高温过滤元件的机械性能要求包括:
(1) 高温工况下性能稳定性。IGGC的还原氛围下工作温度为370〜595T, PFBC的氧化氛围下工作温度为760〜870T,高温过滤元件需要在高温下连续工作数千小时期间,不应出现断裂或性能失效等问题。
(2) 抗热冲击和机械冲击的性能。反吹气体温度较低,或者过滤管外表面粉尘层内残 碳燃烧引起的局部温度升高,都会导致过滤管承受热冲击。此外,在过滤管的运输、现场安装到过滤器管板上以及停工更换过程中,都可能造成过滤管的损坏,因此过滤管需要具有一定的强度和断裂韧性等力学性能。
(3) 抗振动性能。大型工业装置内压缩机等装备在操作运行时,不可避免会产生振动,因此过滤管在数千小时的运行周期内需能抵抗各种不同振动源的影响。
(4) 抗腐蚀性能。在高温过滤器运行过程中,氧化会导致过滤管变脆和性能失效。而 在过滤器处于停运状态时,内部的潮湿环境则存在金属硫腐蚀,尤其是对于金属过滤元件更为重要。
(5) 抗蠕变性能。在进行过滤管的结构设计时,需要避免发生材料的高温蠕变现象, 例如当过滤管悬挂在管板上,此时过滤管则受到自身重力作用下处于拉伸状态,经常会发生轴向延伸。
(6) 足够的法兰强度。试管式过滤元件为下段封闭和上端开口结构形式,开口段法兰 与过滤管分布板连接处易发生含尘气体泄漏现象,由于在脉冲反吹时会引起过滤管的振动,需要过滤管具有足够的法兰强度,保证过滤管与分布管板连接处的密封。
(7) 抗冲刷性能。当含尘气体进入过滤器内部空间后,由于存在气流分布不均匀,过 滤管不可避免地受到固体颗粒的冲刷,严重时导致过滤管膜层脱落,因此在进行过滤器内结构设计时需要尽可能地降低冲刷。
过滤元件的过滤性能包括:
(1) 过滤效率。需要依据气体环境排放标准和下游设备保护要求确定净化后气体内的 颗粒浓度和粒径要求。对于高温过滤情况下,一般要求净化后气体中的颗粒物浓度低于 lmg/Nm3o
(2) 过滤阻力。过滤器的阻力包括过滤器进出口阻力、过滤管阻力和粉尘层阻力三个 部分。为了降低过滤器的阻力,要求过滤管具有高的孔隙率和渗透性,但应以避免细颗粒穿嵌到过滤管内壁为前提。
(3) 在线清灰性能。高效的过滤管在线脉冲循环再生,会降低过滤器本身的运行阻力 和反吹气体用量,保证过滤元件运行周期达到1年或2年以上。
技术经济性要求包括:
(1) 停工率低。由于大型过滤装置涉及整个工艺生产流程,因此过滤管损坏引起的开 停车损失大,应尽量减少停工次数和每次维修时间,保证尽快完成过滤器拆卸和过滤管更换。
(2) 避免过滤器内粉尘架桥现象。由于粉尘物性和过滤器操作参数改变,粉尘可能会 在滤管间形成灰尘架桥现象发生,粉尘架桥易引起过滤管断裂。
(3) 降低过滤管生产费用和运行费用。由于PFBC和IGCC等洁净煤技术的目的就是提高能源利用率和降低环保排放,因此应尽量降低过滤管的生产成本和运行维护费用,且要保证连续运行周期超过2年。