『科学出版社』姬忠礼：最具发展潜力的高温气固分离技术——高温气体过滤技术

目前高温气固分离技术已可以除净1μm 以上的固体颗粒，净化后气体浓度小于5mg/m3 ，但在大型工程用过滤分离设备的设计和温度在600℃以上过滤元件的运行可靠性等方面，仍存在不少亟待解决的关键难题。
20 世纪60 年代开始的洁净煤发电技术研究主要包括增压流化床燃烧(pressurized fluidized bed combustion ， PFBC)联合循环发电和整体煤气化联合循环(integrated gasification combined cycle ， IGCC)发电，这两种联合循环发电技术均可实现煤的能量高效利用及达到环保排放要求，但对高温燃气和高温合成气内的颗粒物含量提出了极为严格的要求。
高温气体净化技术指在260℃以上时，气体中颗粒物、硫、硝、碱金属蒸气、可挥发性有机物(VOCs)及痕量重金属元素的脱除。
高温气固分离技术则专指高温气体中颗粒物的分离技术，主要包括旋风分离器、高温静电除尘器、颗粒床过滤器和高温陶瓷过滤器等，其中高温气体过滤技术可以完全满足燃气轮机等下游设备及严格的新能源环保排放标准，被认为是最具发展潜力的高温气固分离技术。
表高温气固过滤与分离技术的分类及其特点

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高温气体过滤技术自20 世纪60 年代以来，在高温过滤材料方面经过了早期的金属多孔材料、均质陶瓷多孔材料、纤维增强陶瓷复合材料、金属合金及金属间化合物多孔材料四个阶段的探索，逐渐形成了陶瓷粉末、陶瓷纤维、金属纤维、金属粉末和金属丝网等多种高温气体过滤元件。同时在高温过滤元件的脉冲反吹循环再生、高温过滤器结构设计及过滤基础理论研究方面都取得了重大的技术进展。目前高温气体过滤技术已在煤气化、石油催化裂化、冶金及垃圾焚烧处理等方面得到了广泛的应用。其适用的温度范围为260～650℃ ，压力范围为常压到6.0MPa ，过滤效率达到了99.9%以上，可有效除净1μm 以上的颗粒，净化后气体中的颗粒物含量低于5mg/m3 。随着国家经济转型和环保排放要求的提高，高温气体过滤技术在产品质量升级、高温余热利用和颗粒物排放控制等领域具有更加广泛的应用前景。

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▲ 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。

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▲ 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