高温陶瓷过滤器系统和结构设计

摘要

高温陶瓷过滤器作为一种最具发展潜力的高温气固分离设备,可以清除1μm以上的固体尘粒,在洁净煤燃烧联合循环发电技术中具有广泛的应用前景.本文研究设计了适合在高温(400℃)条件下运行的陶瓷过滤器系统.该系统由煤气发生炉、旋风分离器、增压风机、高温陶瓷过滤器以及反向脉冲装置组成,实现了正向过滤尘粒和反向脉冲清洗的集成功能.本文设计和制造了一台处理能力为4000m<'3>/h,工作温度400℃,工作压力0.1MPa的高温陶瓷过滤器.陶瓷过滤器由过滤室、陶瓷过滤元件、在线反向脉冲清洗系统及测试控制装置组成.本文通过热力计算、壁厚计算等对过滤器进行了结构设计.并对其进行了强度校核和应力分析,证明强度足够,结构紧凑,为今后进行高温煤气净化试验提供了必备的条件.同时还选用了合适的密封材料和相应的密封结构保证了陶瓷过滤器组件间具有可靠的密封.陶瓷过滤器用于高温煤气净化时,在过滤过程中,高温煤气中的部分尘粒堆积在陶瓷过滤元件的外表面上而形成灰饼,随着灰饼厚度的增加,灰饼上的压力降增加,因此需要用反向脉冲喷射冷气体的方法,将灰饼周期性的从陶瓷过滤元件外表面上清除,实现陶瓷过滤元件的在线再生,本文对反向脉冲清洗系统进行了分析.

目录

文摘

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原创性声明及本论文使用授权说明

第一章绪论

1.1高温高压热煤气净化的工程背景及意义

1.2高温煤气净化要求

1.3高温煤气净化技术的研究现状

1.4本文研究的项目背景

1.5本文的主要研究工作

第二章高温陶瓷过滤器设计

2.1高温陶瓷过滤器结构简介

2.2高温陶瓷过滤器系统设计

2.3过滤器设计参数

2.4高温陶瓷过滤器结构设计

2.4.1高温陶瓷过滤器过滤气体能力计算

2.4.2陶瓷过滤元件布置

2.4.3陶瓷过滤器过滤室设计

2.4.4陶瓷过滤气密封结构设计

2.5卸灰系统的设计

2.5.1陶瓷过滤室内洁净气体收集室和底部锥体角度的选取

2.5.2底部卸灰装置的设计

第三章陶瓷过滤器的强度校核和应力分析

3.1高温陶瓷过滤器部件强度校核

3.1.1设计原理及假设

3.1.2陶瓷过滤器壁厚设计

3.1.3压力试验中液压压力确定

3.2高温陶瓷过滤器外壳应力分析

3.2.1圆筒形壳体的应力分析

3.2.2椭圆形上封头的应力分析

3.2.3无折边锥形下封头的应力分析

第四章陶瓷过滤器反向脉冲清洗系统分析

4.1灰饼特性与清除机理

4.2反向脉冲清洗系统

4.3喷管内流动

4.4混合区域流动

4.5稳压区和扩压区内流动

4.6陶瓷管内的流动

4.7多孔介质内流动

第五章高温陶瓷过滤器实验装置

5.1高温陶瓷过滤器的实验条件

5.2陶瓷过滤器的实验装置

5.3过滤器

5.4反向脉冲喷射清洗系统

5.5测量控制系统初步设计

5.5.1测控系统工作过程

5.5.2压力、温度的测量

5.5.3 A/D转换单元

5.5.4 工业控制计算机

5.5.5数字量输入输出卡PCL-724

5.5.6继电器输出单元

5.5.7基于VB的测控软件

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献