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Title:
SELF-OSCILLATING NOZZLE AND PULSE-AIDED BACK-FLUSHING ASH CLEANING APPARATUS OF FILTER EQUIPPED WITH SELF-OSCILLATING NOZZLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/079160
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed are a self-oscillating nozzle (6) and a pulse-aided back-flushing ash cleaning apparatus of a filter equipped with the nozzle (6). One end of the back-flushing pipeline (7) of the apparatus communicates with a back-flushing gas tank (9) by a pulse-aided back-flushing valve (8), and the other end is provided with a self-oscillating nozzle (6) corresponding to the top part of an ejector (4). The nozzle (6) comprises a hollow, cylindrical self-oscillation cavity (61) the upper and lower end of which are equipped with a gas inlet (62) and outlet (63), the inlet (62) communicating with the back-flushing pipeline (7). An oscillation frequency regulating component (64) is suspended in the oscillation cavity (61) corresponding to the axial direction of the inlet (62) and the outlet (63), and the component (64) is of a fusiform shape, in which it tapers at the two ends and is wide in the middle, and the outer surface is a smooth transitional face.

Inventors:
JI ZHONGLI (CN)
WU XIAOLIN (CN)
CHEN HONGHAI (CN)
YANG LIANG (CN)
XIONG ZHIYI (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/070714
Publication Date:
May 30, 2014
Filing Date:
January 18, 2013
Export Citation:
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Assignee:
UNIV CHINA PETROLEUM (CN)
International Classes:
B05B1/26; B01D46/42
Foreign References:
CN202983430U2013-06-12
CN102728161A2012-10-17
CN201791124U2011-04-13
US5333787A1994-08-02
Attorney, Agent or Firm:
BEIJING SANYOU INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY LTD. (CN)
北京三友知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权利要求书

1、 一种带有自激振荡喷嘴的过滤器脉冲反吹清灰装置, 过滤器的管板上设有过滤单 元, 所述过滤单元中至少包括一个过滤元件; 所述管板将过滤器密封分隔为上部的洁净气 体腔室和下部的含尘气体腔室;所述脉冲反吹清灰装置包括有过滤单元上部设置的引射器 和与引射器对应的反吹管路, 反吹管路一端通过脉冲反吹阀连通于反吹储气罐, 其特征在 于: 反吹管路另一端设有与引射器顶部对应设置的自激振荡喷嘴; 所述自激振荡喷嘴包括 有一中空圆柱状自激振荡腔, 该自激振荡腔的上、下端对应设有气体进口和气体出口, 气 体进口连通于反吹管路,在自激振荡腔内对应气体进口和气体出口轴向悬挂一振荡频率调 节部件, 该调节部件呈上下两端尖中间宽且外表面为圆滑过渡面的梭形形状。

2、如权利要求 1所述的带有自激振荡喷嘴的过滤器脉冲反吹清灰装置, 其特征在于: 所述气体进口和气体出口是沿着自激振荡腔的中心轴方向设置的;气体进口和气体出口均 为直径小于自激振荡腔的圆管; 所述气体出口的内径呈渐缩状; 所述振荡频率调节部件通 过其上端轴向连接的一位置调节杆悬挂于气体进口的圆管中心处。

3、如权利要求 2所述的带有自激振荡喷嘴的过滤器脉冲反吹清灰装置, 其特征在于: 所述气体进口的圆管内设有一悬挂支架,所述位置调节杆的上部固定于悬挂支架的中心位 置。

4、如权利要求 2所述的带有自激振荡喷嘴的过滤器脉冲反吹清灰装置, 其特征在于: 所述自激振荡腔与气体进口圆管和 /或气体出口圆管由圆台形连接部连通; 所述圆台形连 接部与自激振荡腔上下两端呈外凸状设置或呈内凹状设置。

5、如权利要求 1所述的带有自激振荡喷嘴的过滤器脉冲反吹清灰装置, 其特征在于: 所述过滤器的管板上设有多组过滤单元, 每组过滤单元中设有多个过滤元件; 每组过滤单 元的引射器顶部分别对应设置一自激振荡喷嘴。

6、如权利要求 1所述的带有自激振荡喷嘴的过滤器脉冲反吹清灰装置, 其特征在于: 所述过滤元件为烧结金属滤管或陶瓷滤管。

7、 一种自激振荡喷嘴, 其特征在于: 所述自激振荡喷嘴包括有一中空圆柱状自激振 荡腔, 该自激振荡腔的上、下端对应设有气体进口和气体出口, 在自激振荡腔内对应气体 进口和气体出口轴向悬挂一振荡频率调节部件,该调节部件呈上下两端尖中间宽且外表面 为圆滑过渡面的梭形形状。

8、 如权利要求 7所述的自激振荡喷嘴, 其特征在于: 所述气体进口和气体出口是沿 着自激振荡腔的中心轴方向设置的; 气体进口和气体出口均为直径小于自激振荡腔的圆 管; 所述气体出口的内径呈渐缩状; 所述振荡频率调节部件通过其上端轴向连接的一位置 调节杆悬挂于气体进口的圆管中心处。

9、 如权利要求 8所述的自激振荡喷嘴, 其特征在于: 所述气体进口的圆管内设有一 悬挂支架, 所述位置调节杆的上部固定于悬挂支架的中心位置。

10、如权利要求 8所述的自激振荡喷嘴, 其特征在于: 所述自激振荡腔与气体进口圆 管和 /或气体出口圆管由圆台形连接部连通; 所述圆台形连接部与自激振荡腔上下两端呈 外凸状设置或呈内凹状设置。

Description:
自激振荡喷嘴及带有该喷嘴的过滤器脉冲反吹 清灰装置 技术领域 本发明是关于一种气固分离装置, 涉及一种过滤器的脉冲反吹清灰装置, 尤其涉及一 种自激振荡喷嘴及带有该喷嘴的过滤器脉冲反 吹清灰装置。 背景技术 在化工、 石油、 冶金、 电力等行业中, 常产生高温含尘气体; 由于不同工艺需要回收 能量和达到环保排放标准, 都需对这些高温含尘气体进行除尘。高温气体 除尘是高温条件 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, 提高能源利用率, 同时简化工艺过程, 节省设备投资。

烧结金属滤管和陶瓷滤管等刚性高温过滤元件 , 具有良好的抗震性能、耐高温、耐腐 蚀和热冲击性能, 同时具有较高的过滤精度和过滤效率, 因此, 被广泛地用于高温气体净 化领域。

高温含尘气体进入过滤器后, 气流中的粉尘颗粒物被拦截在过滤元件的外表 面, 形成 滤饼层,气体通过过滤元件中的多孔通道进入 到后续工艺中,经过过滤后的气体为洁净气, 粉尘浓度很小。 随着过滤的进行, 过滤元件外表面的粉饼层会逐渐增厚, 导致过滤元件的 压降增大, 这时需要采用反吹的方式实现过滤元件的性能 再生; 反吹气流的方向与过滤气 流方向相反, 高压反吹气流瞬间进入到过滤元件的内部, 依靠产生的瞬态能量将附着于过 滤元件外表面的粉饼层剥离, 使得过滤元件的压降基本上恢复到最初过滤时 的状态, 从而 实现过滤元件性能的再生。

脉冲反吹方式是实现过滤元件的性能循环再生 的重要途径,脉冲反吹清灰装置的清灰 性能决定了高温气体过滤器能否长期稳定运行 。

现有高温气体过滤器的结构主要有两种形式: 圆形结构和方形结构(依据管板的形状 区分)。 如图 9A、 图 9B所示, 为圆形结构的高温过滤器 800的结构示意图, 该圆形结构 的高温过滤器 800主要应用于高温高压的工况 (典型的工况参数是:操作压力约为 4-6MPa, 操作温度约为 350-45CTC ); 如图 10A、 图 10B所示, 为方形结构的高温过滤器 900的结构 示意图, 该方形结构的高温过滤器 900主要应用于高温低压的工况(典型的工况参 数是: 操作压力约为 0. 2-0. 4MPa, 操作温度约为 550_650°C ); 这两种不同结构的高温过滤器的 工作原理是相同的。 如图 9A、 图 9B、 图 10A、 图 10B所示, 过滤器 800、 900的管板 803、 903将过滤器 密封分隔为两部分, 下部分为含尘气体侧, 上部分为洁净气体侧; 含尘气体(或称为粗合 成气) 由过滤器 800、 900的气体入口 801、 901进入到过滤器的含尘气体侧, 在气体推动 力的作用下到达各个过滤单元, 气流中的粉尘颗粒物被拦截在滤管 802、 902的外表面, 形成粉饼层,气体通过滤管 802、 902的多孔通道过滤后进入洁净气体侧,经气体 出口 805、 905排出进入后续工艺。 随着过滤操作的进行, 滤管 802、 902外表面的粉饼层逐渐增厚, 导致过滤器 800、 900的压降增大, 这时需要采用脉冲反吹的方式实现滤管的性能 再生, 脉冲反吹清灰时, 处于常闭状态的脉冲反吹阀 808、 908开启, 气体储罐 809、 909中的高 压氮气或洁净合成气瞬间进入反吹管路 807、 907中, 然后通过管路上的喷嘴 806、 906向 对应的引射器 804、 904 内部喷射高压高速的反吹气体, 反吹气体进入对应的滤管 802、 902 内部, 利用瞬态的能量将滤管 802、 902外表面的粉尘层剥落, 使得滤管的阻力基本 上恢复到初始状态, 从而实现滤管的性能再生。

如图 9A、 图 9B所示, 对于滤管排布方式为圆形的过滤器 800, 一个过滤单元中安装 有多根滤管 (通常安装 48根滤管), 每个过滤单元共用一个引射器 804; 在圆形的过滤单 元内, 滤管 802按照等三角方式排布; 在过滤器的管板 803上通常安装 12个或 24个过滤 单元; 脉冲反吹时, 按照设定好的反吹时间, 反吹完第一组过滤单元后, 经过一定时间, 再反吹第二组过滤单元, 再经过一定时间后反吹第三组过滤单元, 如此循环往复。

如图 10A、 图 10B所示, 对于滤管排布方式为方形的过滤器 900, 滤管 902在方形的 管板 903上按照行、列等间距方式排布, 以行为单位被分成若干组, 通常每行设有几根至 十几根滤管 902, 每行滤管 902对应一个喷吹管路 907, 每一个喷吹管路 907上设有多个 喷嘴 906, 每一个喷嘴 906的正下方对应一个滤管 902, 反吹过程是以行为单位分组进行 的, 即第一行脉冲反吹阀 908开启, 对应的喷吹管路 907反吹完该行过滤元件后, 经过一 定时间, 第二行的脉冲反吹阀 908开启, 第二行喷吹管路 907反吹第二行的过滤元件, 再 经过一定时间, 第三行脉冲反吹阀 908开启, 反吹第三行的过滤元件, 如此循环往复。

综上所述, 现有技术中的高温气体过滤器的脉冲反吹方式 , 都是靠高压反吹气体在滤 管内产生一个压力波的瞬态的能量实现清灰效 果的,现有技术中脉冲反吹装置的喷嘴为常 规单孔(单管)结构, 喷嘴安装在反吹管路上, 反吹气体经过这种结构的喷嘴喷出时, 只 能在滤管的内部产生一次压力波,通常我们认 为,反吹的压力越大,产生压力的峰值越高, 清灰的效果就越好, 但是, 在实际操作中, 现有技术的反吹方式不可避免的会产生以下很 多问题:

(1)脉冲反吹压力过高。 反吹气流需要克服过滤器的操作压力和过滤气 流的流动阻力,反吹气流能量不能全部 作用到过滤单元上; 因此, 为保证清灰效果, 实际操作中需要大于过滤器操作压力 2倍左 右的清灰压力, 在高温高压操作工况下的反吹压力会高达 8MPa, 滤管会受到很大的冲击 力, 这一过程中容易造成滤管振动, 反吹压力越高, 滤管的振动越剧烈; 这种高压清灰操 作容易造成滤管因热冲击疲劳而引发破损甚至 断裂。

(2)脉冲反吹效果不均匀。

脉冲反吹时, 由于反吹气流产生的瞬态能量进入滤管后, 沿着滤管的开口端向末端的 封闭端进行能量传递的过程中, 反吹气流不断的从滤管的多孔通道空隙中泄漏 , 使得能量 传递的过程中不断耗散, 导致滤管的下部和上部的清灰效果差异很大, 附着于滤管下部表 面的粉尘层不易被反吹气流清除, 出现不完全清灰现象, 引发滤管间的粉尘层架桥, 容易 造成滤管失效。

(3)脉冲反吹清灰效率低。

如前所述, 现有反吹技术中, 主要靠反吹压力峰值来衡量清灰效果; 压力峰值是指脉 冲喷吹瞬间, 反吹装置喷出的清灰气流在滤管内部产生的最 大压力; 但是, 压力峰值高未 必能够达到理想的清灰效果, 主要原因在于, 现有脉冲反吹清灰装置每次反吹(即: 脉冲 反吹阀开启一次)只能在滤管内部产生一次压 力波, 由于滤管的上、 下位置的清灰效果差 异较大, 加上产生的压力波的能量衰减较快, 所以, 在现有高温过滤器实际运行过程中发 现, 脉冲反吹清灰的效率较低, 达不到理想的清灰效果。

那么, 如果使用现有技术的脉冲反吹清灰装置, 在清灰操作时采用脉冲反吹电磁阀的 启闭次数多一些, 每开启一次脉冲反吹电磁阀, 就对滤管进行一次清灰操作, 似乎也能够 达到提高清灰效率的目的。 但是, 这种操作方式是绝对不可取的, 原因如下: 第一, 脉冲 反吹电磁阀价格昂贵, 电磁阀的膜片的使用寿命有限, 不断的开启电磁阀相当于减少其使 用周期; 第二, 由于高温实际工况下, 过滤的含尘气体多含有腐蚀性和易燃、易爆性 气体, 因此, 清灰时往往采用纯净的惰性气体(如: 氮气等)作为清灰气源, 惰性气体的造价成 本很高, 多开启电磁阀相当于增加反吹气体的耗量; 第三, 由于脉冲反吹需要较高的反吹 压力, 反吹气流进入滤管的过程中, 对滤管的热冲击力很大, 如果多次开启脉冲反吹电磁 阀, 势必会对滤管造成损害,缩短滤管的使用寿命 ; 第四, 反吹清灰时一个重要的原则是, 当滤管外表面的粉尘层达到一定的厚度时才能 清灰, 如果粉尘层很薄, 粉尘层之间的作用 力就很小, 清灰的能量根本不能有效果, 不能使薄粉尘层剥离, 因此, 纵然反吹效果没有 达到要求, 也不能开启电磁阀清灰, 只能等到滤管表面的粉尘层再次累积到一定厚 度时, 再进行反吹操作。 由此, 本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践 ,提出一种自激振荡喷嘴及带有 该喷嘴的过滤器脉冲反吹清灰装置, 以克服现有技术的缺陷。 发明内容 本发明的目的在于提供一种自激振荡喷嘴及带 有该喷嘴的过滤器脉冲反吹清灰装置, 当脉冲反吹阀开启进行脉冲反吹时,通过自激 振荡喷嘴使反吹气体在滤管内产生并传递多 个压力振荡波, 以改善反吹不均匀性, 提高清灰效率。

本发明的另一目的在于提供一种自激振荡喷嘴 及带有该喷嘴的过滤器脉冲反吹清灰 装置, 以减少反吹气量消耗; 同时减少对滤管的热冲击力, 延长滤管的使用寿命。

本发明的目的是这样实现的, 一种带有自激振荡喷嘴的过滤器脉冲反吹清灰 装置, 过 滤器的管板上设有过滤单元, 所述过滤单元中至少包括一个过滤元件; 所述管板将过滤器 密封分隔为上部的洁净气体腔室和下部的含尘 气体腔室;所述脉冲反吹清灰装置包括有过 滤单元上部设置的引射器和与引射器对应的反 吹管路,反吹管路一端通过脉冲反吹阀连通 于反吹储气罐, 反吹管路另一端设有与引射器顶部对应设置的 自激振荡喷嘴; 所述自激振 荡喷嘴包括有一中空圆柱状自激振荡腔, 该自激振荡腔的上、下端对应设有气体进口和 气 体出口, 气体进口连通于反吹管路, 在自激振荡腔内对应气体进口和气体出口轴向 悬挂一 振荡频率调节部件, 该调节部件呈上下两端尖中间宽且外表面为圆 滑过渡面的梭形形状。

在本发明的一较佳实施方式中,所述气体进口 和气体出口是沿着自激振荡腔的中心轴 方向设置的; 气体进口和气体出口均为直径小于自激振荡腔 的圆管; 所述气体出口的内径 呈渐缩状;所述振荡频率调节部件通过其上端 轴向连接的一位置调节杆悬挂于气体进口的 圆管中心处。

在本发明的一较佳实施方式中, 所述气体进口的圆管内设有一悬挂支架, 所述位置调 节杆的上部固定于悬挂支架的中心位置。

在本发明的一较佳实施方式中, 所述自激振荡腔与气体进口圆管和 /或气体出口圆管 由圆台形连接部连通;所述圆台形连接部与自 激振荡腔上下两端呈外凸状设置或呈内凹状 设置。

在本发明的一较佳实施方式中, 所述过滤器的管板上设有多组过滤单元, 每组过滤单 元中设有多个过滤元件; 每组过滤单元的引射器顶部分别对应设置一自 激振荡喷嘴。

在本发明的一较佳实施方式中, 所述过滤元件为烧结金属滤管或陶瓷滤管。

本发明的目的还可以这样实现, 一种自激振荡喷嘴, 所述自激振荡喷嘴包括有一中空 圆柱状自激振荡腔, 该自激振荡腔的上、下端对应设有气体进口和 气体出口, 在自激振荡 腔内对应气体进口和气体出口轴向悬挂一振荡 频率调节部件,该调节部件呈上下两端尖中 间宽且外表面为圆滑过渡面的梭形形状。

在本发明的一较佳实施方式中,所述气体进口 和气体出口是沿着自激振荡腔的中心轴 方向设置的; 气体进口和气体出口均为直径小于自激振荡腔 的圆管; 所述气体出口的内径 呈渐缩状;所述振荡频率调节部件通过其上端 轴向连接的一位置调节杆悬挂于气体进口的 圆管中心处。

在本发明的一较佳实施方式中, 所述气体进口的圆管内设有一悬挂支架, 所述位置调 节杆的上部固定于悬挂支架的中心位置。

在本发明的一较佳实施方式中, 所述自激振荡腔与气体进口圆管和 /或气体出口圆管 由圆台形连接部连通;所述圆台形连接部与自 激振荡腔上下两端呈外凸状设置或呈内凹状 设置。

由上所述, 本发明的带有自激振荡喷嘴的过滤器脉冲反吹 清灰装置, 当脉冲反吹阀开 启进行脉冲反吹时, 仅仅在一次脉冲反吹的极短时间内, 反吹气体通过自激振荡喷嘴后在 滤管内能够产生并传递多个压力振荡波, 由此可改善反吹不均匀性, 提高清灰效率。该脉 冲反吹清灰装置还能够减少反吹气量消耗; 同时减少对滤管的热冲击力, 延长滤管的使用 寿命。 附图说明 以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解 释, 并不限定本发明的范围。 其中: 图 1 : 为本发明带有自激振荡喷嘴的过滤器脉冲反吹 清灰装置的结构示意图。

图 2A: 为本发明中自激振荡喷嘴的结构示意图。

图 2B: 为图 2A中 A-A剖视结构示意图。

图 2C: 为图 2A中局部剖视结构示意图。

图 3 : 为本发明中自激振荡喷嘴产生压力振荡波的示 意图。

图 4: 为本发明脉冲反吹清灰装置用于圆形管板过滤 器的结构示意图。

图 5 : 为本发明脉冲反吹清灰装置用于方形管板过滤 器的结构示意图。

图 6A〜图 6E: 为本发明中自激振荡喷嘴的多种结构示意图。

图 7 : 为本发明与现有技术反吹时滤管内的压力波形 对比。

图 8 : 为本发明与现有技术的反吹清灰效率对比。 图 9A: 为现有圆形结构的高温过滤器的结构示意图。

图 9B: 为图 9A的俯视结构示意图。

图 10A: 为现有方形结构的高温过滤器的结构示意图。

图 10B: 为图 10A的俯视结构示意图。 具体实施方式 为了对本发明的技术特征、 目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说 明本发明的 具体实施方式。

如图 1所示, 本发明提出一种带有自激振荡喷嘴的过滤器脉 冲反吹清灰装置 100, 过 滤器的管板 3上设有过滤单元, 所述过滤单元至少包括一个滤管 2, 本发明中的滤管为烧 结金属滤管或陶瓷滤管;所述管板 3将过滤器密封分隔为上部的洁净气体腔室和 部的含 尘气体腔室; 含尘气体由过滤器的气体入口 1进入到过滤器的含尘气体腔室, 在气体推动 力的作用下到达过滤单元, 气流中的粉尘颗粒物被拦截在滤管 2的外表面,气体通过滤管 的多孔通道过滤后进入洁净气体腔室, 经气体出口 5排出进入后续工艺; 所述脉冲反吹清 灰装置 100包括有过滤单元上部设置的引射器 4和与引射器 4对应的反吹管路 7, 反吹管 路 7—端通过脉冲反吹阀 8连通于反吹储气罐 9, 反吹管路 7另一端设有与引射器 4顶部 对应设置的自激振荡喷嘴 6; 如图 2A、 图 2B、 图 2C所示, 所述自激振荡喷嘴 6包括有一 中空圆柱状自激振荡腔 61, 该自激振荡腔 61的上、 下端对应设有气体进口 62和气体出 口 63, 气体进口 62连通于反吹管路 7, 在自激振荡腔 61内对应气体进口 62和气体出口 63轴向悬挂一振荡频率调节部件 64, 该调节部件 64呈上下两端尖、 中间宽且外表面为圆 滑过渡面的梭形形状。

本发明带有自激振荡喷嘴的过滤器脉冲反吹清 灰装置 100, 当脉冲反吹清灰时, 反吹 管路 7上的脉冲反吹阀 8瞬间开启, 自反吹储气罐 9中一股高速气体射流经自激振荡喷嘴 6的气体入口 62进入轴对称结构的自激振荡腔 61时, 高速脉冲气体会在自激振荡腔 61 内出现紊流混合, 产生动量交换, 形成不稳定剪切层, 由于射流速度大且剪切层的不稳定 性, 剪切层周围形成小涡旋 S1 (如图 3所示), 剪切射流中一定频率范围内的涡量扰动得 到放大, 形成大尺度涡旋 S2; 当该大尺度涡旋 S2与喷嘴的自激振荡腔 61中的梭形调节 部件 64相撞时会产生边缘音, 边缘音的扰动波使得剪切层不稳定波与反馈的 扰动波之间 相互激励、相互增强, 导致剪切层的流动以特定的频率产生压力振荡 ; 同时由于流体的附 壁效应 (附壁效应原理: 当流体有离开本来的流动方向, 改为随着凸出的物体流动的倾向, 流体与它流过的物体表面之间存在面摩擦, 这时流体的流速会减慢; 只要物体表面的曲率 不是太大, 依据流体力学中的伯努利原理, 流速的减缓会导致流体被吸附在物体表面上流 动。 本发明中的梭形调节部件 64会使气体形成附壁效应), 一部分气体 S3会沿梭形调节 部件 64的外壁面流动 (如图 3所示); 当该压力振荡的频率与喷嘴的自激振荡腔 61固有 频率匹配时, 反馈的压力振荡就能得到放大, 从而在自激振荡腔 61 内与附壁效应的气体 产生共振, 当压力振荡波 S4从气体出口 63喷出后, 经引射器 4传递给对应的滤管 2, 在 极短的时间内 (仅仅一次脉冲反吹过程), 就可以在滤管 2的内部产生多次压力振荡波, 从而相当于对滤管 2进行了多次清灰, 能够提高清灰效率, 同时多次压力振荡波在滤管 2 内的传递过程中, 也会改善滤管 2上下不同位置的清灰不均匀性, 降低滤管之间的粉尘架 桥的可能性。

由上所述, 本发明的带有自激振荡喷嘴的过滤器脉冲反吹 清灰装置, 当脉冲反吹阀开 启进行脉冲反吹时, 仅仅在一次脉冲反吹的极短时间内, 反吹气体通过自激振荡喷嘴后在 滤管内能够产生并传递多个压力振荡波, 由此可改善反吹不均匀性, 提高清灰效率。

在本实施方式中,所述自激振荡射流的频率是 由自激振荡喷嘴的结构和射流本身特性 两方面决定的, 振荡频率直接影响反吹时的清灰效果; 当过滤元件不同或工况不同时, 为 了更好的达到清灰效果, 我们希望脉冲反吹时, 尽可能的产生较强的压力振荡波, 当脉冲 反吹气体的激励频率与自激振荡喷嘴结构的固 有频率特性相匹配时,反吹气体的压力振荡 会更加剧烈, 反吹效果更佳; 所以应根据喷嘴入口的气体特性来设计自激振 荡喷嘴结构, 使喷嘴的固有频率接近脉冲气体的频率, 进而获得好的压力振荡效果; 因此, 为了使脉冲 反吹装置适用于不同的工况或者不同的过滤元 件, 需要对反吹气体的频率进行调节, 为了 达到该目的, 在喷嘴的振荡腔内部装入了一个可以改变振荡 频率的部件(梭形振荡频率调 节部件)。 当调节梭形振荡频率调节部件的上下位置时, 由于改变了喷嘴的结构, 使得梭 形振荡频率调节部件调节到某一位置时, 可以达到最佳的振荡频率; 从而使得本发明的脉 冲反吹装置的使用更灵活。

在使用之前, 自激振荡喷嘴中的梭形振荡频率调节部件经过 调试确定位置后, 其实际 上位置就固定下来了; 在使用过程中, 无法、 也不需要进行调节。

进一步, 如图 2A、 图 2B、 图 2C所示, 所述自激振荡喷嘴 6的气体进口 62和气体出 口 63是沿着自激振荡腔 61的中心轴方向设置的;气体进口 62和气体出口 63均为直径小 于自激振荡腔 61的圆管; 所述气体出口 63的内径呈渐缩状,渐缩状的流道作用是集中 荡能量; 所述振荡频率调节部件 64通过其上端轴向连接的一位置调节杆 641悬挂于气体 进口 62的圆管中心处; 所述气体进口 62的圆管内设有一悬挂支架 621, 该悬挂支架 621 是由对称设置的三根支架构成的, 所述位置调节杆的上部通过螺母(或其他夹紧 装置)固 定于悬挂支架 621的中心位置。 在本实施方式中, 所述振荡频率调节部件 64的高度与自 激振荡腔 61的高度相同 (此高度尺寸不作限制, 可以不同)。

进一步, 在本实施方式中, 脉冲反吹清灰装置适用于圆形管板和方形管板 两种结构的 过滤器, 如图 4、 图 5所示, 所述过滤器的管板 3上设有多组过滤单元; 每组过滤单元包 括有多个滤管 2, 引射器 4顶部分别对应设置一自激振荡喷嘴 6。

如图 6A〜图 6E所示, 在本实施方式中, 所述自激振荡腔 61与气体进口圆管 62和气 体出口圆管 63由圆台形连接部 65连通; 所述圆台形连接部 65与自激振荡腔上下两端可 呈外凸状设置或呈内凹状设置。 如图 6A所示, 为自激振荡腔 61与气体进口圆管 62和气 体出口圆管 63之间均设有圆台形连接部 65, 且两个圆台形连接部 65均为外凸状设置; 如图 6C、 图 6D所示, 为自激振荡腔 61与气体进口圆管 62之间设有圆台形连接部 65, 在 图 6C中, 圆台形连接部 65为外凸状设置, 在图 6D中, 圆台形连接部 65为内凹状设置; 如图 6B、 图 6E所示, 为自激振荡腔 61与气体出口圆管 63之间设有圆台形连接部 65, 在 图 6B中, 圆台形连接部 65为外凸状设置, 在图 6E中, 圆台形连接部 65为内凹状设置。

本发明与现有技术相比具有如下的有益效果:

( 1 )可以显著提高反吹清灰效率。

由于脉冲反吹时, 在滤管内产生多次压力振荡, 相当于一次反吹, 进行了多次清灰, 所以能够大大提升清灰效率。

( 2 ) 改善了反吹不均匀性。

由于产生的多个压力振荡波在滤管内传递,减 少由滤管的开口端向封闭端的能量耗散 损失,因此可以改善现有技术中的滤管不同部 分的反吹不均匀性,减少滤管间的粉尘架桥。

( 3 )减少反吹气量消耗, 降低对滤管的热冲击。

使用较低的反吹压力达到较好的清灰效果, 同时节约了气量消耗; 较低的反吹压力, 对滤管的热冲击力会相对小, 可以减缓热疲劳引发的断裂等问题, 从而延长滤管的使用寿 命。

(4)尤其适用刚性过滤元件, 使用灵活。

本发明脉冲反吹清灰装置适用的条件和特点是 : 脉冲反吹流体为瞬态的(反吹持续时 间很短, 仅为 300-500ms)、 非稳态可压缩的高压气体; 尤其适用刚性过滤元件 (如: 陶 瓷滤管或烧结金属滤管); 本发明可以根据实际工况和不同的过滤元件, 调制出最佳的反 吹气体的自激荡频率, 从而达到最佳的使用效果, 使用灵活。

为更好的说明本发明的效果,增加其可信程度 和可行性,现将部分实验数据予以公布。 通过实验,得出在使用本发明的脉冲反吹清灰 装置和使用现有技术的脉冲反吹清灰装 置的情况下的滤管内的压力波形及反吹清灰效 率, 并进行对比。

实验在某工厂的实际高温气体过滤装置中进行 , 在相同的实验条件下,对过滤器中的 某一根滤管内的压力波形进行了测定, 使用的脉冲反吹压力和温度分别为 8. 2MPa和 225 V。

如图 7、 图 8所示, 图 7是本发明与现有技术反吹时滤管内的压力波 对比; 图 8是 本发明与现有技术的反吹清灰效率对比。

由图 7可以看出,现有技术脉冲反吹清灰装置反吹 ,滤管内的压力波形是快速上升, 达到一个峰值后又逐渐下降, 依靠瞬态的能量实现清灰, 本实验测定的现有脉冲反吹技术 产生的压力峰值约为 4. 8MPa ; 而使用带有自激荡喷嘴的脉冲反吹清灰装置时 , 滤管内出 现了振荡的压力波形, 在脉冲宽度 350ms这一极短的时间内, 滤管内出现了 10次压力振 荡波, 虽然其压力峰值小于现有技术产生的压力峰值 , 但是相当于对滤管进行了 10次脉 冲反吹, 因此能够显著的提高清灰效果。

为了进一步验证本发明的反吹装置的性能,对 过滤器循环过程中的清灰效率进行了实 时测定, 如图 8所示, 结果表明, 在过滤器的运行过程中, 使用现有清灰技术的反吹装置 时的清灰效率明显低于使用本发明的反吹装置 时的清灰效率;本发明带有自激振荡喷嘴的 过滤器脉冲反吹清灰装置的清灰效率得到显著 的提高。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式, 并非用以限定本发明的范围。任何本领 域的技术人员, 在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出 的等同变化与修改, 均应属 于本发明保护的范围。