（机械电子工程专业论文）高温陶瓷过滤器系统和结构设计.pdf

山东蟪r 大学碳十：论文 摘要 ! _ uu i ! ! 摘要 离温陶瓷过滤器作为一种最具发展漤力的寒漏气戴分离设备，可以渍除 1 1 t m 以上的固体尘粒，在洁净煤燃烧联合循环教电技术中具有广泛的应用前 景。本文硪究设计了适合在高温( 4 0 0 0 c ) 条件下运行的陶瓷过滤器系统。浚 系统由煤气发生炉、旋风分离器、增压风机、高溢陶瓷过滤器以及反向脉冲装 置缀成，实现了正向过滤尘粒和反向脉冲清洗的集成功熊。 本文设计和翻造了一台处理能力为4 0 0 0 m 3 h ，工作温度4 0 0 。c ，工作压力 o ，1 m p a 的高温陶瓷过滤器。陶瓷过滤器由过滤窳、陶瓷过滤元件、在线反向 脉狰清洗系统及测试控铡装置组藏。本文通过燕力计算、壁蓐计算等对过滤器 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，为今君遴行高漱煤气净耽试验提供了必备豹条俘。湖对还遗舔了台遥兹密 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。 璃瓷过滤器嗣予高湛漾气净纯潜，程过滤过程中，离溢漾气中懿部分尘毽 堆积在陶瓷过滤元件的外表面上而形成获饼，随蒋灰饼厚度的增加，灰饼上的 压力降灌热，霆瑟鬻要瘸爱蠢豫、孛喷射冷气薅熬方法，将获爨躅襄整戆扶离瓷 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 系统进行了分撬。 【关键词】高溆陶瓷：j 建滤器煤气净化正向过滤反向脉冲 车论文得到莺家8 6 3 计划洁净攥先进电厂离温气体净化用淘瓷j 妻滤嚣( 2 0 0 i a a 3 3 3 0 4 前支持。 a b s t r a c t h i g ht e m p e r a t u r ec e r a m i cf i l t e r ，a s t h em o s tp o t e n t i a le q u i p m e n ts e p a r a t i n gp a r t i c l e s f r o mg a s e s ，c a nc l e a n u pa s hp a r t i c l sl a r g e rt h a no n em i c r o n ，a n dh a sb e e nu s e di nb r o a da n d w i d ei n d u s t r i a l a p p l y i n g ，e s p e c i a l l y u s e di nc l e a nc o a l - f i r e dc o m b i n e d c y c l e sp o w e r g e n e r a t i o n i nt h i sp a p e r ，ac e r a m i cf i l t e rs y s t e mw a sd e s i g n e d ，w h i c hw e r ec o m p o s e do f a c o a lg a s i f i e r ，ac y c l o n e ，a ne n h a n c e dp r e s s u r ef a n ，c e r a m i c f i l t e r sa n dr e v e r s ej e t p u l s e c l e a n i n ge q u i p m e n t a n dt h ei n t e g r a t e ds y s t e mo ff i l t r a t i o na n dr e v e r s ej e tp u l s ec l e a n i n g w e r ec o m p l e t e d t h es t r u c t u r eo fh i g ht e m p e r a t u r ec e r a m i cf i l t e rw a sd e s i g n e da n dt h ec e r a m i cf i l t e r w a sm a d e t h ef i l t r a t i o nc a p a c i t yw a s4 0 0 0 m 。h t h ef i l t e rw a sc o m p o s e do ff i l t r a t i o nr o o m ， c e r a m i cf i l t r a t i o ne l e m e n t s ，r e v e r s ej e tc l e a n i n gs y s t e ma n dm e a s u r e m e n tc o n t r o ls y s t e m i n t h i s p a p e r t h es t r u c t u r eo ft h ef i l t e rw a s d e s i g n e dt h r o u g h t h e r m o c a l c u l a t i o n t h e s t r u c t u r ew a s c o m p a c ta n dt h es t r e n g t hw a s v e r i f i e dt h o r o u g h l y a t t e n t i o nw a sp a i dt ot h e s t r u c t u r eo f s e a l i n gs ot h a tt h ec e r a m i cf i l t e rc o u l do p e r a t em o r es a f e l ya n dr e l i a b l y a f t e rt h ef i l t e rw o r k sf o rap e r i o do ft i m e ，s o m ec o a ld u s tc o u l dd e p o s i to nt h es u r f a c e o ft h ec e r a m i cf i l t e re l e m e n t st o1 c a dt h ed e c r e a s eo fb o t ht h ef i l t r a t i o ne f f i c i e n c ya n dt h e w o r k i n gl i f eo f t h ec e r a m i cf i l t e r ss ot h er e v e r s ej e tp u l s ec l e a n i n gs y s t e mi su s e dt om a k e t h ec e r a m i cf i l t e r sr e g e n e r a t e da n di sa n a l y z e d k e y w o r d s ：h i g ht e m p e r a t u r ec e r a m i cf i l t e r ， c o a lg a sc l e a n i n g f i l t r a t i o n ， r e v e r s ej e tp u l s ec l e a n i n gs y s t e m i i y 9 7 7 7 d 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下( 或我个人) 进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包 含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得山东理工大学或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：嘶旋 时问：z 矿4 年厶月2 2 h 关于论文使用授权的说明 本文完全了解山东理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅；学校可以用不同的方式在不同 媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复荆手 段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名：邕翁友 导师签名 形蝌 时间：认。汐矿月飞 第一牵绪论 1 。 高温高压热煤气净纯酶王程背景疑意义 出于整器鲍石涵和天然气的鑫蕃蠢j 常有陵，煤炭成为最丰鬻豹证石潦瓣。 煤炭在世界能源结构中，分布广，比重大，是非常重要的一次能源。虽然人们 鬟霸潆炭资源熬嚣变已经摄久，毽是，长麓以来，一壹存在着嚣大急纛鼹决熬 问题，一是煤炭的利用效率低，二是排放污染大。因此，如何搿效、清洁、+ 合 理翡饺弱媒炭姿添，是当瓣各藿秘技入羹惫震麓决豹瑟瑟。 我国总的能源特征是“富煤、少油、有气”。煤炭因其储量大和价格相对 稳定，残为中霆动力生产懿主要燃瓣；在憝源生产彝涔费中，煤炭链滠占7 5 。 而煤炭总产蓬的5 0 左右用于动力发电，按发电缀计算，目前燃煤发电约占全 国憨发电量躯8 0 左右1 。 目前我国的燃煤机组效率低，且污染严重。随着装机容量的增加，煤炭的 低效率阀题恣随蕃急剧增热。渡体、匿体秘气体废糖浆丈量排放，严重污染了 环境。因此，大力发展洁净煤技术，清洁、高效她利用煤炭资源，以达到治理 环境污染和提裹能源利用攀的且靛已成为我国能源战略斡重要趋势。我国的 中国2 1 世纪议程已经将洁净煤技术计划列入媛优先敷展的领域”j 。 袭1 1 是各静火力发电技术的技术经济参数比较p 】。整体煤气化联会循环 ( i g c c ) 和增压流化床循环( p f b c ) 是目前公认的两种先迸发电技术。可以 看出在今后的发展过程中，在缺乏廉价天然气和石油、严格的排放限制以及煤 炭发电高效率的要求下，i g c c 的经济性就会凸现出来。 i g c c 发电技术，即整体煤气化燃气一蒸汽联合循环发电技术，是7 0 年代兴 起的一种新型洁净煤发电技术，采糟该颈技术，既掇高了燃煤龟站的供电效率， 又解狭了燃煤所带来的环境污染问题。i g c c 循环系统主要由三部分组成：燃 气蒸汽联合循环祝组所缀成的动力系统，产生中低热值煤气( 热麓小予 1 4 9 0 0 k j n m 3 ) 的气化系统及煤气净化系统。煤气净化系统主要包括清除煤气 中静尘粒、清除王 2 s 、n o x 、碱金属n a 、k 益及徽量物质。i g c c 酌煤气净纯 系统，可分为冷态净化及麓温净化两种方式，其中高温煤气净化的主要优点是 煤气显熬损失，、，颡诧煤气纯静热效率歉i g c e 系统静熬效率离。强蒋蓬矫 i g c c 示范机组的净效率达到4 0 5 0 ，并且具脊进一步提高电站总效率的巨 大潜力强j 。鞭诗裂2 0 1 0 年，i g c c 察p f b c c c 循环的效率哥达爨5 0 。由予 可以实现煤在转化过程中的净化，即在煤转化过程中进行脱硫、控制n o x 生 成霸狳尘等，瑟隧与警援燃潆毫站稳眈，它吴有优越懿环保性熊。表 2 是 当查鍪：盔耋鎏鑫i ：! ；耋蚤，ii l l l 。，。，。，。，。，。，二篡型 皇曼篡篇! 曼曼皇燃量曼曼! 感! 燃! 曼曼曼燃邕曼皇舅燃舞曼曼寰燃梧曼蔓! 黑糌! ! ! 曼罡! ! ! ! 烹 i g c c 嗣超蠛器粉燃料电厂摊放比较。 表卜1 各萃巾火力发电技术的技术疑济参数比较 。一。：。，二。一。 同定运行费发电净 发电技术电厂投资元 鞲t 投赘的燃科类效率经济寿建造爝 k w 常规媒电 5 3 0 0 常规脱硫煤电 6 3 0 0 燃气联台循环 7 0 0 0 燃油联合循环 7 0 0 0 a f b c ( 寨匿缀 1 0 0 0 0 6 3 0 0 环流化床) p f b c ( 蛰匿謇毳1 0 0 0 0 环流化床) i g c c ( 整露嶷1 0 0 0 0 8 0 0 0 气化联合循， 耀) 百分数( )型 3 煤 3煤 2己p g 2 油 3漠 3 媒 3媒 ( )命( 年) 3 3 3 3 4 5 4 5 3 3 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 期( 年) 4 0 2 02 4 22 0 2 表1 2lg c c 同超临界粉燃料电厂排放比较 2 山东琏工大学硕l 学位论文 第一牵绪论 圈1 - 1 莫羹l g 0 0 器意蚕 典型妻孽i g c c 装萋磐阉1 1 繇示 j 。 我国在二十世纪七十年代末就有建立i g c c 试验电站的发展计划，后来中 鏊2 l 篷纪议程又垮i g c c 电站菇蔻钱逡矮。1 9 9 9 年9 隽善塞谤委正式援难 立项，确定在山东烟台建设单机容量为3 0 0 m w 4 0 0 m w 的i g c c 示范电站。 2 0 0 0 年t 搀，这个项基款霾家发起人在l l 塞签簧捺议。攫据协议，国家电力 公司、山东省电力集团公司、烟台市电力开发有限公司和山东豳际信托投资公 司的投资改瓤分裂为4 2 、2 3 、2 0 弱1 5 。该项量穆弓| 述一套3 0 0 m w 或 4 0 0 m w 的i g c c 示范发电装置。这个项目的实施将在我国发电行业中起到示 范效应f7 1 。 高温热煤气净化技术怒关系到i g c c 发展的一项关键技术。高温煤气的净 化稷度是燃气轮枫安全可纛运幸亍及延长经济寿余蛇关键。对于i g c c 发嗽系统， 发展既能满足燃气轮机要求又能满足环境要求的高温煤气净化系统是非常重 要的，欧美一些发达国家都将其税为i g c c 发电技术真正商业化的关键技术之 1 2 高温煤气净壬艺要求 煤炭气化后产生的煤气根据热值可分为【8 j ：低热值煤气 4 18 7 1 0 4 6 7 k j n m 3 ；中热值煤气1 0 4 6 7 2 0 9 3 4 k j n m 3 ；高热值煤气2 0 9 3 4 。4 1 8 6 8 k j n m 3 。中、低热倦煤气可用予联合循环发电执缀的燃气轮视邂平。高温煤气 盥兰盛丝型尘塑二，。一i 、 茎：黧i 垒耋 净化系统主要埂寒渍豫煤。中载垒粒( 灰尘) 、h 2 s 、n o x 、赎金属n a 、k 盐 及微量物质。 熹漫煤气净化器求包括嫖护燃气轮枫时片秘满是巧保要求薅兮方蠢。燃气 轮机运行中出现的主要问题是沉积、磨损以及腐蚀。磨损主要是由直径为5 p m 以上粒圆体颗粒撞击通道波嚣引起的。固体颗粒对逶道袤蘑的攮壶，将导致表 面，尤其是燃气轮机叶片的磨损，甚至怒损坏。沉积主舞是由有5 , u m 以下的 固体颞粒在备蚕孛原因作用下在通邋表面沉积造成躲。通遂表面的沉积物也会引 起材料的蹒蚀并破坏转子的动平衡，影响燃气轮机的安全运行。 有资料表明【”，燃气轮斟t 的冲蚀损失和颗粒质量成正比，稠颗粒速度的 2 。2 5 次方成正比，和颗粒赢径的1 o - 1 6 次方成正比。烟气中较细的尘粒在燃 气轮机叶片上沉积造成效率下降和安全隐患。为满足燃气轮机安全运行和环境 傈护的要求，对进入燃气轮机的烟气浓麓和颗粒大小必需有严格的要求。 燃气轮机燃气的容许含尘标准包括尘粒浓度和粒度两部分，一般由设备提 供裔粳据溱耱鲍释爨、运雩亍经验、蠲户髓接受静时片清流瘸瓤鞠更换嗣期以及 叶片材料等因素确定。 表 一3 为美国鞭蓬公司提舞酌攥气轮祝静容许古尘耘准。这是该公司对予 在线清洗间隔为1 0 0 小时，非在线清洗时间为2 5 0 0 小时，叶片更换周期为2 0 0 0 0 夸辩豹然气轮撬撬壅静窖诲含尘标准，葜中颗粒浓度单位p p m w 兹定义为在 1 0 6 单位气体质量中所含有的颗粒质量。 聊一籍鬻 小， 表1 4 绘出了欧共体、美国、日本、加拿大和中国规定的燃煤电站粉尘排 敷拣准1 戤，1 m g , r n m 3 = 0 + 4 3 0 。5 7 p p m 。走i 鞋：可见，麓湮豢气戆净化器求应该棂据 燃气轮机的保护要求来制定。 表卜3 英国西羼公司提出的燃气轮机的容许禽尘标准 颗粒直径容许浓度 0 2 9 m 2 - 2 0 u m 2 0 耻m 9 8 9 8 1 1 0 0 s 窆。4 嵩滏辫瓷避滤器缝构设计 2 。毒， 蔫瀑隧瓷过滤器过滤冀俸蕊秀计冀 鑫漫磨毯过滤爨避滤气体懿能力，褒决予蓬滤嚣静过滤膏效露餐及气体在 萁表丽的流动速度。郁： 坌= 如。s犯一i 萁中；q 一搿温煤气的流鬣( m 3 h ，即过滤气体黼力； k 一过滤元件岭表西流动送度( r a s ) ； s 一过滤器韵过滤有效面积( m 2 ) ： 对于陶瓷过滤器两言，英过滤谢效西积与单椴过滤臀的外形尺寸有关，雕i s = 粼疗n f 2 2 ) 山表艘 1 - 大学 9 i 上学位论z弟：茚酾温淘瓮过滤器驶汁 其中：d 一零根过滤篱的囊径( m ) ； f 单根过滤管的长度( m ) ； 一陶瓷过滤器内驰过滤管根数( 根) ； 由于本文中要求处理的高温煤气流慧为4 0 0 0 r n 3 h ，根据d a r c y 定律，高温 糖煤气在多孔分质内鲍表匾流动速度一般小于0 1 m s ，一般其经济速度取 o 0 5 0 1 m s 。若表面速度超过0 1 m s ，则压降隧增，呈二次方j ：凹益线，一般 应避免工作在这样的区域。将( 2 - 2 ) 式代入( 2 - 1 ) 式中得： d n 。赢 ( 2 3 其中：v 。= 0 0 5 0 1 m s ；d = 0 0 6 m ；，= 1 5 m ；q 。4 0 0 0 m 3 h 。 将上述数辔代入( 2 - 3 ) 式得： 4 0 7 9 为了辫瓷过滤警在过滤室内便于布鹫，本文中取7 0 搬。 校验实际陶瓷过滤器的过滤气体能力。将n = 7 0 ，q = 4 0 0 0 m 3 h 代入( 2 - 1 ) 褥劐： k 4 0 0 5 6 m s 玎在o 。0 5 - 0 1 m s ，符合其经济速爱要求。 高温气体进气口管径与进气口气体速度和过滤器的过滤能力有关，即： q = - v x 音码2( 2 4 ) 荬中，v 窝漫气 零送天过滤室翳逮度( m s ； 日一进气口内径( r a m ) ： 解( 2 - 4 式褥： d l = 摆 ( 2 - 5 ) 其中，q = 4 0 0 0 m 3 h ：一般气体在管路内的经济流速取1 0 3 0 m s , 将 v = 1 0 3 0 m s 代入( 2 - 5 ) 褥： d 1 2 1 8 3 7 7 m m 故本文晦瓷过滤器过滤室避气口管径舱公稔庭径取d n = 3 5 0 m m 。此时，捩 验其流速v - 1 2 m s ，符合经济速度要求。 2 4 2 陶瓷过滤元件布置 高温陶瓷过滤器中，为避免出现绪论中陶瓷过滤元件之问“搭桥现象的 4 ! ! e ! ! ! _ ! ! ! s ! ! s ! _ ! ! ! ! _ ! ! ! ! _ ! ! ! ! e ! ! ! ! _ ! ! ! !一： 发生，陶瓷过滤元件外壁之间的间距要合适。如距离选得过小，易出现“搭桥” 现象t 严重影响陶瓷过滤瓣翰过滤性麓，丽距离选得过大，过滤器的流通能力 太低，不经济。根据国外的一些实际运行经验，两陶瓷过滤元件外壁之问的距 离般致8 0 r a m 1 2 0 m m 之闻。本文中，取两投过滤管拜壁阍的最小遁离为 12 0 r a m 。 按据上露懿谤纂，鼹瓷过滤管7 0 蔽，我嚣采用两麓魉绑式密鬟，每屡3 5 根，每层分5 组，每组7 根，每层的平面布置如图2 - 5 所示。每组之间的距离 默及过滤室悫壁与羯瓷过滤元 孛努壁阉鬏夺秘鼷离，要充分考纛安装、捡掺更 换陶瓷过滤元件的实际需鼹。一般情况下，陶瓷过滤管与过滤嚣圆筒内壁之划 静道道诤距离，萋捡修火受不通嚣时，取1 0 0 2 0 0 r a m 之耀，本文中取1 7 0 m m ： 若登求人通行，一般取4 0 0 5 0 0 m m ，本文中每组陶瓷过滤管之间的最短净距离 我们选取4 5 0 r a m 。上下舜媛布置方式提霹( 安装时下层超对予上层旋转4 5 。) 。 圈2 - 5 离瓷过滤警每凄蠢溪方式 2 。4 ，3 辫瓷涎滤器邋滤室设毒 辫瓷过滤元传豹毒置方式帮淹距薅定焉，藏哥以对蘩个辫瓷过滤嚣过滤室 进行设计，并同时设计反吹装置的位置。在简体上设计育观察口、压力、温度 传感器接曰、安全装嚣接鳗、安装与捡修嚣于焉静入孔。 简温陶瓷过滤嚣过滤室设计中所遵循的标准为钢制压力容器设计标准 ( g b l 5 0 9 8 ) ，垦2 - 6 为毫滠晦瓷过滤器过滤室豹谤巍銎，蚕2 - 7 为裹瀑辫瓷过 出东毪工夫学颀j 学位沦克第二繁商蕊离冀过滤嚣设计 滤器的主剖视图。表2 3 为高温陶瓷过滤器的部分部件的设计参数，表2 - 4 为陶 瓷过滤器主要设计参数，表2 5 为高温陶瓷过滤器的主要管u 参数表。 图2 - 6 高温陶瓷过滤器的俯视图 图2 7 高温陶瓷过滤器的主剖图 7 o _ 量 星 盎 o 峙 l l 二 燃 6 b 啦 r 嚣 o 蕊 一 烈 圣礤 蓥 哔 卑 霪 o o o 甓 峙8 = 瓣 鸯 。 盘o 溪 一 鬟 。 卜廿 摄 臻 爱嚣嚣盏=嚣 器 躐 羔至 _ 蹇莲警羔芝 枣 工 嚣 心咕 黧 。 、o心。、0 ” 茬 麓 、。 龆 一一一一一一一一 寸 瞄 一 寸 鏊。 x 矗2 容 冠 礁 叁 z 寸 x裂 嵌 曼 s 曩 堇 o 器 忿 卜 鼬 盘 麓 丕 z 一 一 羔 警 静 麓 攀蓬 蛸主 -e 稍馨锚 毯 j 11 芝 船基 静 爨曩羹萋 鼙 制秣 鬻弑 麓 窭 婪1 要 n l 墨 上 蛭委释 奇 q 棼长嚣 垃 巅裂鬟瞧 蕾车裂 叠墓 挺 毯鼠露耍弑 。受奢 甘 一 糕媳翥鲻靛鼗赫求黢露凇燃袋辫灏鹱瓣叩n辩 五魁替鬟爿疆基囊。t搏，基 蝥 宣 毫 c 阳 o 篷 篷 l 二j ooo 喀 。 o oo o on 卜 o 卜 p 4 2 窭 盛蕊 oo o o。 。 寸卜卜 蹦蹦耐 =嚣 盏篙 也。 _ 一= 差 叠 一 h 躲 # 甘 h 一 弦 基 麓 蔫璺盏羔心越薹薹兰毫 宝宴惴 心口 婶 黼 一 姝 。 、。 、。 2 一 一一一一 nn xx 。 8 寸 o e咕 叶 萏 r n _ 争 敬 型 曩 t ，j o 鲁 判 最 星 拄 卜 拯 謇 警 o n ： v 、 奇萋蒌 翘是戳 一一 耋蟮 瑞 燧 一n 辩 一 ，粕一 丕 三 嚣 = 蕊 t 涮捌 矧 辎 芷裂鞣躲芷爨盘溪 婪 j o i 爵瀑娶杈剥剥 翊 籀 毯 ，j 霆挺 ：一 = = 篙 o n 甚蘸餐篁蜓显垂亭一将鑫 n 0 i o o o 三 哔 。 卜 鼍卜卜 o =o o o0 ； 寸。、 e 糍 d篁皇口= 毯 暑墨譬羔燕至 口 、。 。 里冀 。 一一一一 g 裂 粪o e z n z 苎 x o 9 秘 每 高 。 蜀 山 鼬 生 一 n 戈垃 啦剃 摇端 羞基 辎 曩犁鬟 寒 赫 趣 。冀 鎏 硪 二三_ _ 爱 舞 权 捌 剞 哥 i ll赵瑟 槲 嚣 要嚣蕊 葛垫婺赠爿掰主蔫矗磐_器 血东璀工又学觏士学位论堑第二翠高潞陶谶过滤器醴计 曼蔓曼燃葛氅曼! 蔓曼燃鼍曼曼! ! 曼鼎曼曼曼寰! 蔓舅蠛葛! 曼! 邑懋i i i i i i i ii i 。i 表2 - 4 陶瓷过滤器主要设计参数 殴计压力( m p a ) 0l 设计渭度( 。c ) 4 0 0 工作压力( m p a ) 0 1 工作温度( 。c ) 4 0 0 焊缝系数 o 8 5 腐蚀裕度( r a m ) 2 工 车舟质高温燕煤气 工作流蹙f m 3 h ) 4 0 0 0 表2 - 5 高温陶瓷过滤器的主要管口参数蠹 符号规格标准号连接面形式用途 a p x l o d n l 5 06 8 9 11 9 。7 - 8 8 j j 除尘蕊 l j b p n l 0 d n 3 5 0 qg 8 9 1 1 9 7 - 8 8凸面迸气口 】 c l c 2 p n l 菠堪1 5 0g b 9 l l g 。7 - 8 8薤踩 串气髂述口 dp n i o d n 3 5 0g b 9 1 1 9 7 - 8 8曲面 出气口 fp n l 。0 n 5 0 0 h g l 5 0 5 - 8 8 彗爻孔 9 1 一9 2 p n l o d n 5 0 0 人孔 3 4 4 陶瓷过滤器过滤室密封结梅设计 本设计中陶瓷过滤器组件闻鳇密封是难点之一。本文中过滤爨工作余震是 高溢煤气，蕻组件阔密封的可靠悭是安全生产的煎要傈谧，高温煤气是易燃易 爆有毒气体，如果密封不严泄漏出来，不懊造成生产上的损失，污染大气环境， 更重要的是安全问题：人体易中毒，甚至引起爆炸。所以陶瓷过滤器组件间必 须具有可靠的密封。密封材料必须选耐高温、抗氧化的材料，根据要求选择了 黍憷磊墨，它具有弼毫遗、耐毖蚀、垂润港性、柔韧性秘基弹性好，致褒髓好、 热导率高、高温下化学稳定性好等特点。表2 - 6 2 6 为柔性石墨热片的一些物瑕 机械性能。柔性石墨垫片压紧时不宣一次压菸太紧，一是柔性石墨垫片醚着密 封比压的增大，回弹性碱小；二是密封胶的空气不易排出；急速加压翁使密封 件破碎或局部破坏。 褒2 6 为柔性程墨垫片的一些物理枕械性能 密度( g c m 3 ) 1 4 l 。5 抗压强度( k g f t c m 2 ) 7 4 0 复原率( ) 浑l m m ( 密闭式5 0 0 k g f c m 2 j 5 7 厚2 r a m ( 密闭式5 0 0 k g f c m 2 ) 5 8 厚i m m ( 强轻歼蔽式2 0 0k g f c m 2 ) 5 8 压缭警( ) 厚l m m ( ：闭式5 0 0k g f c m2 ) 5 6 蓐2 ( 密舞式5 0 0 k g f c m 2 4 7 厚1 m m ( 外径开放式2 0 0k g f c m 2 ) 1 6 辱2 m m 外径开数式2 0 0 k g f e r a 2 ) 1 7 选择好密封材料后，本文中对其密封结构进行了设计。图2 - 9 陶瓷过滤管 的密封结构。图2 1 0 篱体闻的密封结构。在图2 - 9 申，文德璧警、陶瓷管稳 支撵板相互之间有棠性石疆垫圈，在高温条件和夹紧状态下，可以保持很好的 密封状态，具有很好的高温密封性能。在图2 - 1 0 中，篱镕法兰鞫支撑板之阂 相互组成潮凸接合面，柔散石墨垫圈在齑温状态下，可以得到可靠酌密封。 另外一个是支撑板本身的热膨胀，可能导致提高温条件下运行时产生很大 的瀵发应力，这稃会导致零件失效和密封失效。经过计算在支檬板圆平面上， 当工作温度达到4 0 0 0c 时，约膨胀l o m m ( 半径方向上5 m m ) ，本设计中，我们 采磺了餮2 ，i 0 辩绣鞫，我们在支撵板和简体法兰闯已预留3 r a m ( 半径上) ，余 下的由弹性体承担，弹性体可以消除径向的膨胀热应力。 山东琏t 大学砸一 学位论文第二章高温陶迸过滤器设计 i i i 过 套 弹 窖器法羔 支箨蔽i 髑2 - 9 陶瓷管的密封结构图2 1 0 筒体间的密封结构 2 5 卸灰系统的设计 高温陶瓷过滤器正向过滤段时间厢，陶瓷过滤元件外壁筒堆积一层灰饼 经反囱脉冲毫压冷气体的喷敲，隧瓷过滤元件努照螅获饼薮吹嚣，逐澎落灭辫 瓷过滤嚣的锥体底部。聚积一段时间后，就需要打开过滤器底部的闸阀进行卸 灰。 2 5 1 陶瓷过滤室内涪净气体收纂室秘底部锥体角度麴选取 除尘设备中贮灰锥体设计的主要依掇是安愚角。安恩爱是鼷体粉状物料的 祷往之一，它与物料的种裘、粒校、形状和含水率等因祭有关，许多粉尘的安 息角平均值约为3 5 。4 0 。左右。对同一种灰尘，粉尘半径越小，安息热越大， 这麓由于越缅的粉尘粒子之间的睾击附性越大。尘粒表面愈光滑或者愈接近球形 的粒子，安息角越小。另外，粉尘含水量愈大，安息角愈大。本文中煦高温躅 瓷过滤嚣过滤的高温褪潆气要求过滤的最小固体垒粒为岬级。同时考虑与含 水量的关系，最后我们将收集室锥体和过滤器底部锥体均设计成6 0 。倾角。如 匿2 - 1 l 繇示。 山东壤i 大学颤0 学位论文 第二章，矗瀣淘瓷过滤器敬计 i i i i i i ii i 门 胬矬雾燃体 l j 蚕2 - 11羧集室餮避滤嚣浅都锤髂结梅 2 5 2 底都卸灰装景的设计 贮灰腔 闺2 - 12 鄱灰装置 陶瓷过滤器_ i 壹滤一段辩阉之瑶，羧轰向猿挣气流欧藩豹灰饼逐渐潍竣到过 滤室底部锥体中。因此，为确保整个陶瓷过滤系缆正常运行，需要对这部分灰 饼定潮逶行清豫。帮获装鬟弼銎2 1 2 蘸示。该装嚣包括淹溺i 、淹溺2 、贮荻 腔、水封等。其工作原理如下：待灰饼聚积到一定程度，打开闸阀1 ，过滤室 霸贮灰夔连通，获饼落入贮获腔；关瘫阉溺l ，经贮获腔鞫过滤塞隔离，爨后 打开闸阀2 ，使灰饼落入水槽中；最后关闭闸阀2 ，完成卸灰过穰。 山隶理工丈掌颗 - 学位论之 第三章陶瓷过滤嚣的强度技缓和应力分析 第三章陶瓷过滤器的强麦校核和斑力分析 3 1 高溢陶瓷邋滤器部件强度校核 本文中的璃瓷过滤器，根据其在生产中的作用，属于化工设备中的分离设备，分 离设备主要是用来完成介质的流体压力平衡和流体净化分离。化工设备中，擞然尺寸、 大小、形获结稔各不穗嗣，内部结构熊形式瞧多种多样，毽它们都有个卿壳一容器。 容器设计是所有化工设备设计的基础。容器一般有几种壳体如圆柱壳、圆锥壳、椭球 壳、球壳、平羧等缀会焉畿，再麓上连续法兰、支庶、接日管、入孑l 、褫镜、溺试装 置接口等。容器设计必须满足强度、刚度、稳定性、耐久性、密封性、节省材料和便 子潮造、方便搡作窝便子运输等要求。本文中静辫瓷过滤器静努壳我们采霜颡柱形主 体、椭球形上封头和圆锥形下封头缀合而成。这种外壳结构制造容易，安装内部构件 方惩，瑟曼承压能力较好。器3 1 为本文唾：瓣隧瓷过滤器静岁 壳形状。 3 1 1 设计原理及假设 熙3 1陶瓷过滤器的外蠢5 形状 本文中的陶瓷过滤器，属于中低压压力容器。压力容器的设计规范分为“按常规 设计”帮“应力分掰设计”掰大类。“应力分析设计”要对磁力容器豹零部件进行详 细的应力分析计算，得出其皮力分布，详细计算各种应力。而“按常规设计”方法对 应力不搬潋涎瓣，律笼统灏进彳亍麓单处理。萁采麓鹃理论剿据为最大拉应力理论， 即第强度理论。这个理论认为，引起材料发生瞻陛断裂的主要因素是最大拉应力。 与“虚力分丰厅设讨”方法相院，“按常麓设计”方法在选材、结构、设计割造、以及 山尔瑾工夫学镬j ：学位论文 第三章瀚瓷过滤瓣抟强熊枝投和应j j 分斩 检验和使用等方面的要求和限制也低一些。由于“应力分析设计”方法比较复杂，适 合缩构较笈杂的压力容器设计。本文中的高温陶瓷过滤器，结构比较简单，阂而我们 可以采用“按常规设计”的设计方法进行设计t 。虽然没有刘压力容器各处