[发明专利]从工艺循环气体中除去颗粒的方法

说明书

本发明涉及一种从化学或石油化学装置中产生的含颗粒工业循环气流中除去颗粒，尤其是炭黑颗粒的方法，并涉及一种从气流中除去颗粒，尤其是炭黑颗粒的分离装置。

在众多的化学或石油化学装置中，都产生含颗粒的工艺气流。这些颗粒，尤其是炭黑颗粒在一般情况下的特点是热相变成气相。由于这些颗粒在后面的装置部分中起着不良作用，所以必须将其从工艺气流中除去。

因此，通常将这些颗粒用油洗法从工艺气流中除去。这种已知的方法以巨大的设备投资为先决条件。

分离颗粒的另一种可能性是设置过滤器，尤其是装入陶瓷过滤元件。为了保证这种必不可少的颗粒分离，必须使用大尺寸的过滤器。所以，气流中因颗粒分离所致的压力损失相当大。

可替代陶瓷过滤器使用的金属过滤器，虽然其尺寸能小于陶瓷过滤器。但是，金属过滤器不能再生，或者经加热再生后寿命很短，因而最多只有非常有限的可再生性，这是因为金属过滤器经受不住高达炭黑着火温度范围之内的温度。金属过滤器在加热到炭黑着火温度时会遭到无法修复的损坏。因此，在使用金属过滤器的情况下，必须经常更换过滤器。

故而，本发明所赖以为基础的任务(即技术目的)是，分别揭示一种以简单的方式和方法保证能使颗粒分离，同时又避免所述各种缺点的、本说明书开头所提及的那类方法和分离装置。

根据本发明，上述任务是这样来解决的：借助多级的，至少是部分可加热再生的分离装置来除去颗粒。

此时，在第一级装置中，进行颗粒附聚和粗分离，首先将较粗的颗粒附聚物从气流中除去。在随后的各级装置中，对仍存在于气流中的残存颗粒进行细分离。各细分离级以进行再生为佳，因为它们在运行时间内特别会大大增加压力损失。由于在再生时只须除去细分离时积存的颗粒，所以再生要比单级分离装置(例如用过滤器者)容易得多。因此，按本发明所实施的方法尽管采用多级分离装置，但仍能比较小的设备投资和在合理的压力损失情况下，使颗粒分离。

具有特殊好处的是，颗粒分离在一种两级分离装置中进行，其中，颗粒在第一级分离装置中用离心式分离器加以分离，并在第二级分离装置中用细滤器将颗粒从气流中分离出来。离心式分离器由气流流过的方式和方法所决定，有助于颗粒附聚。在实施所述的本发明方法时，粗颗粒或颗粒附聚物在离心式分离器内从气流中分离出来，而只有未附聚的、仍残留在气流中的较小颗粒借助第二级分离装置中的细滤器加以分离。

本发明所用的离心式分离器，按其工作原理可连续工作，不必进行再生。多管旋风除尘器尤其适合作离心式分离器之用。

与此相反，细滤器由于颗粒积聚在过滤介质上，尤其是由于炭黑的积聚，致使气流的压力损失越来越大。因此，为再生细滤器起见，有益的是，将温度升高到大于或等于炭黑着火温度。在此条件下，附着在过滤介质上的炭黑就被烧掉，从而保持细滤器重新具有可运行性。由于用细滤器所要分离的颗粒量，仅是本发明分离装置第一级粗分离之前粗气体中所含颗粒量的很小一部分，故而本发明使细滤器在需要再生之前能有较长的运行时间。

细滤器所采用的过滤材料以烧结金属为佳。与已知的金属过滤器相比，本发明的烧结金属细滤器以高得多的耐温性(高于炭黑着火温度)为特征，以此保证可将细滤器加热到炭黑燃点以上，毫无问题地使之热再生。除此之外，本发明的烧结金属细滤器还能耐受过滤运行及再生时的不同工艺条件，例如交替的氧化、还原条件。

特别适宜于本发明方法的，是铁素体烧结金属细滤器。

为再生细滤器而将其加热到炭黑燃点或超过燃点，也即加热到约450-550℃，这可以通过直接加热待提纯气体流，通过向该气体流中混入热气体，及/或通过细滤器导电性烧结元件的电阻加热来实现。此时，可以通过输入一种含氧辅助气体来促进炭黑颗粒的灼烧。氧含量低于10％，优选低于5％的辅助气体，已证明尤为有益。对于辅助气体来说，例如氮气可用作载气。

本发明方法的实施，使定期再生有可能进行，致使该装置易于控制。

本发明方法的一个重要优点在于，再生过程中细滤器的过滤能力并不减低，故而可使本发明方法连续进行，并因此可省去运行及再生之间用来控制气流的昂贵转换装置。

本发明还涉及一种从化学或石油化学装置的气流中分离颗粒，尤其是炭黑颗粒用的分离装置。该分离装置以其两级结构为特征，其中第一级由离心式分离器，尤其是多管旋风除尘器构成，第二级由一个或多个金属细滤元件构成。离心式分离器同一个或多个所述细滤元件连通。有利的是，细滤元件由烧结金属，尤其是铁素体烧结金属的过滤网构成。