基于顆粒床的除塵裝置、熱臟燃氣脫酸除塵系統及方法
1.本發明屬于凈化、除塵技術領域，尤其是涉及一種基于顆粒床的除塵裝置及除塵方法、熱臟燃氣脫酸除塵系統及脫酸除塵方法。
背景技術：
2.氣候變化是人類面臨的全球性問題。電力、冶金、化工、陶瓷、建材等行業，探尋以生物質、污泥、生活垃圾、工業垃圾和有機危廢等大宗固廢燃氣化技術，耦合鍋爐、窯爐燃燒或以燃氣提取氫氣、合成醇油等深加工，開展各產業碳減排路徑研究。
3.基于低價粉煤熱解技術的煤炭分級分質轉化聯產燃料和化學品技術，是一種充分利用煤炭資源，保障能源安全的重要技術；但該技術熱解爐產出的熱臟燃氣高溫、高塵、髙油、高硫，呈現的“四高”特性，嚴重制約該技術的工程化應用；此外，發生爐煤氣、生物質燃氣、生活垃圾燃氣和高爐煤氣等也屬于典型的熱臟燃氣。其中發生爐煤氣是以煤或焦炭為氣化原料，空氣和水蒸氣為氣化劑，利用煤氣發生爐生產的低熱值燃氣，典型工況是溫度550℃，出口壓力1.47～2.45kpa，熱值 5110kj/m3，燃氣成分中約含0.32％h2s，4.16％c
mhn
，含有較多的灰塵、煤粉和煤焦油；其中高爐煤氣為煉鐵過程中產生的副產品，典型組分為25％co、15％co2、55％n2、h2和ch4含量少，含塵量高，熱值低僅為3500kj/m3。熱臟燃氣作為一種價格低廉的燃料，可廣泛應用于燃氣鍋爐和其他窯爐。在我國能源消耗結構中，成品油、天然氣和液化石油氣等清潔燃料價格昂貴，如能在需要氣源的企業推廣使用熱臟燃氣，對降低企業生產成本、提高經濟效益尤其重要。
4.為了保證化工設備、燃氣鍋爐、燃煤鍋爐和窯爐的正常運行，需要將熱臟燃氣進行脫酸除塵等高溫凈化處置，燃氣經高溫脫硫、脫鹵、除塵、除堿金屬等去除有害物質后，能減輕氯化氫和氯鹽等對熱能設備的高低溫腐蝕，拓寬熱臟燃氣的應用范圍。目前技術僅停留在利用輸送熱臟燃氣的管道、除塵斗、離心除塵器等對其進行簡單的物理性除塵，一般只能除去粒徑大于10μm的粉塵，除塵效率僅75％左右；但熱臟燃氣的脫酸特別是脫除鹵素的技術非常欠缺，導致燃氣利用單元的熱能燃燒設備，需要配置復雜的二噁英抑制、脫除設施，且布袋除塵器過濾的飛灰中二噁英、氯鹽和重金屬含量高，屬于廢物類別為hw18焚燒處置殘渣的危廢，污染了耦合生物質、燃煤鍋爐的飛灰，由此工業垃圾等熱臟燃氣脫鹵除塵尤為重要。
5.顆粒床過濾器是一種工業高溫除塵設備，其利用物理和化學性質非常穩定的固體顆粒組成過濾層，除塵機理可靠，主要通過直接攔截、慣性碰撞、擴散沉積、重力沉降和靜電吸引等多種作用力，實現氣體中攜帶的固體粉塵被濾料捕集、凈化，具有耐高溫、持久性好、不易堵塞、過濾能力不受比電阻影響等特點。
6.顆粒床過濾器的濾料顆粒耐熱和抗腐蝕性能好，非常適合高溫腐蝕性氣體的除塵過濾，有望實現熱臟燃氣的一體化脫酸除塵。但已有顆粒床過濾器普遍存在如下問題：(1) 結構復雜造價高昂；(2)顆粒流體動力學設計存在缺陷，濾料置換存在死角多，導致無實際的使用價值；(3)系統磨損問題，需考慮通過改善除塵器結構和優化設計來解決； (4)濾料
顆粒層在移動過程中過濾效果急劇變差，粉塵泄露導致排放超標。
技術實現要素：
7.本發明的目的是針對已有顆粒床過濾器存在的不足，提供一種基于顆粒床的除塵裝置及除塵方法、熱臟燃氣脫酸除塵系統及脫酸除塵方法，在與除塵裝置的進氣口連接的進氣管噴入粉狀脫酸劑(也可以將具有脫酸活性的顆粒狀脫酸劑配比在濾料中)，脫酸劑與酸性氣體反應實現脫酸操作，當熱臟燃氣通過顆粒床時，顆粒床作為濾料介質捕集粉塵，實現干法脫酸除塵一體化操作，提升大宗固廢熱臟燃氣資源化利用水平。
8.本發明采用如下技術方案實現：
9.本發明基于顆粒床的除塵裝置，主要由粗濾塔、精濾塔、濾料塔、濾筒和濾料回收器組成；所述的粗濾塔由底部為錐形的筒體和開設中心孔的粗濾塔頂蓋組成，粗濾塔頂蓋固定在筒體上方；筒體側壁開設進氣口，底部開設含塵濾料出口；所述的精濾塔置于粗濾塔上方，由底部敞口的精濾圓筒和開設中心孔的精濾塔頂蓋組成，精濾塔頂蓋固定在精濾圓筒上方；精濾圓筒側部開設出氣口；精濾圓筒嵌入粗濾塔頂蓋的中心孔，精濾圓筒外側壁與粗濾塔頂蓋的中心孔匹配且設有密封結構；精濾圓筒側壁位于粗濾塔頂蓋上方位置通過兩根以上塔體調節桿與外部機架連接；精濾圓筒底端端面低于粗濾塔的進氣口設置；所述的濾料塔置于精濾塔上方，由底部敞口的濾料圓筒和開設中心孔的濾料塔頂蓋組成，濾料塔頂蓋固定在濾料圓筒上方；濾料圓筒嵌入精濾塔頂蓋的中心孔，濾料圓筒外側壁與精濾塔頂蓋的中心孔匹配且設有密封結構；濾料回收器置于濾料塔上方；所述的濾料回收器開設有濾料與氣流混合進口、氣流出口和濾料輸出口，濾料輸出口與濾料塔頂蓋的中心孔連通；濾筒置于精濾圓筒內，并懸掛于精濾塔頂蓋底部；所述的濾筒、濾料回收器、濾料圓筒、精濾圓筒和粗濾塔的筒體同軸設置。
10.優選地，所述的濾筒包括一體成型且由約翰遜網構造成的上部錐體、中部圓筒和下部擴口；所述的中部圓筒通過兩根以上濾筒調節桿與精濾塔頂蓋連接。
11.優選地，還設置振打裝置；所述的振打裝置包括筋板、豎直撞擊桿、水平撞擊桿和振打器；濾筒的中部圓筒或下部擴口位置固定沿周向均布的兩塊以上筋板，豎直撞擊桿頂端與各筋板均固定；所述的振打器固定在粗濾塔的筒體錐形部位外壁，并與水平撞擊桿一端固定，水平撞擊桿伸入粗濾塔的筒體內，另一端與豎直撞擊桿底端接觸；水平撞擊桿與粗濾塔的筒體之間設有密封結構。
12.優選地，所述的濾料回收器、濾料圓筒、精濾圓筒和粗濾塔的筒體均設有保溫層，粗濾塔頂蓋、精濾塔頂蓋和濾料塔頂蓋上也均設有保溫層，該基于顆粒床的除塵裝置內溫度控制在400～700℃。
13.優選地，所述的濾料回收器采用干式除塵器。
14.本發明基于顆粒床的除塵裝置除塵的方法，具體步驟如下：
15.一方面，濾料回收器的濾料與氣流混合進口輸入濾料，濾料回收器分離回收的干凈濾料向下流入濾料塔，濾料塔中的濾料再向下流入精濾塔，到達精濾圓筒內壁與濾筒外壁之間形成濾料床層；濾料床層的外表面、精濾圓筒內壁、精濾塔頂蓋內表面和濾料圓筒插入精濾塔內的外壁之間形成出氣腔；另一方面，含塵氣流經粗濾塔的進氣口切向流入粗濾塔的筒體內并螺旋向下輸送，其中一部分含塵氣流繞過精濾塔的精濾圓筒底端向上逆流進
入精濾圓筒內，并到達精濾圓筒與濾筒外壁之間的濾料床層，此時含塵氣流攜帶的粉塵被濾料床層內的濾料截留實現氣固分離；濾料截留粉塵形成的含塵濾料流出精濾塔后形成具有內、外界面的濾料堆積體，濾料堆積體內界面與濾筒內壁之間形成擴散腔，外界面與粗濾塔的筒體內壁、粗濾塔頂蓋內表面和精濾圓筒嵌入粗濾塔內的外壁之間形成進氣腔；另一部分含塵氣流錯流穿越精濾塔下方的濾料堆積體，匯至擴散腔，從濾筒內部向上或向濾筒側壁擴散，然后經濾筒周邊堆積的濾料截留粉塵實現氣固分離；含塵氣流經濾料截留分離出的凈化氣均匯至出氣腔，再經精濾塔的出氣口排出，含塵濾料從粗濾塔的含塵濾料出口排出，完成含塵氣流的除塵。其中，濾料床層移動速度控制在0.1～10cm/min。
16.本發明基于顆粒床的熱臟燃氣脫酸除塵系統，包括基于顆粒床的除塵裝置、塵料分離裝置、濾料倉和噴射器；所述塵料分離裝置的進料口與基于顆粒床的除塵裝置的含塵濾料出口連通；塵料分離裝置設有顆粒料出口和粉塵出口，顆粒料出口與濾料倉的進料口連通；濾料倉的進料口還連接補充濾料管；所述濾料倉的出料口與噴射器的喉管處進料口連通；所述噴射器的氣固混合流出口通過管路連接基于顆粒床的除塵裝置的濾料與氣流混合進口，噴射器還設有入氣口。
17.優選地，所述的塵料分離裝置選用滾筒篩或振動篩。
18.本發明基于顆粒床的熱臟燃氣脫酸除塵方法，具體如下：
19.基于顆粒床的除塵裝置的進氣口連接有進氣管，熱臟燃氣由進氣管輸入，并同步向進氣管噴入粉狀脫酸劑，粉狀脫酸劑在與熱臟燃氣混合輸送過程中脫除熱臟燃氣中的酸性組分；熱臟燃氣脫酸后的含塵氣流中攜帶的粉塵被基于顆粒床的除塵裝置內的濾料截留實現氣固分離；分離出的熱凈燃氣經基于顆粒床的除塵裝置的出氣口排出，送往燃氣利用單元利用；含塵濾料下移經基于顆粒床的除塵裝置的含塵濾料出口流出，并輸送至塵料分離裝置；塵料分離裝置分離出的粉塵從粉塵出口送往灰庫二次處置；塵料分離裝置分離出的顆粒料從顆粒料出口送往濾料倉，補充的濾料也加入濾料倉作為初始啟動用的濾料以及濾料耗損補充；輸送風流入噴射器的入氣口，使濾料倉中的濾料被噴射器喉管處的負壓吸入，并提升送入基于顆粒床的除塵裝置的濾料回收器中，氣固兩相流經濾料回收器分離出濾料和尾氣，尾氣經濾料回收器的氣流出口排出，并送至用氣單元再利用。
20.優選地，所述的濾料采用氧化鋁小球、硅石、石英砂、礫石、莫來石、焦炭、金屬屑、陶瓷和陶粒中的一種或多種混合；濾料粒徑為0.3～10mm。
21.本發明與現有技術相比，具有如下有益效果：
22.1、本發明的除塵裝置上部設置濾料回收器，實現了濾料在除塵裝置中心的均勻布料，有效降低除塵裝置高度；
23.2、本發明設置有濾料塔、精濾塔和粗濾塔，且三塔依次垂直堆疊插入式同心配合，形成熱臟燃氣的進氣腔和熱凈燃氣的出氣腔，有利于氣體流場均布，提升脫酸除塵效率；
24.3、為解決基于顆粒床的除塵裝置中心濾料下移速度快容塵量少，外沿濾料下移速度慢易板結等難題，本發明在精濾塔內同心設置帶上部錐體的濾筒，中心濾料分流增加行程，與熱臟燃氣至少經過錯流和逆流兩級過濾，極大提升中心濾料的容塵量，且濾料床層整體下移順暢，提升本發明除塵裝置的脫酸除塵效率，有利于1μm以下微細粉塵的脫除，過濾效率90％～99％，燃氣塵含量可控制在10～50mg/nm3，滿足下游燃氣利用單元需求；
25.4、在本發明除塵裝置中心布置由約翰遜網構造成的濾筒，形成擴散腔，進氣腔中
的部分含塵氣流錯流穿越精濾塔下方的濾料堆積體，匯至擴散腔從濾筒內部向上或向濾筒側壁擴散，經濾筒周邊堆積的濾料截留粉塵實現氣固分離，濾料床層阻力小，且有效解決了逆流式顆粒床的床料易流化的難題；
26.5、本發明除塵裝置的進氣腔直徑可設置為大于出氣腔直徑，且中心包容有擴散腔，裝置結構利于設計更低的高含塵氣流過濾速度，因為裝置阻力小，濾料床層容塵量大；
27.6、本發明除塵裝置設置振打器，通過水平撞擊桿將激振力傳遞給豎直撞擊桿，并振動垂掛結構的濾筒，松動除塵裝置內的濾料，實現濾料床層向下平穩移動，過濾效率穩定，解決了顆粒床的床料易板結偏析的難題；
28.7、本發明熱臟燃氣脫酸除塵系統將含塵濾料排出除塵裝置后，利用塵料分離裝置分離濾料和粉塵，分離出的干凈濾料提升至濾料回收器循環回用，無需采用反吹裝置，系統維護簡單；
29.8、本發明的精濾塔和濾筒均設置成具備升降調節功能，且可整體拆卸更換，維護成本低，年利用小時數能超過8000h，保障長周期運行可靠性，符合各應用行業規范要求；
30.9、本發明應用于熱臟燃氣的脫酸除塵時，各塔壁面和頂蓋均設置有保溫層，保持除塵裝置的設計溫度控制在400～700℃，防止焦油低溫冷凝和高溫二次裂解；
31.10、本發明能解決高氯有機工業固廢和生活垃圾等含氯固廢的處置出路問題：凈化后的熱凈燃氣含硫氯氟等酸性氣體和粉塵量極低，低氯低塵能有效抑制熱能燃燒設備二噁英的產生；熱凈燃氣可作為鍋爐、熱風爐和窯爐等燃氣利用單元燃料，極大減輕設備的腐蝕；如將該熱凈燃氣與其余低氯燃料例如煤、一般工業固廢(例如市政污泥等)和生物質等混燒，能達到多源工業有機固廢協同熱轉化清潔處置，產生的灰渣因氯鹽和重金屬含量低，可作為建材原料資源化利用；
32.11、本發明應用范圍不限于熱臟燃氣的凈化，也可以作為高爐煤氣除塵脫硫脫氯凈化系統進行應用，還可以作為煙氣脫酸除塵替代脫硫塔和布袋除塵器等。
附圖說明
33.圖1是本發明的基于顆粒床的除塵裝置的結構示意圖。
34.圖2是本發明的基于顆粒床的熱臟燃氣脫酸除塵系統流程圖。
35.圖中：1、粗濾塔，2、筋板，3、擴散腔，4、豎直撞擊桿，5、含塵濾料出口，6、水平撞擊桿，7、振打器，8、保溫層，9、進氣腔，10、進氣口，11、粗濾塔頂蓋，12、塔體調節桿，13、精濾塔，14、精濾塔頂蓋，15、濾料塔，16、濾料塔頂蓋，17、濾料回收器，18、濾料與氣流混合進口，19、氣流出口，20、濾料，21、出氣腔，22、濾筒調節桿，23、出氣口，24、濾筒，25、基于顆粒床的除塵裝置，26、塵料分離裝置，27、噴射器，28、濾料倉。
具體實施方式
36.下面結合附圖及實施例對本發明做進一步說明。
37.實施例一：
38.如圖1所示，基于顆粒床的除塵裝置25，主要由粗濾塔1、精濾塔13、濾料塔15、濾筒24和濾料回收器17組成；粗濾塔1由底部為錐形的筒體和開設中心孔的粗濾塔頂蓋11組成，粗濾塔頂蓋11固定在筒體上方；筒體側壁開設進氣口10，底部開設含塵濾料出口5；精濾塔
13置于粗濾塔1上方，由底部敞口的精濾圓筒和開設中心孔的精濾塔頂蓋14組成，精濾塔頂蓋14固定在精濾圓筒上方；精濾圓筒側部開設出氣口23；精濾圓筒嵌入粗濾塔頂蓋11的中心孔，精濾圓筒外側壁與粗濾塔頂蓋11的中心孔匹配且設有密封結構；精濾圓筒側壁位于粗濾塔頂蓋11上方位置通過兩根以上塔體調節桿12與外部機架連接，用于調節精濾塔13高度；精濾圓筒底端端面低于粗濾塔1的進氣口10 設置，形成粗濾塔1的旋風分離器構造；濾料塔15置于精濾塔13上方，由底部敞口的濾料圓筒和開設中心孔的濾料塔頂蓋16組成，濾料塔頂蓋16固定在濾料圓筒上方；濾料圓筒嵌入精濾塔頂蓋14的中心孔，濾料圓筒外側壁與精濾塔頂蓋14的中心孔匹配且設有密封結構；濾料塔15的高度大于500mm，該高度根據氣密性要求進行具體確定；濾料回收器17置于濾料塔15上方；濾料回收器17開設有濾料與氣流混合進口18、氣流出口19和濾料輸出口，濾料輸出口與濾料塔頂蓋16的中心孔連通；濾筒24置于精濾圓筒內，并懸掛于精濾塔頂蓋14底部；濾筒24、濾料回收器17、濾料圓筒、精濾圓筒和粗濾塔1的筒體同軸設置。粗濾塔1的筒體、濾料塔15的濾料圓筒以及濾料回收器 17均與外部機架固定。
39.作為優選，濾筒24為一種透氣罩，包括一體成型且由約翰遜網構造成的上部錐體、中部圓筒和下部擴口；中部圓筒通過兩根以上濾筒調節桿22與精濾塔頂蓋14連接，使濾筒24具備升降調節功能。
40.作為優選，濾筒24的中部圓筒外壁與精濾塔13的精濾圓筒內壁距離大于50mm，距離越小，容塵量越大；距離還需滿足過濾流速小于1m/s，常用過濾流速設計為小于 0.3m/s。
41.作為優選，為防止濾料20結塊、偏析等，本發明設置振打裝置；具體地，振打裝置包括筋板2、豎直撞擊桿4、水平撞擊桿6和振打器7；濾筒24的中部圓筒或下部擴口位置固定沿周向均布的兩塊以上筋板2，豎直撞擊桿4頂端與各筋板2均固定；振打器7固定在粗濾塔1的筒體錐形部位外壁，并與水平撞擊桿6一端固定，水平撞擊桿6 伸入粗濾塔1的筒體內，另一端與豎直撞擊桿4底端接觸；水平撞擊桿6與粗濾塔1的筒體之間設有密封結構；振打器(又稱振動器)7通過水平撞擊桿6將激振力傳遞給豎直撞擊桿4和濾筒24，用于松動濾料20，使其向下平穩移動，過濾效率更為穩定。
42.作為優選，濾料回收器17、濾料圓筒、精濾圓筒和粗濾塔1的筒體均設有保溫層8，粗濾塔頂蓋11、精濾塔頂蓋14和濾料塔頂蓋16上也均設有保溫層8，該基于顆粒床的除塵裝置25內使濾料回收器17、濾料圓筒、精濾圓筒和粗濾塔1的筒體內溫度控制在 400～700℃，防止含塵濾料溫度過低造成焦油冷凝(焦油冷凝會影響實施例三中基于顆粒床的熱臟燃氣脫酸除塵系統中塵料分離裝置26的分離效果，造成除塵系統堵塞)，但也要注意防止含塵濾料溫度過高造成焦油二次裂解，濾料20表面積碳嚴重。
43.作為優選，濾料回收器17采用根據粉塵慣性作用、重力作用而設計的干式除塵器，適合高濃度粗粒徑粉塵的分離或濃縮，一般分為重力除塵器、慣性除塵器(又具體分為碰撞式除塵器和回流式除塵器)和離心除塵器(又具體分為單極旋風式、雙極旋風式、鑄鐵多管式、陶瓷多管式)等，濾料分離選用離心除塵器較為普遍，也是本發明最優選的實施方案。
44.實施例二：
45.采用實施例一中基于顆粒床的除塵裝置除塵的方法，具體步驟如下：
46.一方面，濾料回收器17的濾料與氣流混合進口18輸入濾料20，濾料回收器17分離回收的干凈濾料20向下流入濾料塔15，濾料塔15中的濾料20再向下流入精濾塔13，到達精
濾圓筒內壁與濾筒24外壁之間形成濾料床層；濾料床層的外表面、精濾圓筒內壁、精濾塔頂蓋14內表面和濾料圓筒插入精濾塔13內的外壁之間形成出氣腔21；另一方面，含塵氣流經粗濾塔1的進氣口10切向流入粗濾塔1的筒體內并螺旋向下輸送，其中一部分含塵氣流繞過精濾塔13的精濾圓筒底端向上逆流進入精濾圓筒內，并到達精濾圓筒與濾筒24外壁之間的濾料床層，此時含塵氣流攜帶的粉塵被濾料床層內的濾料20截留實現氣固分離；濾料20截留粉塵形成的含塵濾料流出精濾塔13后形成具有內、外界面的濾料堆積體，濾料堆積體內界面與濾筒24內壁之間形成擴散腔3，外界面與粗濾塔1的筒體內壁、粗濾塔頂蓋11內表面和精濾圓筒嵌入粗濾塔1內的外壁之間形成進氣腔9；另一部分含塵氣流錯流穿越精濾塔13下方的濾料堆積體，匯至擴散腔3，從濾筒24內部向上或向濾筒24側壁擴散，然后經濾筒24周邊堆積的濾料20截留粉塵實現氣固分離；含塵氣流經濾料20截留分離出的凈化氣均匯至出氣腔21，再經精濾塔 13的出氣口23排出，含塵濾料從粗濾塔1的含塵濾料出口5排出，完成含塵氣流的除塵。其中，隨著濾料中容塵量增加，粉塵不斷填充濾料之間的空隙，造成濾料床層壓力增加，因此，含塵濾料需要持續或間斷從粗濾塔1的含塵濾料出口5排出，濾料床層移動速度應控制在0.1～10cm/min，以滿足本發明除塵裝置25的凈化效率和過濾壓降δ p《2500pa(設定值，可調)要求。
47.其中，當濾料塔15內的濾料(顆粒)流入精濾塔13時，靠近濾料圓筒中心的濾料先觸碰到濾筒24的上部錐體而被分流，并流過濾筒24的中部圓筒和下部擴口，因濾料固有的安息角(一般濾料的安息角均小于35
°
)自然形成倒圓臺(本發明按基于顆粒床的除塵裝置25截面為圓形結構設計的敘述，截面結構自然地也可設計成多邊形)，從而在精濾圓筒與濾筒24外壁之間形成濾料床層。擴散腔3底部與含塵濾料出口5的距離應設計為大于500mm，該高度的確定基于本發明的基于顆粒床的除塵裝置25的氣密性要求；濾筒24的上部錐體錐角同樣參照濾料20的安息角設計，上部錐體表面濾料床層的厚度應設計為大于50mm，該厚度越大，則本發明除塵裝置25的凈化效率越高，阻力越大，反之亦然。濾料塔15插入精濾塔13的深度，需確保濾料20與精濾塔13內側壁接觸的邊緣線低于精濾塔13的出氣口23下沿，從而保證濾料20不會堵塞出氣口23，而濾料與精濾塔13內側壁接觸的邊緣線與精濾塔13底端端面的距離越大，則本發明除塵裝置25的凈化效率越高，阻力越大，反之亦然，該距離具體根據凈化效率和阻力需求而定，一般設計為100～150mm基本能滿足脫酸除塵需求。
48.實施例三：
49.如圖2所示，基于顆粒床的熱臟燃氣脫酸除塵系統，包括實施例一中基于顆粒床的除塵裝置25、塵料分離裝置26、濾料倉28和噴射器27；塵料分離裝置26的進料口與基于顆粒床的除塵裝置25的含塵濾料出口連通；塵料分離裝置26設有顆粒料出口和粉塵出口，顆粒料出口與濾料倉28的進料口連通；濾料倉28的進料口還連接補充濾料管 c，用于補充濾料；濾料倉28的出料口與噴射器27的喉管處進料口連通；噴射器27的氣固混合流出口通過管路連接基于顆粒床的除塵裝置25的濾料與氣流混合進口18，噴射器27還設有入氣口。
50.作為優選，噴射器27采用文丘里管結構；噴射器27可以采用氣泵輸入輸送風e。
51.作為優選，塵料分離裝置26選用滾筒篩或振動篩。
52.其中，濾料倉28、噴射器27和濾料回收器17組成濾料20的返料裝置，返料裝置也可采用其他機械輸送和提升裝置實現，并不影響本發明中基于顆粒床的除塵裝置25 的脫酸除塵適用特性。
53.實施例四：
54.基于顆粒床的熱臟燃氣脫酸除塵方法，具體如下：
55.基于顆粒床的除塵裝置25的進氣口10連接有進氣管，熱臟燃氣a由進氣管輸入，并同步向進氣管噴入粉狀脫酸劑g，粉狀脫酸劑g在與熱臟燃氣a混合輸送過程中脫除熱臟燃氣a中的酸性組分；熱臟燃氣a脫酸后的含塵氣流中攜帶的粉塵被基于顆粒床的除塵裝置25內的濾料20截留實現氣固分離；分離出的熱凈燃氣b經基于顆粒床的除塵裝置25的出氣口23排出，送往燃氣利用單元利用；含塵濾料下移經基于顆粒床的除塵裝置25的含塵濾料出口5流出，并輸送至塵料分離裝置26；塵料分離裝置26分離出的粉塵d從粉塵出口送往灰庫二次處置；塵料分離裝置26分離出的顆粒料從顆粒料出口送往濾料倉28，補充的濾料也加入濾料倉28作為初始啟動用的濾料以及濾料耗損補充；輸送風e高速流入噴射器27的入氣口，使濾料倉28中的濾料持續被噴射器27喉管處的負壓吸入，并提升送入基于顆粒床的除塵裝置25的濾料回收器17中，氣固兩相流經濾料回收器17分離出濾料20和尾氣f，尾氣f經濾料回收器17的氣流出口19排出，并送至用氣單元再利用。
56.作為優選，粉狀脫酸劑g可以采用燃氣凈化和煙氣凈化行業常用的鈣基脫酸劑、鈉基脫酸劑、鎂基脫酸劑或氨基脫酸劑，如ca(oh)2、cao、naoh、na2co3、nahco3、mg(oh)2、 mgo和nh3等；粉狀脫酸劑g使用量根據設定的脫酸效率試驗來確定，一般要保證ca/s 比值或ca/2cl比值控制在1～3，具體ca/s比值或ca/2cl比值選取依據是對應脫酸的主要目標組分(s或cl)而定；作為本發明的另一可選實施例，也可以不從與進氣口10 連接的進氣管噴入粉狀脫酸劑g，而是采用顆粒狀脫酸劑直接混入濾料20中。
57.作為優選，濾料20為顆粒狀物料，如氧化鋁小球、硅石、石英砂、礫石、莫來石、焦炭、金屬屑、陶瓷、陶粒等，也可以是多種材料的混合；濾料20粒徑為0.3～10mm，常用粒徑為2～5mm，粒徑越小，除塵效率越高，裝置阻力也大。
58.下面給出實際投產中包含具體參數值、具體成分的兩個典型實施例。
59.實施例五：基于顆粒床的熱臟燃氣脫酸除塵方法，熱臟燃氣為生活垃圾氣化燃氣，燃氣溫度控制在450
±
50℃，燃氣流量控制在43000～53000nm3/h，初始含塵量30g/nm3，濾筒24的上部錐體表面濾料床層的厚度為100mm，濾料采用粒徑控制在3mm～6mm的氧化鋁，熱臟燃氣的過濾氣速控制在0.3～0.5m/s，過濾壓降小于1700pa(可調整)，可達總除塵效率(凈化效率)在95～99.99％，熱凈燃氣含塵量低于50mg/nm3；粉狀脫酸劑選用cao，ca/2cl＝2，脫氯效率90％，脫硫效率85％。
60.實施例六：基于顆粒床的熱臟燃氣脫酸除塵方法，熱臟燃氣為工業垃圾氣化燃氣，燃氣溫度控制在650
±
50℃，燃氣流量控制在2200～2600nm3/h，初始含塵量控制在50～ 100g/nm3,上部錐體表面濾料床層的厚度為150mm，濾料采用粒徑控制在1.5～3mm的石英砂，熱臟燃氣的過濾氣速控制在0.1～0.3m/s，過濾壓降小于2000pa(可調整)，可達總除塵效率在98～99.99％，熱凈燃氣含塵量低于10mg/nm3；粉狀脫酸劑選用ca(oh)2， ca/2cl＝1.5，脫氯效率94.6％，脫硫效率90％。
61.以上所述實施例為本發明優選的實施方式，但本發明并不限于上述實施方式，在不背離本發明實質內容的情況下，本領域技術人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發明的保護范圍。
技術特征：
1.基于顆粒床的除塵裝置，包括粗濾塔、濾料塔和濾料回收器，其特征在于：還包括精濾塔和濾筒；所述的粗濾塔由底部為錐形的筒體和開設中心孔的粗濾塔頂蓋組成，粗濾塔頂蓋固定在筒體上方；筒體側壁開設進氣口，底部開設含塵濾料出口；所述的精濾塔置于粗濾塔上方，由底部敞口的精濾圓筒和開設中心孔的精濾塔頂蓋組成，精濾塔頂蓋固定在精濾圓筒上方；精濾圓筒側部開設出氣口；精濾圓筒嵌入粗濾塔頂蓋的中心孔，精濾圓筒外側壁與粗濾塔頂蓋的中心孔匹配且設有密封結構；精濾圓筒側壁位于粗濾塔頂蓋上方位置通過兩根以上塔體調節桿與外部機架連接；精濾圓筒底端端面低于粗濾塔的進氣口設置；所述的濾料塔置于精濾塔上方，由底部敞口的濾料圓筒和開設中心孔的濾料塔頂蓋組成，濾料塔頂蓋固定在濾料圓筒上方；濾料圓筒嵌入精濾塔頂蓋的中心孔，濾料圓筒外側壁與精濾塔頂蓋的中心孔匹配且設有密封結構；濾料回收器置于濾料塔上方；所述的濾料回收器開設有濾料與氣流混合進口、氣流出口和濾料輸出口，濾料輸出口與濾料塔頂蓋的中心孔連通；濾筒置于精濾圓筒內，并懸掛于精濾塔頂蓋底部；所述的濾筒、濾料回收器、濾料圓筒、精濾圓筒和粗濾塔的筒體同軸設置。2.根據權利要求1所述基于顆粒床的除塵裝置，其特征在于：所述的濾筒包括一體成型且由約翰遜網構造成的上部錐體、中部圓筒和下部擴口；所述的中部圓筒通過兩根以上濾筒調節桿與精濾塔頂蓋連接。3.根據權利要求2所述基于顆粒床的除塵裝置，其特征在于：還設置振打裝置；所述的振打裝置包括筋板、豎直撞擊桿、水平撞擊桿和振打器；濾筒的中部圓筒或下部擴口位置固定沿周向均布的兩塊以上筋板，豎直撞擊桿頂端與各筋板均固定；所述的振打器固定在粗濾塔的筒體錐形部位外壁，并與水平撞擊桿一端固定，水平撞擊桿伸入粗濾塔的筒體內，另一端與豎直撞擊桿底端接觸；水平撞擊桿與粗濾塔的筒體之間設有密封結構。4.根據權利要求1、2或3所述基于顆粒床的除塵裝置，其特征在于：所述的濾料回收器、濾料圓筒、精濾圓筒和粗濾塔的筒體均設有保溫層，粗濾塔頂蓋、精濾塔頂蓋和濾料塔頂蓋上也均設有保溫層，該基于顆粒床的除塵裝置內溫度控制在400～700℃。5.根據權利要求1、2或3所述基于顆粒床的除塵裝置，其特征在于：所述的濾料回收器采用干式除塵器。6.采用權利要求1、2或3所述基于顆粒床的除塵裝置進行除塵的方法，其特征在于：該方法具體步驟如下：一方面，濾料回收器的濾料與氣流混合進口輸入濾料，濾料回收器分離回收的干凈濾料向下流入濾料塔，濾料塔中的濾料再向下流入精濾塔，到達精濾圓筒內壁與濾筒外壁之間形成濾料床層；濾料床層的外表面、精濾圓筒內壁、精濾塔頂蓋內表面和濾料圓筒插入精濾塔內的外壁之間形成出氣腔；另一方面，含塵氣流經粗濾塔的進氣口切向流入粗濾塔的筒體內并螺旋向下輸送，其中一部分含塵氣流繞過精濾塔的精濾圓筒底端向上逆流進入精濾圓筒內，并到達精濾圓筒與濾筒外壁之間的濾料床層，此時含塵氣流攜帶的粉塵被濾料床層內的濾料截留實現氣固分離；濾料截留粉塵形成的含塵濾料流出精濾塔后形成具有內、外界面的濾料堆積體，濾料堆積體內界面與濾筒內壁之間形成擴散腔，外界面與粗濾塔的筒體內壁、粗濾塔頂蓋內表面和精濾圓筒嵌入粗濾塔內的外壁之間形成進氣腔；另一部分含塵氣流錯流穿越精濾塔下方的濾料堆積體，匯至擴散腔，從濾筒內部向上或向濾筒側壁擴散，然后經濾筒周邊堆積的濾料截留粉塵實現氣固分離；含塵氣流經濾料截留分離出
的凈化氣均匯至出氣腔，再經精濾塔的出氣口排出，含塵濾料從粗濾塔的含塵濾料出口排出，完成含塵氣流的除塵；其中，濾料床層移動速度控制在0.1～10cm/min。7.采用權利要求1、2或3所述基于顆粒床的除塵裝置的熱臟燃氣脫酸除塵系統，其特征在于：包括基于顆粒床的除塵裝置、塵料分離裝置、濾料倉和噴射器；所述塵料分離裝置的進料口與基于顆粒床的除塵裝置的含塵濾料出口連通；塵料分離裝置設有顆粒料出口和粉塵出口，顆粒料出口與濾料倉的進料口連通；濾料倉的進料口還連接補充濾料管；所述濾料倉的出料口與噴射器的喉管處進料口連通；所述噴射器的氣固混合流出口通過管路連接基于顆粒床的除塵裝置的濾料與氣流混合進口，噴射器還設有入氣口。8.根據權利要求7所述采用基于顆粒床的除塵裝置的熱臟燃氣脫酸除塵系統，其特征在于：所述的塵料分離裝置選用滾筒篩或振動篩。9.根據權利要求7所述采用基于顆粒床的除塵裝置的熱臟燃氣脫酸除塵系統進行熱臟燃氣脫酸除塵的方法，其特征在于：該方法具體如下：基于顆粒床的除塵裝置的進氣口連接有進氣管，熱臟燃氣由進氣管輸入，并同步向進氣管噴入粉狀脫酸劑，粉狀脫酸劑在與熱臟燃氣混合輸送過程中脫除熱臟燃氣中的酸性組分；熱臟燃氣脫酸后的含塵氣流中攜帶的粉塵被基于顆粒床的除塵裝置內的濾料截留實現氣固分離；分離出的熱凈燃氣經基于顆粒床的除塵裝置的出氣口排出，送往燃氣利用單元利用；含塵濾料下移經基于顆粒床的除塵裝置的含塵濾料出口流出，并輸送至塵料分離裝置；塵料分離裝置分離出的粉塵從粉塵出口送往灰庫二次處置；塵料分離裝置分離出的顆粒料從顆粒料出口送往濾料倉，補充的濾料也加入濾料倉作為初始啟動用的濾料以及濾料耗損補充；輸送風流入噴射器的入氣口，使濾料倉中的濾料被噴射器喉管處的負壓吸入，并提升送入基于顆粒床的除塵裝置的濾料回收器中，氣固兩相流經濾料回收器分離出濾料和尾氣，尾氣經濾料回收器的氣流出口排出，并送至用氣單元再利用。10.根據權利要求9所述采用基于顆粒床的除塵裝置的熱臟燃氣脫酸除塵系統進行熱臟燃氣脫酸除塵的方法，其特征在于：所述的濾料采用氧化鋁小球、硅石、石英砂、礫石、莫來石、焦炭、金屬屑、陶瓷和陶粒中的一種或多種混合；濾料粒徑為0.3～10mm。
技術總結
本發明公開了基于顆粒床的除塵裝置、熱臟燃氣脫酸除塵系統及方法。現有顆粒床過濾器存在濾料置換死角多等缺陷。本發明除塵裝置包括粗濾塔、精濾塔、濾料塔、濾筒和濾料回收器，除塵系統包括基于顆粒床的除塵裝置、塵料分離裝置、濾料倉和噴射器。本發明的濾料塔、精濾塔和粗濾塔嵌入式同軸布置，并形成熱臟燃氣的進氣腔和熱凈燃氣的出氣腔；精濾塔內同心設置帶上部錐體的濾筒，濾筒由約翰遜網構造形成擴散腔；中心濾料經濾筒分流增加行程，與熱臟燃氣經過錯流和逆流兩級過濾，極大提升中心濾料容塵量，且濾料床層整體下移順暢，有效解決逆流式顆粒床的床料易流化的難題，提升脫酸除塵效率。率。率。
