高温气体除尘技术及其研究进展
国外高温工业过滤除尘技术研究现状Word版
国外高温工业过滤除尘技术研究现状俄罗斯B.L.Krasnyi 等深入研究多孔陶瓷过滤元件后认为：利用多孔陶瓷作为过滤元件具有很多优点，如高的使用温度和高的耐热性、耐腐蚀、抗振性，能同时除去粉尘及氮氧化物等。
但该种陶瓷必须利用特殊工艺进行生产，以便控制其孔径和孔径分布。
这种多孔陶瓷根据拓扑学规律可以分为两类，即有组织性和无组织性微观结构材料。
无组织性微观结构的陶瓷由粉末和纤维或两者混合而成。
由粉末制得的多孔陶瓷开孔率为20%~45％，孔径为5~400μm。
而由纤维制得的多孔陶瓷其开孔率为30%~90％，孔径为5~200μm。
有组织性微观结构的多孔陶瓷包括网状、细胞状、蜂窝状等结构，其结构由预置系统决定。
网状结构的材料由纺织或编织机制得的陶瓷纤维所制成，其开孔率为20%~80％，孔径约20~200μm；但是由于其高温下使用寿命短，用压缩空气喷吹清灰再生后易破坏，所以未能得到广泛应用。
由陶瓷片充填细胞状泡沫多孔脉石制得的细胞渗透陶瓷材料其开孔率为75%~95％，孔径为200~500μm；而采用特制钢模挤压可塑性陶瓷粉末或其与纤维质混合物所制得的细胞渗透材料，其生坯干燥焙烧后开孔率为50%~80％，方形开孔尺寸约800~7000μm。
B.L.Krasnyi 等最终研制出FKI-45 除尘器，属袋式除尘器。
装置中采用盘状多孔渗透陶瓷制造管状过滤器件，直径为60~62mm，厚度约8~23mm，可以耐1000℃高温。
全美从事陶瓷除尘技术的机构很多，其中Westinghouse（西屋）是最典型的一个。
其陶瓷管高温气体过滤技术较为成熟，具有以下特点：德国Schumacher 公司、美国西屋公司、日本的AsahiGlass 公司等[10]已开发出烛状陶瓷过滤器，除尘效率均达99%以上。
烛状陶瓷过滤器适用于高温（260~1093℃）、高压（1.0~3.0MPa）条件下尘粒去除。
当输入载荷达0.5%时，输出尘粒粒度小于0.5μm，浓度低于5×10-6，满足高温高压煤（烟）气净化要求。
高温气体过滤除尘技术和材料开发进展
２００６年第１３卷第６期化工生产与技术ＣｈｅｍｉｃａｌＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ!!!!!!"!"!!!!!!"!"来稿摘登目前，我国电力工业主要以火力发电为主，但其中的烟气净化主要是从环保方面考虑，要求不高，致使大量的热能和有用资源白白浪费掉。
整体煤气化和加压流化床２种联合循环发电技术是２１世纪最先进的节能、高效洁净煤技术，该项技术的应用可以促进我国资源、经济与环境的协调，实现其可持续发展。
洁净煤技术的关键是要将煤（烟道）气在高温下直接实现气固净化分离，这样既可以充分利用高温煤（烟道）气的显热和潜热来提高发电热效率，降低成本，又能满足环保要求。
要除去高温煤（烟道）气中的尘粒，必须要求所选陶瓷材料能承受高温（５００～９００℃）、高压（１．０～３．０ＭＰａ）以及脉冲反吹时因温度差突变而引起的热应力变化。
因此，如何选择一种具有优异性能的高温陶瓷过滤材料尤为重要。
１国内外发展现状高温气体除尘技术的开发研究始于上世纪７０年代，美国能源部开展了以无机膜过滤介质为主的高温气体过滤除尘技术的开发，德、日、英等发达国家也都开展了类似的研究工作。
其主要目标是实现被称之为跨世纪新技术的煤的洁净燃烧联合循环发电工艺技术（ＩＧＣＣ，ＰＦＢＣ）的商业化。
上世纪９０年代中期，高温气体过滤除尘技术取得了很大的进展。
首先是一批先进的高性能无机膜过滤材料的开发为高温气体过滤除尘技术的工业化应用奠定了基础；其次，高温除尘工艺技术的提高，如系统高温密封和过滤元件自保护密封技术，过滤元件再生技术，气体在线检测技术以及系统自动控制技术等等，也都大大推动了高温气体过滤除尘技术的工业化应用。
在无机膜高温气体除尘工艺方面，开发了纤维袋式、织状等柔性无机膜过滤器和试管式、交叉流式、蜂房式等刚性无机膜过滤器。
美国西屋公司生产的由氧化铝、氧化硼和氧化硅构成的ＡＢ３１２织状柔性无机膜过滤器，除尘效率达９９％以上［１］。
高温长袋脉冲袋式除尘设备在电子行业废气处理中的最新技术研究
高温长袋脉冲袋式除尘设备在电子行业废气处理中的最新技术研究近年来，随着电子行业的迅速发展，废气排放问题日益突出。
为了减少对环境的污染，许多电子企业开始关注废气处理技术，其中高温长袋脉冲袋式除尘设备作为一种先进的除尘技术，受到了广泛的关注和研究。
高温长袋脉冲袋式除尘设备是一种利用滤袋对废气进行过滤净化的装置。
其拥有较高的除尘效果和较低的运营成本，逐渐成为电子行业废气处理中的最佳选择。
首先，高温长袋脉冲袋式除尘设备能够高效净化废气中的颗粒物。
电子行业废气中常含有颗粒物质，例如烟尘、粉尘等。
高温长袋脉冲袋式除尘设备利用滤袋进行过滤，能够有效地捕捉细小的颗粒物，使废气中的颗粒物得以净化，减少对环境的污染。
其次，高温长袋脉冲袋式除尘设备具有较低的运营成本。
在实际运行过程中，该除尘设备能够实现自动清灰，降低了人工操作的需求，提高了工作效率。
此外，该设备还采用了先进的脉冲清灰技术，能够高效清理滤袋上的积灰，延长了滤袋的使用寿命，降低了维护成本。
同时，高温长袋脉冲袋式除尘设备具备一定的适应性。
电子行业废气排放中的温度较高，其他一些常规的除尘设备可能因为温度过高而难以应对，而高温长袋脉冲袋式除尘设备正是为了满足这种需要而设计的。
它采用了耐高温的滤袋和脉冲除灰器，能够在高温环境下稳定运行，保证高效的除尘净化效果。
除此之外，高温长袋脉冲袋式除尘设备还具备一系列创新技术。
例如，采用自动控制系统对设备的运行进行监测和调节，保证了设备的正常运行；采用先进的除尘器结构设计，使设备具有更好的除尘效果；采用高效的脉冲喷吹清灰技术，确保滤袋的清洁和稳定工作等。
这些创新技术使得高温长袋脉冲袋式除尘设备在电子行业废气处理中的效果更加明显。
然而，高温长袋脉冲袋式除尘设备在应用过程中还存在一些挑战。
首先是设备的高温对滤袋的寿命造成一定的影响，因此需要定期更换滤袋，增加了维护成本。
其次，设备在高温环境下运行时，对电力的需求较大，增加了能源消耗。
高温高湿气体除尘方法
高温高湿气体除尘方法说实话高温高湿气体除尘这事，我一开始也是瞎摸索。
我就想着可能和普通的气体除尘差不太多呗，就按照常规的方法试了试，结果那可真是错得离谱。
我最先尝试的是布袋除尘。
我当时就想啊，这布袋像个小滤网一样，那气体过一遍不就干净了吗。
可没想到啊，高温高湿的环境下，那些水蒸气在布袋上凝结得一塌糊涂。
没几天，布袋就湿漉漉的，还糊满了灰尘，根本就没法正常工作了，这算是我一个挺失败的尝试。
弄成这样的时候，我真是特别懊恼，就觉得自己想得太简单了。
后来呢，我又试了静电除尘。
这原理我当时觉得挺靠谱的，利用静电让灰尘吸附嘛。
一开始似乎有点效果，但是时间一长，问题又出来了。
因为湿度大，那些水汽容易干扰静电场，导致除尘效率越来越低。
我还折腾了很久去调整静电场的参数，但是效果都不怎么好。
有一次我接触到了水洗法除尘。
其实这个方法我一开始有点抵触，就觉得水和灰尘混在一起，不得把周围弄得脏兮兮的呀。
但没办法，就死马当活马医吧。
我就简单地做了个装置，让高温高湿气体通过一个有喷头喷水的空间。
还真别说，这个效果比前两个好一些。
那些灰尘啊就跟着水流到下面去了，气体经过这一道水洗呢，干净了不少。
不过这里面也是有学问的，水喷多少就是个问题。
喷少了，除尘不干净，喷多了呢，水又不好处理。
我就慢慢地一点点调整水的流量啊、喷头的角度啊这些东西。
还有一种湿式电除尘的方法，我是在学习水洗法的时候看到有人提的。
这个方法可能更科学一些，它是在一个电场里进行水洗。
但是这个对设备的要求就比较高，也更复杂。
我自己还没完全研究透，不太敢轻易尝试，我觉得这个方法可能是以后要探索的方向。
从这么多次折腾的经历来看啊，要处理高温高湿气体除尘，首先得考虑水汽的影响。
如果是用布袋之类的干式方法，那水汽问题不解决就很难行得通。
要是用湿式方法的话，就一定要处理好水和灰尘分离这个后续的问题，不然就只是把灰尘从气体转移到水里的表面功夫了。
而且，任何方法都得根据具体的工况不断地调整参数，不能想着设定好了就一劳永逸。
耐高温除尘过滤材料的研发现状及发展趋势
耐高温除尘过滤材料的研发现状及发展趋势伴随着我国工业的不断发展，当前排放高温烟气的行业如钢铁、冶金、热电厂以及水泥生产等，其高温除尘工艺相比于常温除尘，更复杂，难度更大，同时较高的温度可能导致烟气以及粉尘的性能发生变化。
1 耐高温除尘过滤设备的研发现状1.1 机械除尘器性能更强目前在机械式的高性能除尘设备中已经出现了单级和双级的旋风除尘器，该设备原理是高速旋转会产生较大风速，进而生成离心惯性力和不同的线速度差，此时高温气流中的粉尘颗粒能够被有效去除。
如今市场上有很多废气排放企业，运用旋风除尘器，主要是因为这种除尘器的运行成本不高，而且该设备的结构也比较简单。
该设备的缺点是在运行过程中，对颗粒物施加的惯性力比较低。
其对于粒径为5～10 μm的颗粒没有除尘效果。
在此条件下，很多细微的颗粒随着高温气流排放到大气环境中<sup></sup>。
将设备的颗粒载荷范围设置在0.01%～0.03%之间，能够优化去除高温气流粉尘颗粒的效果。
1.2 静电除尘器早在20世纪的60年代，静电除尘器就被应用于高温高压的环境中，以美国为例，目前正展开对压力达1.0 MPa静电除尘设备的研究，设备的最高除尘温度是900 ℃。
当温度处于600～800 ℃时，设备对粒径小于10 μm的颗粒物除尘率为99.6%。
在所捕获的颗粒中，大约有20%的颗粒，粒径小于3 μm。
将该技术投入到实际应用中还需进一步研究。
研究发现其现存问题有热膨胀性能差、设备使用寿命不长、设备用电不稳定、对废气成分过于敏感、设备运行不稳定等。
由此可见该技术目前还不够成熟，无法投入到工业化应用中。
2 耐高温防酸过滤材料的研究现状2.1研发思路在研究过程中，通常会分析都市废弃物焚化炉和煤燃烧后的高温烟气。
就都市废弃物焚烧炉和燃煤锅炉中典型的烟道气体而言，其成分有氯化氢，硫化物、氮化物、氟化氢，除此之外还含有一定量的水分、氧气和粉尘。
通常情况下，进入到除尘箱之后，气体温度在100～200 ℃范围内。
高温长袋脉冲袋式除尘设备在航空工业废气治理中的最新研究进展
高温长袋脉冲袋式除尘设备在航空工业废气治理中的最新研究进展近年来，随着环境保护意识的增强和环境监管日益严格，航空工业废气治理成为了一个全球性的热点问题。
航空工业废气中含有大量的颗粒物和有机物，对空气质量和环境健康造成了严重的威胁。
因此，研究和推广高效的废气治理设备对于航空工业的可持续发展至关重要。
高温长袋脉冲袋式除尘设备是一种在航空工业废气治理中被广泛应用的技术。
它采用袋式过滤器作为主要装置，通过对袋子的脉冲清灰，实现颗粒物的除尘效果。
这种设备具有结构简单、操作方便、除尘效率高等优点。
近年来，在高温长袋脉冲袋式除尘设备的研究中，出现了一些新的进展和突破。
首先，研究人员对高温长袋脉冲袋式除尘设备的滤料材料进行了优化和改进。
传统的滤袋材料通常是聚酯纤维，但是在航空工业应用中，由于废气的高温和复杂成分，常规材料的耐高温性能和耐腐蚀性能有待提高。
因此，研究人员开始尝试使用更高级的材料，如聚四氟乙烯（PTFE）和玻璃纤维材料等。
这些材料具有更好的耐高温性能和耐腐蚀性能，能够更好地适应复杂的航空工业废气。
其次，高温长袋脉冲袋式除尘设备的清灰方式也得到了改进。
传统的袋式除尘器常采用机械振打清灰技术，但是在高温和高湿度环境下，机械振打清灰技术的效果较差。
为了解决这个问题，研究人员开始尝试使用脉冲气吹清灰技术。
通过在滤袋顶部设置喷嘴，定期向滤袋内部注入高压气体，可以有效地清除袋面附着的颗粒物。
这种清灰方式不仅能够提高除尘效率，还能够减少能耗和维护成本。
此外，高温长袋脉冲袋式除尘设备的除尘效率也得到了进一步的提升。
研究人员通过对系统参数进行优化，如气体流速、布袋密度和清灰周期等，使得设备的除尘效率进一步提高。
同时，还有研究人员通过添加吸附剂、催化剂等改善了废气中有机物的处理效果，使得高温长袋脉冲袋式除尘设备在航空工业废气中的治理效果更加显著。
最后，研究人员也在高温长袋脉冲袋式除尘设备的运行控制和自动化方面进行了一些探索。
高温气体除尘技术的探讨
高温气体除尘技术的探讨一、前言近年来，我国在炼焦及煤发电行业中的污染日趋严重，高温气体除尘技术对于污染物的过滤具有很强的现实意义。
我国在高温除尘技术上虽然取得了很大的进步，但是还存在各自的问题，在一定的条件下还需要对高温气体除尘技术进行深入研究。
二、必要性目前，我国电力工业主要以火力发电为主，但其中的烟气净化主要是从环保方面考虑，要求不高，致使大量的热能和有用资源白白浪费掉。
因此，在现代工业生产中，高温含尘气体的净化除尘技术对于相关行业来说就显的意义重大。
高温气体除尘技术的研究开发始于上世纪70年代，传统的除尘方式多为湿法除尘，先将高温气体进行冷却，然后冷态下进行除尘，这样浪费了大量热资源。
而高温气体的直接净化除尘技术是实现高温气体资源综合利用的关键技术，也是一项先进的环保技術。
目前的直接高温除尘器主要有高温旋风除尘器，旋流式分离器（龙卷风除尘器），多管除尘器以及介质过滤除尘器等。
三、高温气体除尘技术概述高温气体除尘技术的核心是保护后续工艺设备的顺利运行和气体净化。
在诸多高温气体净化除尘工艺技术中，介质过滤净化除尘技术有许多显著的优点。
在实际操作中，多采用圆柱型过滤器.过滤器的滤芯一般采用刚性陶瓷或金属多孔材料。
介质过滤除尘工艺过程主要分为含尘气体的过滤、净化和过滤材料（介质）的再生两个阶段。
目前，国内外开发的介质过滤净化除尘装置中，滤材再生大多采用与过滤方向相反的脉冲反吹气流对滤芯进行在线反吹，使滤饼脱落进入集灰室，以实现过滤元件的再生。
在线脉冲反吹再生技术对维持滤芯正常工作和设备的连续运行起着重要作用，脉冲反吹再生条件的变化对滤芯寿命有很大影响。
四、高温气体除尘技术种类1、陶瓷高温除尘技术陶瓷过滤器属于高性能阻挡式过滤器，利用陶瓷材料的多孔性进行除尘。
过滤方式是吸附、表面过滤和深层过滤相结合的一种过滤方式，过滤原理主要为惯性冲撞、扩散和截留。
随着研究的逐步深入，陶瓷高温除尘技术取得了很大的进展，这主要体现在以下两个方面：（1）过滤元件的多样化多样化的过滤元件可以满足不同条件的除尘要求，主要有陶瓷纤维布袋过滤器、陶瓷纤维毯过滤器、试管式过滤器、蜂窝式过滤器。
高温长袋脉冲袋式除尘设备在焦化厂废气处理中的最新应用进展
高温长袋脉冲袋式除尘设备在焦化厂废气处理中的最新应用进展随着全球环境保护意识的增强，焦化行业对废气处理技术的要求也日益严格。
其中，高温长袋脉冲袋式除尘设备作为一种高效、可靠的废气处理装置，逐渐在焦化厂废气处理中得到广泛应用。
本文将对高温长袋脉冲袋式除尘设备在焦化厂废气处理中的最新应用进展进行探讨。
焦化厂是生产焦炭所产生的一种有害废气，其中含有大量的粉尘、重金属和有机物等有害物质。
这些废气对环境和人体健康造成严重威胁，因此，焦化厂必须采取有效的废气处理措施。
高温长袋脉冲袋式除尘设备作为一种理想的选择，具有以下优点：首先，高温长袋脉冲袋式除尘设备适用于高温、高含尘量的废气处理。
在焦化过程中，废气温度往往达到300℃以上，同时含有大量的粉尘颗粒。
传统的除尘设备往往无法处理这种高温、高含尘量的废气，而高温长袋脉冲袋式除尘设备则能够稳定运行、高效除尘。
其次，高温长袋脉冲袋式除尘设备具有良好的除尘效果。
该设备采用脉冲喷吹清灰技术，通过高压气体将除尘袋表面的粉尘颗粒迅速吹除，确保除尘袋保持清洁，并提高了除尘效果。
同时，高温长袋脉冲袋式除尘设备还采用了长袋设计，增加了除尘面积，使得除尘效率更高。
再次，高温长袋脉冲袋式除尘设备具有较低的能耗。
该设备采用了先进的阻力控制技术，能够根据实际运行条件自动调节喷吹清灰频率，减少能耗。
此外，其高效的除尘效果也大大减少了后续废气处理的投资和运营成本。
最后，高温长袋脉冲袋式除尘设备具有较小的占地面积。
与传统的除尘设备相比，该设备采用了紧凑的结构设计，有效节约了占地面积，同时方便设备日常维护和清洁。
在焦化厂废气处理中，高温长袋脉冲袋式除尘设备的应用取得了一些新的进展。
以往，除尘设备只能处理袋式除尘装置能容易处理的直接粉尘并不能完全满足实际废气处理的要求，但随着技术的不断改进，新一代的高温长袋脉冲袋式除尘设备能够处理更多种类的废气，并有效去除颗粒物、重金属和有机物等有害物质。
此外，部分高温长袋脉冲袋式除尘设备还结合了其他废气处理技术进行综合应用，进一步提高了废气处理效果。
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高温气体除尘是在高温条件下直接进行气固分离,实现气体净化的一项技术,它可以最大程度地利用气体的物理显热、化学潜热和动力能以及最有效地利用气体中的有用资源。
因此,它不仅成为电力、能源和相关加工工业的研究热点,也是过滤行业的重要研究课题。
目前,整体煤气化燃气蒸汽联合循环发电技术(I G C C )和增压流化床燃烧联合循环发电技术(PFB C )是先进的能源转换系统,但在这两种技术中,煤、飞灰和脱硫吸附剂会夹带在燃烧(气化)产物中,易从燃烧器或气化炉带进燃气轮机。
由于进入燃气轮机的气体中含有大量粉尘,会引起燃气轮机叶片的磨损,影响燃气轮机叶片的寿命及工作效率。
为了解决这个问题,燃气中的粉尘含量必须限制在一定范围内,同时,为了满足I G C C 和PF B C 对燃气高温的要求,人们正在试图摆脱传统的湿法气体净化工艺,采用高温干法气体净化技术来解决制约I G C C 和PFB C 发展的关键问题。
因此,有效的高温除尘技术的作用是至关重要的。
1陶瓷过滤除尘技术陶瓷过滤器属于高性能阻挡式过滤器,是利用陶瓷材料的多孔性进行除尘,其过滤元件的过滤是吸附、表面过滤和深层过滤相结合的一种过滤方式,其过滤机理主要为惯性冲撞、扩散和截留。
随着对研究的深入进行,陶瓷过滤除尘技术取得了很大的进展。
1.1过滤元件结构上的多样化其多样的过滤元件可以满足不同条件的除尘要求,并且不同的过滤元件随着应用的推进而经过了改进,例如,陶瓷纤维布袋过滤器、陶瓷纤维毯过滤器、试管式过滤器、蜂窝式过滤器。
1.1.1陶瓷纤维布袋过滤器美国B uel l 公司、美国西屋公司以及美国电力研究所等用直径为10μm ~12μm 陶瓷纤维(由质量分数为62%A l 2O 3、24%Si O 2、14%B 2O 3组成)编织成布袋,在816℃、0.98M P a 的条件下,用0.033m /s 的过滤速度进行试验,除尘效率高达99.7%,压力降为176.4P a ~1489.6Pa,清灰时用脉冲空气反吹[1]。
1.1.2陶瓷纤维毯过滤器美国A cur ex 公司采用直径为3μm 的陶瓷纤维编织成毯,两面再蒙上一层陶瓷纤维布或者不锈钢丝网,在800℃、0.98M Pa 条件下试验,过滤速度为0.1m /s ,除尘效率可达99.9%,清灰时也采用脉冲空气反吹,在高温下反吹5×104次,纤维布和毯的强度仍可满足要求[2]。
1.1.3试管式过滤器试管式过滤元件为一端封闭、一端开口的圆筒形结构,典型尺寸为内径(或3),外径6,长为5。
过滤气体穿过微孔滤管壁,由外向内流动而实现过滤,在滤管外表面形成粉尘层。
早期的陶瓷滤管为单层结构,目前常采用双层结构,内层为平均孔高温气体除尘技术及其研究进展刘会雪刘有智孟晓丽(中北大学山西省超重力化工工程技术研究中心,太原030051)收稿日期作者简介刘会雪(—),女,5年毕业于河南农业大学,在读硕士研究生,主要研究方向为陶瓷膜高温气体除尘。
摘要介绍了几种常用且有效的高温气体除尘技术及其研究进展,包括:陶瓷过滤除尘技术、颗粒层过滤除尘技术、金属微孔过滤除尘技术、旋风除尘技术、静电除尘技术,其中,颗粒层过滤除尘技术是最有发展前途的可用于I G C C 和PF BC -C C(增压流化床联合循环)的高温除尘技术之一,指出高温除尘技术需要解决的问题是高温下延长滤材寿命、优化滤材再生技术、提高过滤效率。
分析表明,高温除尘技术具有广阔的工业应用前景。
关键词高温气体除尘过滤静电除尘旋风除尘文章编号:1005-9598(2008)-02-0014-05中图分类号:T Q 028.2文献标识码:A第2期(总第135期)2008年4月煤化工Co al Chemical IndustryNo.2(Total No.135)Apr.200840m m 0m m 0m m 1.m :2007-11-22:19812002008年4月径较大的支撑体,以保证滤管的强度,而在支撑体的外表面加一层平均孔径较小的薄陶瓷滤膜,以实现表面过滤。
对于过滤膜,除了平均孔径和孔隙率方面的要求外,膜厚度的均匀性非常重要。
膜的厚度至少应为晶粒直径的10倍~20倍,一般约为150μm。
对于薄的膜,要求孔径小。
平均孔径5μm的膜尽管初始压降高一些,但其渗透性远大于10μm的膜的渗透性,且可以忽略支撑体对过滤性能的影响。
德国B W F公司、英国Indus t r i al F i l t er&Pum p公司、芬兰的Fos t er W heel er公司都做了试管过滤器的研究[3]。
1.1.4蜂窝式过滤器常用的有美国C er am em公司生产的圆柱型蜂窝式陶瓷过滤元件,直径305m m,长度为381m m,通道截面积为4m m×4m m,每平方英寸(6.452cm2)有25个通道,孔隙率30%~50%,平均孔径为40μm~50μm。
在氧化条件下,耐温1000℃,且抗热冲击。
为了提高脉冲反吹性能,通道表面上覆盖了一层膜,可以实现微滤,膜孔径0.2μm~0.5μm,是支撑体孔径的1%。
荷兰D el f t 工业大学在热功率为1.5M W(热能)实验装置上,安装了3个C er am em公司生产的蜂窝式过滤元件。
在800℃下,25h的运行结果表明,过滤器脉冲反吹性能好,没有出现粉尘阻塞通道现象[4]。
1.2陶瓷材料的配方和制备技术的改进为了改善陶瓷的韧性、延展性和抗热震性,制备技术从泡沫型到网眼型的改进,做到了在流体通过时,降低压降,增大表面积,提高与流体接触效率,减轻重量。
普通单质陶瓷过滤材料在产生小量变形时,其强度就达到最大值,然后突然破裂。
这种特点以及陶瓷材料固有的热传导性差的特点使得陶瓷过滤材料难以承受大的热负荷波动,即抗热震性差。
在制备方法上有发泡法、溶胶凝胶法、添加造孔剂法、有机泡沫浸渍法和化学气相沉积或渗透法。
近年来,世界各国开展了大量新型陶瓷过滤材料的研制,旨在提高陶瓷过滤材料的韧性和抗热震性。
其中,具有重大意义的研究进展是纤维增强复合陶瓷过滤材料制备技术的研制成功,它使得陶瓷过滤材料的韧性和延展性大大提高。
纤维复合陶瓷过滤材料是依靠连续长纤维使材料增强、增韧,同时表面复合层又保证材料具有很高的过滤精度。
在研制的纤维复合陶瓷过滤材料中,有美国3M公司(明尼苏达矿业及制造公司)的硅铝酸盐碳化硅复合陶瓷过滤材料;另外,还有美国杜邦公司生产的R D66型试管式陶瓷过滤器,外表面涂有碳化硅砂粒的强化尼龙纤维丝缠绕,内表面是渗透率较高的碳化硅刚性能架,除尘效率达99%以上;杜邦公司还开发了碳化硅-碳化硅复合陶瓷;美国B&W公司开发了氧化铝-氧化铝纤维复合陶瓷,西屋公司开发了氧化铝-莫来石纤维复合陶瓷过滤材料等[5]。
由上可知,经过对陶瓷除尘器的研究和改进,可以更好地发挥陶瓷除尘技术的优点。
本着陶瓷材料的固有特点,即热稳定性和化学稳定性,该技术有望成为最有效的高温除尘技术。
目前,该技术面临着诸如管件与管板间的密封、过滤膜孔隙永久性堵塞和压降持续增大、陶瓷微裂缝蔓延及热疲劳等问题,会影响到它的耐久性和可靠性。
因此,陶瓷过滤除尘技术还需进行局部的研究发展。
2颗粒层过滤除尘技术颗粒层过滤除尘器是利用物理和化学性质非常稳定的固体颗粒组成过滤层,通过惯性碰撞、扩散沉积、重力沉积、直接拦截、静电吸引的过滤机理来实现对含尘气体的过滤,具有耐高温、持久性好等特点。
但颗粒层除尘技术对细微尘粒的捕集效率不高,大量过滤介质在床外循环能耗大且磨损大,另外在大型化时,介质均匀移动和气流的均匀分布问题还需要研究。
1957年,德国开始采用振动清灰的M B型颗粒层除尘器,以后又不断进行改进,近年来对颗粒层除尘的机理和实验研究也进行了大量工作[6~8]。
由于这种除尘器具有耐高温特点,因而成为很有发展前途的一种工业高温除尘设备,近年来发展很快[9]。
日本采煤研究中心和日本川崎重工业公司联合开发了移动床颗粒层过滤器[6,7,10],用于热煤气除尘,并在日处理煤量40t的流化床煤气化炉上进行了试验,热煤气压力为1.8M P a~1.9M Pa,温度为430℃~ 460℃,飞灰质量浓度为1g/m3~5g/m3,实测的除尘效率达到99.8%以上,累计运行时间为900h。
移动床颗粒层过滤器的过滤速度为0.1m/s~0.3m/s,过滤器压降小于1.96kP a,所用颗粒直径为1m m~5m m,颗粒层移动速度为0.001m/s~0.10m/s。
美国C om bus t i on Pow er公司和西屋公司联合开发设计了移动床颗粒层过滤器[8],含尘气体从中心引入,移动床中作为过滤介质的颗粒是直径为6m m的氧化铝和莫来石,在过滤室内,气流和颗粒的流动方向相反,带尘的颗粒经提升管在清洗室内清洗后,不断补充进入过滤室,该过滤装置实际上是颗粒床和袋式除尘器的结合。
由美国能源部资助,在纽约大学F B刘会雪等:高温气体除尘技术及其研究进展15---P-P C2008年第2期煤化工设备上进行了试验,运行温度为870℃,除尘效率达到99.1%。
我国国家电力公司国电热工研究院对研究开发的无筛移动逆流式颗粒层过滤器[9],进行了常压、高温除尘过程结构和参数优化实验研究;开发了颗粒层气体循环清灰系统;研究了尘粒在带电颗粒层中的振荡运动,提出了采用尘粒荷电和对颗粒层施加外电场的方法来提高细微尘粒的除尘效率,并从理论上证明了,在一定条件下该法是可行的。
颗粒层过滤除尘技术经过了由固定床层到移动床层的发展,移动颗粒层过滤除尘系统兼顾了除尘效率与过滤压降,实现了过滤、清灰的一体化,易于大型化,适合高温高压气体除尘。
目前,国际上普遍认为移动颗粒层过滤除尘是最有希望、最有发展前途的可用于I G C C和P FB C-C C的高温除尘技术之一。
3金属微孔过滤除尘技术金属微孔过滤材料最大优势在于良好的耐温性和优良的机械性能,并且它良好的韧性和导热性使其具有很好的抗热、抗震性。
此外,金属微孔材料还具有良好的加工性能和焊接性能。
但金属微孔过滤除尘目前还存在一定的问题:金属过滤材料一般在高温下会出现随着温度增加造成强度下降的现象,因此,在使用过程中存在着最高温度的限制。
近年来,国内外大力开展高性能金属过滤材料的研究。
其中,Fe-A l金属间化合物和310S(不锈钢,镉、镍含量高)以其突出的抗高温氧化和耐硫腐蚀性能而备受关注。
如美国M ot t公司和Pal l公司生产的310S、I nconel600(镍基合金)、Fe-A l金属间化合物等烧结金属滤管,耐温600℃~900℃[11,12];另外,英国Povai r公司、比利时B ekar t公司、美国U S f i l t er等公司分别开发了F e-C r-A l、H aynes230(镍、铬、钼、钨合金,耐高温抗氧化)、H aynes214(镍铬合金,优良的抗氧化材料)等烧结金属纤维多孔材料[9]。