Tecnología de separación de membrana cerámica en la limpieza de gases de combustión a alta temperatura

Los gases de combustión industriales a alta temperatura suelen contener sustancias nocivas para el medio ambiente, como óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre y dioxinas. Estos gases necesitan ser desempolvados antes de que puedan ser eliminados por procesos tales como oxidación catalítica, de lo contrario las partículas de hollín en el gas de alto contenido de polvo se adherirán y la eficiencia catalítica del portador de catalizador disminuirá. El proceso tradicional es primero enfriar el gas de combustión a alta temperatura (refrigeración por agua) y luego eliminar el polvo. Dado que la mejor temperatura de trabajo de muchos catalizadores excelentes es superior a 300 ℃, el gas de combustión después de la eliminación del polvo debe calentarse en el proceso posterior, que consume mucha energía.

Las membranas y soportes cerámicos contienen un gran número de estructuras de poros finos, dándoles una gran superficie específica. La superficie de estos poros es un buen portador para el catalizador, y después de cargar el catalizador en esta superficie, la purificación del gas de combustión de la desulfuración y la desnitrificación se puede realizar mientras se elimina el polvo. La tecnología integrada no solo puede reducir el volumen y la inversión del equipo, sino también reducir los costos operativos del equipo.

1. breve introducción de dificultades en la limpieza de gases de combustión de alta temperatura

En la actualidad, las tecnologías de eliminación de polvo en el hogar y en el extranjero incluyen principalmente eliminación de polvo ciclónico, eliminación de polvo de bolsa, eliminación de polvo eléctrico, eliminación de polvo de bolsa eléctrica, filtro de polvo de lecho granular móvil, poroso Membrana inorgánica Filtración y otros métodos de eliminación de polvo. La eliminación de polvo de ciclón tiene una eficiencia de eliminación de polvo deficiente y no puede cumplir con los requisitos de emisión de protección ambiental, que generalmente solo se usa para la eliminación previa del polvo. La eliminación de polvo de la bolsa está limitada por la resistencia a la temperatura y la resistencia a la corrosión del material del filtro. La temperatura de uso no puede ser demasiado alta. En general, se utiliza por debajo de 250 ℃, lo que obviamente no puede satisfacer las necesidades de purificación de gases de combustión a alta temperatura. La eliminación eléctrica del polvo tiene problemas como descarga de corona inestable, corta vida útil del electrodo, sensibilidad a los componentes del gas de combustión y aislamiento a alta temperatura. Tampoco es adecuado para uso a largo plazo a altas temperaturas (generalmente por debajo de 380 ° C). El filtro de polvo de lecho granular móvil es resistente a altas temperaturas y corrosión, pero su eficiencia de filtración aún no es ideal y la concentración de emisión de polvo es alta. Las membranas metálicas y el material de filtro hecho de metal son caros, y sus aplicaciones son limitadas debido a su incapacidad para resistir la corrosión y el desgaste. Entre otros métodos de filtración, las tecnologías de eliminación de polvo que se han estudiado o se están estudiando incluyen filtros tejidos de cerámica, filtros de fibra cerámica, etc. La eficiencia de filtración de estos filtros puede alcanzar más del 99%, pero todos tienen los problemas tales como baja resistencia, fácil bloqueo.

2. aplicación de la tecnología de separación de membrana cerámica en la limpieza de gases de combustión de alta temperatura

El elemento filtrante del filtro de membrana de cerámica consiste en los tubos de cerámica múltiples dispuestos en los paquetes de grupos múltiples, o dispuestos en cierto arreglo, y colocados en el tubesheet en el filtro. La disposición de los elementos de filtro considera principalmente la distribución del flujo de aire y otros factores, y los elementos de filtro controlan principalmente la precisión de filtración por la capa de membrana y la torta de ceniza formada en la superficie de la capa de membrana. Los filtros de membrana de cerámica se han utilizado en la gasificación del carbón, la incineración de residuos, la pirólisis de residuos, la fusión de metales ferrosos regenerados, la recuperación de metales preciosos, la purificación de metales en lecho fluidizado, las instalaciones de calderas, la fabricación de productos químicos y la fusión del vidrio, y otros campos, con importantes efectos de eliminación de polvo.

2,1 Proceso de tecnología de separación de membrana cerámica limpieza de gases de combustión a alta temperatura

La estructura asimétrica del elemento de membrana cerámica tiene las características estructurales de un tamaño de poro pequeño de la capa de separación de membrana y un tamaño de poro grande de la capa de soporte. Uno de los propósitos de este diseño es reducir la resistencia durante la filtración, porque es la membrana la que realmente desempeña el papel de filtración y separación. En segundo lugar, el gradiente de tamaño de poro se cambia de modo que la mayoría de las partículas de hollín quedan atrapadas cuando pasan a través de la superficie de la membrana. Las partículas que pasan a través de la capa de separación son cada vez más grandes debido al tamaño del canal, y la fuerza de adsorción es cada vez más pequeña, por lo que no es fácil ser bloqueado por adsorción en los canales de la capa de soporte, para lograr el propósito de una separación eficiente.

2,2 Ventajas de la tecnología de separación de membrana cerámica en la limpieza de gases de combustión a alta temperatura

El membrana cerámica porosa El filtro tiene ventajas excepcionales tales como resistencia da alta temperatura, resistencia a la corrosión, alta fuerza mecánica, estructura estable y ninguna deformación, vida de servicio larga, y puede alcanzar la regeneración funcional con muchas épocas de la limpieza, así que se considera como una de las mejores opciones del retiro de polvo en humo de alta temperatura. En comparación con los colectores de polvo ciclónico, colectores de polvo húmedo, colectores de polvo de bolsas y precipitadores electrostáticos de alta eficiencia, el filtro cerámico poroso tiene una mayor eficiencia de eliminación de polvo, superior al 99,9%, y su rendimiento de filtración, especialmente la eficiencia de filtración para partículas de polvo ultrafinas por debajo de PM2.5 es inigualable por otros colectores de polvo. Además, el material de filtro cerámico poroso no causará contaminación secundaria, y es uno de los materiales más adecuados y prometedores para la purificación profunda de gases de combustión que contienen polvo a alta temperatura.

3. perspectiva de la tecnología de separación de membrana de cerámica en la limpieza de gases de combustión de alta temperatura

Con el desarrollo de la tecnología de gasificación de carbón, la tecnología de licuefacción de carbón, la tecnología de fluidización, la tecnología de carbón limpio y la tecnología de ingeniería de polvo, las membranas cerámicas para la purificación de gas polvoriento a alta temperatura están bajo demanda urgente. Para esto, el desarrollo adicional de la nueva investigación de tecnología de material de filtro de membrana cerámica, la mejora de la calidad del producto y la reducción de los costos de producción son de gran importancia para la mejora del nivel de industrialización. El desarrollo de la tecnología de purificación de membrana cerámica para gases de combustión industriales que contienen polvo a alta temperatura puede reducir efectivamente la concentración de emisión de humo y polvo, reducir las emisiones de partículas PM2.5 en los gases de combustión industriales y recuperar energía térmica de alto grado en los gases de combustión. Es necesario mejorar el nivel de coordinación entre el desarrollo industrial y el medio ambiente y hacer contribuciones positivas al desarrollo sostenible y la construcción de una sociedad respetuosa del medio ambiente para mejorar la calidad del medio ambiente atmosférico.