姬忠礼：最具发展潜力的高温气固分离技术

▲ 不同高温过滤材料使用的最高温度

笔者自1984 年毕业以来，在我国著名的化工设备专家时铭显院士指导下参加了国家有关PFBC 两个五年计划的科研攻关工作，此后一直从事高温气体过滤方面的研究工作，在高温过滤元件的研制、高温脉冲反吹研发和高温过滤机理等方面进行了一些研究工作。希望将多年来积累的国内外有关高温气体过滤方面的技术进展进行总结和整理，能为从事高温气固分离技术方面的研究人员和工程技术人员提供参考。

▲ 高温高压工况下各类过滤分离设备的分离效率

《高温气体过滤技术与设备》（姬忠礼著. —北京：科学出版社，2020.1）一 书综合分析了近30 多年来高温气体过滤技术与设备方面的研究与进展。全书共6 章，包括高温气体气固分离技术的应用领域、各类高温气固分离技术的性能比较、高温气体过滤元件、过滤元件表面粉尘层形成过程、脉冲反吹清灰过程及其动态特性，以及高温过滤的结构型式和应用等。本书内容既包括高温过滤技术方面的基础研究工作，也包括过滤元件性能评价、高温试验和工程应用情况，此外也简要介绍了催化与过滤复合技术和新型脉冲反吹技术等方面的最新技术进展。

目录

前言

第1章 引言

1.1 高温气体净化与气固分离技术

1.2 高温气固分离技术的发展历程

1.3 高温气固分离技术的工程应用领域

1.3.1 燃煤增压流化床燃烧联合循环发电技术

1.3.2 整体煤气化联合循环发电技术

1.3.3 煤气化技术

1.3.4 粉煤热解技术

1.3.5 催化裂化烟气能量回收系统

1.3.6 催化裂化汽油吸附脱硫工艺

1.3.7 生物质气化工艺

1.3.8 垃圾焚烧和热解工艺

1.3.9 冶金过程高温烟气和煤气的余热利用

1.4 高温气固分离要求及相关标准

1.4.1 燃气轮机叶片等部位的气固分离要求

1.4.2 燃料电池等对生物质燃气的净化要求

1.4.3 环境排放标准对气体净化的要求

参考文献

第2章 高温气固分离设备的性能对比

2.1 高温气固分离技术的主要类型和特点

2.2 高温旋风分离器

2.2.1 高温旋风分离器的结构型式及应用

2.2.2 高温旋风分离器的性能测定与分析

2.2.3 高温旋风分离器内的流动特性

2.3 高温静电除尘器

2.3.1 主要结构型式

2.3.2 温度对静电除尘器性能的影响

2.3.3 高温静电除尘过程的影响因素分析

2.4 颗粒层过滤器

2.4.1 颗粒层过滤器的特点

2.4.2 颗粒层过滤器的主要类型

2.4.3 温度对颗粒层过滤器性能的影响

2.5 高温刚性过滤器

2.5.1 高温刚性过滤元件的特点

2.5.2 高温过滤器的结构型式

参考文献

第3章 高温过滤元件的类型和性能

3.1 高温过滤元件的分类及发展概况

3.1.1 高温过滤元件的分类

3.1.2 高温过滤元件的发展历程

3.2 高温过滤元件的主要性能及其检测方法

3.2.1 过滤元件的主要性能要求

3.2.2 过滤元件的力学性能检测方法

3.2.3 过滤元件的抗热震性检测方法

3.2.4 过滤元件的抗腐蚀性能检测方法

3.2.5 过滤元件的抗热疲劳性能检测方法

3.2.6 过滤元件的过滤性能检测方法

3.3 陶瓷粉末过滤元件

3.3.1 试管式过滤管

3.3.2 通管式过滤管

3.3.3 错流式陶瓷过滤元件

3.3.4 蜂窝式陶瓷过滤元件

3.3.5 其他型式的陶瓷过滤元件

3.4 陶瓷纤维过滤管

3.4.1 各种纤维过滤袋的耐温性能

3.4.2 陶瓷纤维刚性过滤管的材料组成和性能

3.5 催化与过滤复合元件

3.5.1 烟气脱硝与颗粒物分离的催化过滤元件

3.5.2 合成气中焦油脱除与颗粒物分离的催化过滤元件

3.5.3 烟气中挥发性有机物脱除与颗粒物分离的催化过滤元件

3.6 金属材料过滤元件

3.6.1 多孔金属材料过滤元件的发展概况

3.6.2 金属粉末烧结过滤管

3.6.3 金属纤维烧结过滤元件

3.6.4 多层金属丝网过滤元件

参考文献

第4章 粉尘层的形成及其结构特性

4.1 过滤元件表面粉尘层的形成及清除过程

4.1.1 粉尘层的形成与脉冲反吹清灰过程

4.1.2 表面粉尘层结构和脉冲反吹清灰性能的试验测定

4.2 粉尘层的主要物性参数

4.2.1 粉尘层的颗粒物性

4.2.2 粉尘层的孔隙结构参数

4.2.3 粉尘层颗粒间的团聚强度及其测试方法

4.3 过滤气体参数对粉尘层结构的影响

4.3.1 粉尘层的动态压缩特性

4.3.2 操作参数对粉尘层结构的影响

4.3.3 粉尘层的压降计算模型

4.4 粉尘层架桥现象及其分析

4.4.1 粉尘层内颗粒的高温烧结特性

4.4.2 粉尘层内颗粒间的低温共熔现象

4.4.3 粉尘层架桥现象

参考文献

第5章 脉冲反吹清灰过程及其流动特性

5.1 脉冲反吹清灰过程

5.1.1 刚性过滤管脉冲反吹系统的组成

5.1.2 刚性过滤管脉冲反吹清灰过程

5.1.3 清灰效率的测定方法

5.2 脉冲反吹清灰过程瞬态压力特性

5.2.1 脉冲反吹系统的瞬态压力变化

5.2.2 过滤管的渗透性对动态压力波形的影响

5.2.3 刚性过滤管内外压力差波形评价方法

5.2.4 过滤管表面粉尘层对压力差波形的影响

5.2.5 脉冲反吹清灰过程中的流动特性

5.2.6 脉冲反吹系统流动模型

5.3 脉冲反吹过程中过滤管内外瞬态流动特性

5.3.1 过滤管内外瞬态流动特性的测试方法

5.3.2 过滤管内外压力差波形的测定

5.3.3 过滤管内外瞬态速度场的测定与分析

5.3.4 过滤管内外瞬态流场的模拟与分析

5.3.5 过滤管脉冲反吹引射性能的测定与分析

5.3.6 脉冲反吹清灰过程的图像分析

5.3.7 过滤器内气固两相流动特性的模拟分析

5.4 粉尘层脉冲反吹清灰模型

5.4.1 基于粉尘层压降动态变化的清灰模型

5.4.2 基于粉尘层厚度分布的清灰模型

5.4.3 基于粉尘层形成年龄的清灰模型

5.4.4 基于断裂力学理论的粉尘层清灰模型

5.4.5 基于粉体力学应力理论的粉尘层清灰模型

5.5 新型脉冲反吹系统

5.5.1 压力脉冲耦合清灰系统

5.5.2 旋风分离器与过滤器耦合装置

参考文献

第6章 高温气体过滤器的结构型式

6.1 试管式过滤器

6.1.1 单层结构过滤器

6.1.2 多束多层结构过滤器

6.1.3 倒置式结构过滤器

6.1.4 两端支撑结构的多层过滤器

6.2 通管式过滤器的结构型式

6.3 错流式和蜂窝式过滤器的结构型式

6.3.1 错流式过滤器

6.3.2 蜂窝式过滤器

6.4 高温过滤器的设计

6.4.1 高温过滤器的设计参数

6.4.2 PFBC和IGCC工艺用高温过滤器的主要设计参数

参考文献

由于高温气体过滤技术涉及多孔陶瓷材料、多孔金属材料、洁净煤燃烧、煤灰化学和粉体力学等多个学科，其研究的尺度从微纳米膜层到内装数千根过滤元件的大型工程过滤设备，由于笔者本人知识面的限制，书中难免存在不妥之处，敬请读者批评指正！

姬忠礼

2019 年3 月

本文摘编自《高温气体过滤技术与设备》（姬忠礼著. —北京：科学出版社，2020.1）一书“前言”，有删减，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-062996-8

责任编辑：万群霞 冯晓利

本书综合分析了近30 多年来高温气体过滤技术与设备方面的研究与进展。首先回顾了高温气固分离技术的发展历程和应用背景，比较了各种高温气固分离设备的性能特点和适用范围；然后着重介绍了由金属过滤元件和陶瓷过滤元件组成的高温气体过滤器，阐述了过滤元件的制备工艺和性能特点，分析了过滤元件表面粉尘层的结构特性、脉冲反吹系统组成及过滤元件的循环再生性能，论述了由高温过滤元件组成的过滤器结构型式、现场试验和工程应用概况。

姬忠礼其他著作

姬忠礼其他著作

高压天然气过滤分离技术与设备

姬忠礼,熊至宜 著. 北京：科学出版社，2018. 10

ISBN 978-7-03-056708-6

中国石油大学(北京)学术专著系列

本书主要介绍了天然气净化用过滤分离设备的性能要求、性能检测和评价方法；气液和气固分离旋风分离器及分离元件的结构形式、设计方法、流动特征、分离性能，以及结构和运行参数对性能的影响规律；气液和气固过滤分离器及过滤元件的结构形式、设计方法、流动特征、分离性能，以及结构和运行参数对性能的影响规律；并介绍了其他过滤分离技术，如重力分离器技术、常规低温分离技术、超声速旋流分离技术和涡流管分离技术。

原创好读 科学品味返回搜狐，查看更多