一種用于高溫?zé)煔獬龎m的環(huán)保陶瓷顆粒床的制作方法
【專利說明】
[0001](一)
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本實(shí)用新型涉及一種顆粒床，特別涉及一種用于高溫?zé)煔獬龎m的環(huán)保陶瓷顆粒床。
[0003](二)
【背景技術(shù)】
[0004]在能源、冶煉、材料、化工等領(lǐng)域生產(chǎn)過程中，由于原料、燃料、輔料等方面原因，會產(chǎn)生大量的污染煙氣。這些工業(yè)煙氣大多以高溫氣體的形式排放，不僅會造成大量熱能不必要的浪費(fèi)，還會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，影響人們的身心健康。因此，如何有效并持續(xù)穩(wěn)定地消煙除塵，是目前擺在每個(gè)企業(yè)急待解決的現(xiàn)實(shí)問題。
[0005]顆粒床過濾除塵裝置因其良好的耐高溫高壓性能，特別是易于實(shí)現(xiàn)多種有害物質(zhì)的同時(shí)脫除，自90年代以來，深受各國重視。目前顆粒床用濾料多采用無煙煤、焦炭、膨脹珍珠巖、礦渣、河砂、海砂、卵石、玻璃肩、金屬肩、陶粒等。同時(shí)，也有使用有機(jī)物作為濾料層的，如丙稀酸顆粒、塑料、橡膠肩等。研究發(fā)現(xiàn)，顆粒床用濾料的密度、粒度、形狀、孔隙率、級配比及耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等物理化學(xué)性能對顆粒床過濾器的過濾效果或穩(wěn)定性都有比較大的影響，且其占整個(gè)顆粒床過濾器總成本的15-18%?！禔n InnovativeMoving Granular Bed Filter for High-temperature and High-pressure Applieat1n》一文中采用的是平均粒徑為4.4mm,密度為2.75g/cm3，形狀因數(shù)為0.594的碎石作為濾料(Yang ff C，et al.1n Circulating Fluidized Bed Technology VKwauk M.，Li J(eds.)，Science Press, Bejing , 1997, P.609-614) ； ((Development of Ceramic CompositeHot-Gas Filters》一文中采用的是6mm的氧化招和莫來石作為濾料(Judkins RR et al.Journal of Engineering for Gas Turbines and Power,Transact1n of ASME，1996，118:495-499);中國實(shí)用新型專利《用于氣體凈化的多濾層顆粒床》(CN 202538545 U)屬于多濾層顆粒床，其采用的濾料分別為l_6mm的膨脹珍珠巖、0.3-1.5mm的石英砂或海砂、l_6mm的氧化鋁球和4-12_的石英砂或海砂。
[0006]研究發(fā)現(xiàn)膨脹珍珠巖在實(shí)際生產(chǎn)使用過程中耐磨性較差，容易掉粉，需要經(jīng)常向過濾器中添加損失掉的濾料，并且還容易造成二次粉塵污染。而像石英砂、海砂或礦物碎石這些濾料，其密度、化學(xué)性能等不易控制，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，且其耐高溫、耐腐蝕性等較差，不適合于正真高溫情況下(多300°C)的煙氣過濾。最主要的是，這些人工破碎的礦物濾料，顆粒形貌、球形度較差，堆積形成的顆粒床阻力相對較大，因此耗能相對較高。而對于氧化鋁和莫來石等濾料，由于其制備成本較高會導(dǎo)致整體設(shè)備造價(jià)偏高，且氧化鋁和莫來石的密度相對較大，在反吹沸騰清灰時(shí)需要消耗更多的能量。同時(shí)，有機(jī)物質(zhì)濾料側(cè)耐高溫性能明顯不足。
[0007](三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種適用范圍廣、使用壽命長、成本低廉、耐高溫性能好、抗磨損性強(qiáng)的用于高溫?zé)煔獬龎m的環(huán)保陶瓷顆粒床。
[0009]本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0010]一種用于高溫?zé)煔獬龎m的環(huán)保陶瓷顆粒床，其特征在于:包括自上而下設(shè)置在不銹鋼殼體內(nèi)的輕質(zhì)環(huán)保陶瓷過濾層、重質(zhì)環(huán)保陶瓷過濾層及穩(wěn)流層，輕質(zhì)環(huán)保陶瓷過濾層使用了粒徑為2-5mm的輕質(zhì)環(huán)保陶瓷濾球，重質(zhì)環(huán)保陶瓷過濾層使用了粒徑為0.5-lmm的重質(zhì)環(huán)保陶瓷濾球，穩(wěn)流層由兩種粒徑規(guī)格的重質(zhì)環(huán)保陶瓷濾球組成，自上而下分別為1 ~2mm 和 3_5mm0
[0011]本實(shí)用新型針對單層濾料床過濾精度的不夠和濾層壓降過大的矛盾，研究了雙層濾料(即雙介質(zhì))顆粒床過濾除塵方法，其除塵原理是:過濾層由上輕下重、上粗下細(xì)的雙層濾料組成。過濾時(shí)，含塵氣自上而下穿過濾層。先經(jīng)過粗顆粒的上濾料層，截留氣體中的絕大部分粉塵，再經(jīng)過細(xì)粒徑的下濾料層，截獲漏過上濾層的微細(xì)粉塵。這種粗細(xì)二層梯級過濾，可同時(shí)獲得極高過濾效率和低壓降。
[0012]本實(shí)用新型所述的輕質(zhì)環(huán)保陶瓷濾球與重質(zhì)環(huán)保陶瓷濾球所用主要原料都為油田鉆井廢棄泥漿及赤泥等固體廢棄物。
[0013]本實(shí)用新型采用雙濾層結(jié)構(gòu)不僅可以避免單層濾料床過濾精度不夠和濾層壓降過大的矛盾，還因使用了來源廣泛的固體廢棄物作為制備濾球原料，因此不僅降低了生產(chǎn)成本而且還消耗了廢料，利于環(huán)保。
[0014]本實(shí)用新型的更優(yōu)技術(shù)方案為:
[0015]所述輕質(zhì)環(huán)保陶瓷過濾層的厚度為120_200mm，重質(zhì)環(huán)保陶瓷過濾層的厚度為
15-50mm，穩(wěn)流層上層厚度為30_60mm，穩(wěn)流層下層厚度為100-150mm ;這樣不僅可以增加過濾效果，而且反吹清灰時(shí)布風(fēng)更加均勻，不易留下吹不到的死角。
[0016]所述輕質(zhì)環(huán)保陶瓷過濾層的濾球密度為0.7-0.8 g/cm3，重質(zhì)環(huán)保陶瓷過濾層和穩(wěn)流層的濾球密度為2.0-2.3 g/cm3;上層陶瓷濾球的密度小于下層陶瓷濾球的密度，以防止流化時(shí)層間發(fā)生混雜，導(dǎo)致濾層時(shí)效。
[0017]所述穩(wěn)流層下端設(shè)置多孔濾板，多孔濾板上設(shè)置有反吹噴頭，輕質(zhì)環(huán)保陶瓷過濾層和重質(zhì)環(huán)保陶瓷過濾層交界處的不銹鋼殼體上設(shè)置有可視窗口，便于觀察反吹清灰時(shí)濾層的沸騰狀態(tài)。
[0018]本實(shí)用新型的輕質(zhì)環(huán)保陶瓷濾球和重質(zhì)環(huán)保陶瓷濾球的相對密度可以根據(jù)油田鉆井廢棄泥漿及赤泥在配方中占有的比例不同自由調(diào)整，同時(shí)，其在裝置中的鋪設(shè)厚度可以根據(jù)不同工況條件而定。另外，輕質(zhì)環(huán)保陶瓷過濾層和重質(zhì)環(huán)保陶瓷過濾層的層間混雜現(xiàn)象，可以通過改變輕質(zhì)環(huán)保陶瓷濾球和重質(zhì)環(huán)保陶瓷濾球的密度和粒徑加以避免，以防止濾層失效。輕質(zhì)環(huán)保陶瓷濾球與重質(zhì)環(huán)保陶瓷濾球在實(shí)際生產(chǎn)使用過程中耐磨性能較好、壓碎強(qiáng)度較高，不容易掉粉、不容易造成二次粉塵污染；同時(shí)其密度、粒度、孔隙率、顆粒形態(tài)、耐熱、耐腐蝕性能等都可調(diào)。因此可以根據(jù)實(shí)際顆粒床過濾除塵要求，