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、能源和相关加工正业的研究热点,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(IGCC)和增压流化床燃烧联合循环发电技术(PFBC)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IGCC和PFBC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IGCC和PFBC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Buell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%Al2O3、24%SiO2、14%B2O3组成)编织成布袋,在816℃、0.98MPa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176.4Pa~1489.6Pa,清灰时用脉冲空气反吹。
1.1.2 陶瓷纤维毯过滤器
美国Acurex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℃、0.98MPa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,....