一种能够自清洗的旋风除尘设备的制作方法

本实用新型涉及煤加工技术领域，尤其涉及一种能够自清洗的旋风除尘设备。

背景技术：

中国是一个“多煤、少油、贫气”的国家，在我国已探明的石化能源储量中，石油和天然气仅占6％，其余94％均为煤物质。“多煤、少油、贫气”的能源资源赋存特征，决定了我国以煤为主的能源结构未来相当长的时期内不会改变，客观上也要求我们走不同于西方国家”以先进燃烧技术”为核心的洁净煤技术之路。随着全球能源革命进程进一步加快和国内治理雾霾、控制煤炭消费的措施相继出台，“弃煤用气”趋势明显，煤炭正在由燃料向原料转变，推进煤炭深度转化已成为必由之路。

活性炭是以各种含碳材料为原料，经过适当的工艺过程生产的碳基吸附材料。由于其巨大的比表面积，优良的吸附性能和稳定的物理化学性质，因此在工业、农业、军事防护和人们日常生活的许多领域被广泛应用于脱色精制、水处理、饮用水深度净化、气体分离精制、空气净化、有毒有害气体脱除、催化剂和催化剂载体等方面，并且随着经济的不断发展和人们生活水平的逐步提高其应用领域和使用量稳步增长。我国以木质原料生产的活性炭所占比重逐渐下降，以煤为原料生产的活性炭所占比重呈上升趋势。煤基活性炭是以煤为主要原料制成的活性炭，原料煤的物理化学性质对煤基活性炭的产品性能有重大影响。以超低灰煤为原料生产的活性炭，杂质含量低、附加值高，已成为新一代的优质活性炭产品。

在煤加工成活性炭的过程中，煤在反应釜中进行热裂解反应，产生大量的高温热解煤气，其主要包括氢气，甲烷，乙烯，一氧化碳，氨气，苯，甲苯，二甲苯等复杂的芳香烃化合物，高温热解煤气从反应釜出来夹带有大量的粉尘。这种高温热解煤气不能直接利用，因为高温热解煤气中的粉尘容易堵塞管道。同时，含有大量粉尘的高温热解煤气是无法根据沸点的不同而进行分离的，因此必须把粉尘降低到一定程度，后续的高温热解煤气才能根据不同的沸点分离。此外，热裂解反应产生高温热解煤气中的粉尘会粘结在换热装置上(例如煤焦油冷却器，轻质油冷却器，喷淋冷却装置，洗涤降温塔)，导致热效率低，损坏设备等。还有，如果不除尘，很难把重质油、轻质油、水和不凝气体进行分离。因此在一般的煤加工中，经过反应釜后，第一件做的事情就是除尘。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够自清洗的旋风除尘设备，实现高温热解煤气的高效除尘，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是一种能够自清洗的旋风除尘设备，用于减少高温热解煤气中的粉尘，包括第一壁体和第二壁体，第一壁体与第二壁体均为环形壁，第一壁体包裹在第二壁体的外侧，第二壁体上端延伸出第一壁体，第一壁体的上端与第二壁体连在一起实现密封，第一壁体下侧部分的环形壁逐渐变小，呈漏斗状，漏斗状的中心位置设有排污孔，第一壁体与第二壁体之间所形成的区域为除尘腔，第一壁体上设有气体入口，气体入口将外界与除尘腔连通，第二壁体包裹所形成的区域为通道，通道将除尘腔与外界连通，通道的上端为气体出口，排污孔在竖直方向上正对通道。高温热解煤气在风机的作用下，从气体入口进入到除尘腔中，高温热解煤气与除尘腔的内壁接触、摩擦，高温热解煤气中的粉尘粘在除尘腔的内壁上，由于高温热解煤气源源不断的从气体入口进入到除尘腔中，一开始时先进入到除尘腔内的高温热解煤气会沿着除尘腔的内壁环绕向下运动，直到高温热解煤气遇到第一壁体的漏斗状部分时，除尘腔内没有足够让高温热解煤气继续的向下运动的空间，因此高温热解煤气向中间汇合，转而向上运动，进入通道内。

进一步地，第一壁体与第二壁体为圆环形壁，能够减少第一壁体、第二壁体与高温热解煤气摩擦所形成的气体流速损耗。

进一步地，气体入口与第一壁体相切，能使高温热解煤气切向进入到除尘腔中，能够提升设备的除尘效果。

进一步地，在设备长期工作以后，除尘腔的内壁、底部尤其是漏斗状位置会淤积大量的油泥，如果不及时这里的油泥，设备内的高温热解煤气随着设备的运行其运动空间将会越来越少，将会影响设备的除尘效率。优选的，第一壁体的漏斗状下侧位置设有油泥存储罐，油泥存储罐与除尘腔之间设有阀，阀用于控制除尘腔内的油泥进入到油泥存储罐中，通过打开阀，除尘腔的内壁、底部的油泥会进入到油泥存储罐中，阀优选法兰式硬密封蝶阀。

进一步地，上述的除尘腔内壁、底部的油泥进入到油泥存储罐中的进度是十分缓慢的，如果纯靠重力的作用，让除尘腔内壁、底部的油泥进入到油泥存储罐中将会花费大量的时间，同时总会有一部分油泥粘在除尘腔的内壁、底部上。因此技术人员通常会把油泥存储罐拆下，然后人工对除尘腔内壁、底部的油泥进行清洗，但这样清洗十分繁琐，为了解决这个技术问题，第一壁体外侧上设有清洗装置，清洗装置包括清洗腔，清洗腔能够与除尘腔连通，清洗腔内安装有喷头，喷头朝向除尘腔方向，进一步地，喷头朝向除尘腔的漏斗状部分，因为漏斗状位置的油泥最多，而且最难清洗。喷头通过水管与外界的水泵进行连接，通过喷头往除尘腔内喷水，能够快速的冲刷掉除尘腔内的粉尘，清洗效果很好，对于部分难以清洗的油泥，可以提高喷头内的水压进行清洗。

进一步地，除尘腔上设有连通孔，连通孔连通清洗腔与除尘腔，除尘腔内壁上位于连通孔位置设有活动的密封门，密封门由驱动装置进行控制，可以控制密封门进行上下运动，当密封门位于上侧位置时，清洗腔与除尘腔连通；当密封门位于下侧位置时，清洗腔与除尘腔被隔断。密封门设置的意义在于，当设备在进行高温热解煤气除尘的过程中，清洗腔与除尘腔被隔断，气体不会流入到清洗腔中，因此清洗腔不会影响除尘腔内气体流动。

进一步地，驱动装置用于控制密封门上下运动，驱动装置可以选用齿轮齿条、丝杠滑块、直线电机、滑轨滑块，这些机械领域中常用的直线驱动装置。作为优选的技术方案，选用直线滑轨滑块，第一壁体外侧上且位于清洗腔内设有直线导轨，导轨上设有可以上下滑动的滑块，第一壁体上位于驱动装置位置前后两侧位置设有槽孔，滑块上设有延伸进入槽孔内的连接块，连接块连接密封门，这样连接门就能随着驱动装置进行运动了。

进一步地，清洗装置整体呈环形，环绕第一壁体外侧一周，清洗腔内设有多个喷头，喷头呈圆周阵列的形式布置，多个喷头的设置，有助于提高清洗效率。进一步地，密封门也呈环形，其设于第一壁体内壁上，作为优选的技术方案，密封门由四组直线滑轨滑块进行驱动，滑轨滑块也呈圆周阵列的形式布置，多组滑轨滑块的设置有助于环形的密封门上下运动的过程更加顺滑。

进一步地，清洗腔内设置的喷头带有一点角度，这样能使喷头喷出的水像除尘腔里面的高温热解煤气这样，环绕向下冲洗，有助于提升清洗效果。

进一步地，由于设备包括了清洗装置，在执行清洗过程中，设备内会产生大量的水，为了解决每次清洗时拆下油泥存储罐的繁琐，油泥存储罐的底部设有一个出水口，出水口通向废水箱。

进一步地，为了提高设备的安全性，以及适配现代化的控制流程，设备为双层结构，包括外层和内层，外层和内存之间填充有惰性气体，惰性气体一般是指稀有气体或是一些非活性气体：稀有气体(raregases)：元素周期表上的18族元素。非活性气体(inertgases)：是在一定条件下不会发生化学反应的气体，包括稀有气体，也可能包括二氧化碳及氮气。作为优选的技术方案，氮气充入外层和内层中。设备上设有第一传感器，第一传感器用于检测设备内层内(设备内层包括设备内或者喷淋除尘部分内)的温度、和/或压力、和/或可燃气体浓度，设备上设有第二传感器，第二传感器用于检测设备内层与外层之间的温度、和/或压力、和/或可燃气体浓度。通过比较第一传感器和第二传感器的各项指数能够监测设备整体的工作情况以及设备是否存在泄漏等危险。具体的，第一传感器和第二传感器可以是温度传感器，具体型号如tpr2k5cktylc600t1300等，也可以是压力传感器，具体型号如pteasg等，还可以是上述传感器的多个的组合。进一步地，为了进一步提升自动化程度，实现工厂无人化，提高工厂的安全性：第一传感器和第二传感器能把信号发送给dcs系统或者是plc系统。dcs系统是分布式控制系统的英文缩写(distributedcontrolsystem)，在国内自控行业又称之为集散控制系统。是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。plc系统，又名可编程逻辑控制器，是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

进一步地，第一传感器和第二传感器的信号通过相应的模块接口读入到cpu里面进行处理；如送料筒内的温度、压力、可燃气浓度，一方面可以通过不同传感器检测到的数据，例如压力数据，进行交叉验证，尤其是利用第一传感器和第二传感器的数据进行交叉验证，以确认设备是否存在异常，做到异常实时反馈，例如用于第一传感器和第二传感器的数据判断出设备有无破裂泄漏。

综上所述，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的设备具有较高的除尘效率，同时装置内部设有自动的清洗装置，不再需要人工清洗，简单便捷；设备内部的清洁装置能定期对装置内部粘结的粉尘进行清洁，使设备一直保持较好的除尘能力；双层的设备结构设计，搭配不同的传感器以及现代化的控制系统，实现工厂无人化，提高安全性。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种能够自清洗的旋风除尘设备的内部结构示意图；

图2是图1中“a”区域的局部放大示意图；

图3是图1中“b-b”方向的剖视图；

图4是图3中“c”区域的局部放大示意图；

图5是图1中的设备采用双层结构时的内部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施方式做进一步详细描述，应当指出的是，实施例只是对本实用新型的详细阐述，不应视为对本实用新型的限定，本实用新型的实施例中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均能够以任何方式组合。

本实施例提供一种能够自清洗的旋风除尘设备，用于减少高温热解煤气中的粉尘，参照附图1，包括第一壁体12和第二壁体13，第一壁体12与第二壁体13均为环形壁，第一壁体12包裹在第二壁体13的外侧，第二壁体13上端延伸出第一壁体12，第一壁体12的上端与第二壁体13连在一起实现密封，第一壁体12下侧部分的环形壁逐渐变小，呈漏斗状16，漏斗状16的中心位置设有排污孔10，第一壁体12与第二壁体13之间所形成的区域为除尘腔14，第一壁体12上设有气体入口11，气体入口11将外界与除尘腔14连通，第二壁体13包裹所形成的区域为通道15，通道15将除尘腔14与外界连通，通道15的上端为气体出口，排污孔10在竖直方向上正对通道15。高温热解煤气在风机的作用下，从气体入口11进入到除尘腔14中，高温热解煤气与除尘腔14的内壁接触、摩擦，高温热解煤气中的粉尘粘在除尘腔14的内壁上，由于高温热解煤气源源不断的从气体入口11进入到除尘腔14中，一开始时先进入到除尘腔14内的高温热解煤气会沿着除尘腔14的内壁环绕向下运动，直到高温热解煤气遇到第一壁体12的漏斗状16部分时，除尘腔14内没有足够让高温热解煤气继续的向下运动的空间，因此高温热解煤气向中间汇合，转而向上运动，进入通道15内。

优选的，第一壁体12与第二壁体13为圆环形壁，能够减少第一壁体12、第二壁体13与高温热解煤气摩擦所形成的气体流速损耗。

优选的，气体入口11与第一壁体12相切，能使高温热解煤气切向进入到除尘腔14中，能够提升设备的除尘效果。

在设备长期工作以后，除尘腔14的内壁、底部尤其是漏斗状16位置会淤积大量的油泥，如果不及时这里的油泥，设备内的高温热解煤气随着设备的运行其运动空间将会越来越少，将会影响设备的除尘效率。优选的，第一壁体12的漏斗状16下侧位置设有油泥存储罐30，油泥存储罐30与除尘腔14之间设有阀31，阀31用于控制除尘腔14内的油泥进入到油泥存储罐30中，通过打开阀31，除尘腔14的内壁、底部的油泥会进入到油泥存储罐30中，阀36优选法兰式硬密封蝶阀。

上述的除尘腔14内壁、底部的油泥进入到油泥存储罐30中的进度是十分缓慢的，如果纯靠重力的作用，让除尘腔14内壁、底部的油泥进入到油泥存储罐30中将会花费大量的时间，同时总会有一部分油泥粘在除尘腔14的内壁、底部上。因此技术人员通常会把油泥存储罐30拆下，然后人工对除尘腔14内壁、底部的油泥进行清洗，但这样清洗十分繁琐。

为了进一步解决上述技术问题，参照附图1、附图2，第一壁体12外侧上设有清洗装置70，清洗装置70包括清洗腔71，清洗腔71能够与除尘腔14连通，清洗腔71内安装有喷头72，喷头72朝向除尘腔14方向，进一步地，喷头72朝向除尘腔14的漏斗状16部分，因为漏斗状16位置的油泥最多，而且最难清洗。喷头72通过水管与外界的水泵73进行连接，通过喷头72往除尘腔14内喷水，能够快速的冲刷掉除尘腔14内的粉尘，清洗效果很好，对于部分难以清洗的油泥，可以提高喷头72内的水压进行清洗。

优选的，参照附图2，除尘腔14上设有连通孔74，连通孔74连通清洗腔71与除尘腔14，除尘腔14内壁上位于连通孔74位置设有活动的密封门75，密封门75由驱动装置76进行控制，可以控制密封门75进行上下运动，当密封门75位于上侧位置时，清洗腔71与除尘腔14连通；当密封门75位于下侧位置时，清洗腔71与除尘腔14被隔断。密封门75设置的意义在于，当设备在进行高温热解煤气除尘的过程中，清洗腔71与除尘腔14被隔断，气体不会流入到清洗腔71中，因此清洗腔71不会影响除尘腔14内气体流动。

驱动装置76用于控制密封门75上下运动，驱动装置76可以选用齿轮齿条、丝杠滑块、直线电机、滑轨滑块，这些机械领域中常用的直线驱动装置。具体的，在本实施例中，选用直线滑轨滑块，参照附图2和附图4，第一壁体12外侧上且位于清洗腔71内设有直线导轨78，导轨78上设有可以上下滑动的滑块79，第一壁体12上位于驱动装置76位置前后两侧位置设有槽孔77，滑块79上设有延伸进入槽孔77内的连接块80，连接块80连接密封门75，这样连接门就能随着驱动装置76进行运动了。

优选的，参照附图3，清洗装置70整体呈环形，环绕第一壁体12外侧一周，清洗腔71内设有多个喷头72，一般设有4-8个，喷头72呈圆周阵列的形式布置，多个喷头72的设置，有助于提高清洗效率。进一步地，密封门75也呈环形，其设于第一壁体12内壁上，在本实施例中，密封门75由四组直线滑轨滑块进行驱动，滑轨滑块也呈圆周阵列的形式布置，多组滑轨滑块的设置有助于环形的密封门75上下运动的过程更加顺滑。

优选的，清洗腔71内设置的喷头72带有一点角度，这样能使喷头72喷出的水像除尘腔14里面的高温热解煤气这样，环绕向下冲洗，有助于提升清洗效果。

优选的，参照附图1，由于设备包括了清洗装置70，在执行清洗过程中，设备内会产生大量的水，为了解决每次清洗时拆下油泥存储罐30的繁琐，油泥存储罐30的底部设有一个出水口81，出水口81通向废水箱82。

优选的，参照附图5，为了提高设备的安全性，以及适配现代化的控制流程，设备为双层结构，包括外层61和内层60，外层61和内存60之间填充有惰性气体，惰性气体一般是指稀有气体或是一些非活性气体：稀有气体(raregases)：元素周期表上的18族元素。非活性气体(inertgases)：是在一定条件下不会发生化学反应的气体，包括稀有气体，也可能包括二氧化碳及氮气。本实施例中，优选氮气充入外层61和内层60中。设备上设有第一传感器62，第一传感器62用于检测设备内层60内(设备内层60包括设备内或者喷淋除尘部分20内)的温度、和/或压力、和/或可燃气体浓度，设备上设有第二传感器63，第二传感器63用于检测设备内层60与外层61之间的温度、和/或压力、和/或可燃气体浓度。通过比较第一传感器62和第二传感器63的各项指数能够监测设备整体的工作情况以及设备是否存在泄漏等危险。具体的，第一传感器62和第二传感器63可以是温度传感器，具体型号如tpr2k5cktylc600t1300等，也可以是压力传感器，具体型号如pt1e1asg(0-1.0mpa)等，还可以是上述传感器的多个的组合。进一步地，为了进一步提升自动化程度，实现工厂无人化，提高工厂的安全性：第一传感器62和第二传感器63能把信号发送给dcs系统或者是plc系统。dcs系统是分布式控制系统的英文缩写(distributedcontrolsystem)，在国内自控行业又称之为集散控制系统。是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。plc系统，又名可编程逻辑控制器，是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

第一传感器62和第二传感器63的信号通过相应的模块接口读入到cpu里面进行处理；如送料筒内的温度、压力、可燃气浓度，一方面可以通过不同传感器检测到的数据，例如压力数据，进行交叉验证，尤其是利用第一传感器62和第二传感器63的数据进行交叉验证，以确认设备是否存在异常，做到异常实时反馈，例如用于第一传感器62和第二传感器63的数据判断出设备有无破裂泄漏。

以上所述，仅为实用新型的具体实施方式，但实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在实用新型的保护范围之内，因此，实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。