一内床段的长度与所述第一壳体段的长度相同,所述第二内床段的侧壁沿重力方向内缩设置,所述第二内床段的长度小于所述第二壳体段,所述第三内床段的末端轴向延伸形成伸出所述第二壳体段的出口端;沿重力方向,所述第一内床段的内壁外扩设置。
12、本专利技术的另一目的是提供一种如上所述的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备的运行方法,包括:将待处理气体从所述旋风壳体的气相入口输入,所述待处理气体在所述离心除尘腔内转变成旋流状态并向下运动;将所述外料仓装载捕集颗粒,并使得所述捕集颗粒在所述外料仓内自上至下运动,将所述内料仓装载吸附颗粒,并使得所述吸附颗粒在所述内料仓内自上至下运动;将各所述螺旋喷嘴与供气管相连通,向所述外料仓内通入洁净气流,利用洁净气流对所述内置颗粒床的侧壁进行吹扫并将沉积在所述内置颗粒床的侧壁上的粉尘颗粒带入所述离心除尘腔内排出。
13、本专利技术的特点及优点是:本专利技术所提供的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备通过离心除尘腔对待处理气体中10μm及以上大颗粒状杂质进行直接分离获得初次净化后气体,通过内置颗粒床的外料仓对初次净化后气体中10μm以下小颗粒状杂质进行有效捕集获得二次净化后气体,通过内置颗粒床的内料仓对二次净化后气体中如二氧化碳等杂质气体进行高效吸附获得净化气体;同时,通过设置在外料仓内的多个螺旋喷嘴对沉积在内置颗粒床的侧壁上的粉尘颗粒进行吹扫并带入离心除尘腔内排出,以维持设备的长期稳定运行;本申请所提供的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备能同时实现高效除尘和杂质气体吸附同器分区协同处理,避免了单一过滤介质低效高损耗的弊端,满足工业生产过程中高效多功能净化的需求。
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1.一种颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备,其特征在于,所述螺旋喷嘴的喷口自所述中壁至所述外壁的方向倾斜向下延伸,多个所述螺旋喷嘴的喷口布置方向为顺时针方向或逆时针方向。
3.根据权利要求1或2所述的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备,其特征在于,与各所述螺旋喷嘴相连通的供气管上设置有开关阀。
4.根据权利要求3所述的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备,其特征在于,所述开关阀为电磁脉冲阀,所述电磁脉冲阀的开启间隔时间为5min,开启持续时长为10s。
5.根据权利要求2所述的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备,其特征在于,所述螺旋喷嘴的喷口朝向与所述颗粒床本体的轴线方向的夹角为30°。
6.根据权利要求1所述的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备,其特征在于,所述内壁、所述中壁和位于所述旋风壳体内的所述外壁均采用约翰逊网制成,所述约翰逊网的网面缝隙形成所述过流结构。
7.根据权利要求6所述的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净
8.根据权利要求1所述的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备,其特征在于,所述外壁上间隔设置有内料进料管和外料进料管,所述内料进料管与所述内料仓相连通,所述外料进料管与所述外料仓相连通,所述内料仓在设置有所述内料进料管的床段上的截面最大,所述外料仓在设置有所述外料进料管的床段上的截面最大。
9.根据权利要求1所述的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备,其特征在于,所述内置颗粒床插设于所述旋风壳体内的床段包括自上至下依次设置的第一内床段、第二内床段和第三内床段,所述第一内床段的长度与所述第一壳体段的长度相同,所述第二内床段的侧壁沿重力方向内缩设置,所述第二内床段的长度小于所述第二壳体段,所述第三内床段的末端轴向延伸形成伸出所述第二壳体段的出口端;沿重力方向,所述第一内床段的内壁外扩设置。
10.一种如权利要求1所述的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备的运行方法,其特征在于,包括:
...【技术特征摘要】
1.一种颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备,其特征在于,所述螺旋喷嘴的喷口自所述中壁至所述外壁的方向倾斜向下延伸,多个所述螺旋喷嘴的喷口布置方向为顺时针方向或逆时针方向。
3.根据权利要求1或2所述的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备,其特征在于,与各所述螺旋喷嘴相连通的供气管上设置有开关阀。
4.根据权利要求3所述的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备,其特征在于,所述开关阀为电磁脉冲阀,所述电磁脉冲阀的开启间隔时间为5min,开启持续时长为10s。
5.根据权利要求2所述的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备,其特征在于,所述螺旋喷嘴的喷口朝向与所述颗粒床本体的轴线方向的夹角为30°。
6.根据权利要求1所述的颗粒物捕集及杂质气体吸附耦合净化设备,其特征在于,所述内壁、所述中壁和位于所述旋风壳体内的所述外壁均采用约翰逊网制成,所述约翰逊网的网面缝隙形成所述过流结构。
7.根据权利要求6所述的颗粒物...
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