一种错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置的制作方法

本实用新型涉及液氨过滤技术领域，具体而言涉及一种错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置。

背景技术：

液氨，为液化状态的氨气，是一种有刺激臭味的无色有毒气体，易气化挥发。因此、氨气与空气或氧气混和会形成爆炸性混合物，其火灾危险性属于乙类2项物品。氨气能侵袭湿皮肤、粘膜和眼睛，可引起严重咳嗽、支气管痉挛、急性肺水肿，甚至会造成失明和窒息死亡。

氨是一种用途广泛的化工原料，特别是目前我国燃煤发电厂控制NOx排放的技术措施，普遍采用世界上成熟的SCR选择性催化还原技术，在烟气排放前，通过喷氨流量计的控制，喷入一定比例的气氨(NH₃)，气氨与烟气中NOx发生催化还原反应，将NOx还原为无害的N₂和H₂O，达到脱除烟气中NOx的目的；目前液氨生产普遍采用的原料是天然气、重质油和煤，在液氨生产合成到储运各环节，都不可避免地残留、夹带颗粒杂质和油性污染物，《液体无水氨GB 536-88》国家标准中分为合格品、一等品和优等品三个等级，其中优等品中允许含有水分0.1％≤，油含量5mg/Kg≤(重量法)，铁含量1mg/Kg≤，液氨中的这些微量杂质，在作为一般的化工原料时没有任何问题，但燃煤发电厂SCR烟气脱硝系统使用的还原剂气氨，是通过液氨蒸发得到，液氨蒸发后，油污和铁就会沉积，堵塞阀门、仪表，一部分颗粒杂质就会悬浮于气氨中，通过管路输送，随气氨一同输送到喷氨流量计及其它设备，喷氨流量计内部构造精密，导致喷氨流量计频繁发生堵塞。因此对符合国家标准的液氨、对其中含有的微量杂质的精细过滤和重质油的去除方法是解决目前困境的关键。

现有技术中的液氨过滤装置主要包括以下部件：罐体、支腿、液氨进口、液氨出口，排污阀，罐体内部设置有起过滤作用的聚结分离滤芯，液氨从液氨进口进入罐体内经过聚结分离滤芯过滤将液氨中含杂的油、其他杂质过滤出来，过滤后的液氨从液氨出口排除，在长期的使用过程中聚结分离滤芯容易堆积污垢，滤芯被堵塞后过滤效果不好，目前的聚结和分离滤芯的材质都复合纤维，过滤到一定量时滤芯需要定期更换，滤芯不能冲洗，不能反复使用，增加运行成本和人力维护成本，众所周知，液氨属于易燃易爆具有毒性的危险品，对液氨的运输、储存和处理过程都要非常注意，现有技术中对液氨过滤的滤芯由于是一次性用品，半年到一年时间就需要更换一次，为了保证安全性，更换时要对罐体内进行氮气置换，程序非常繁琐、麻烦，而且每次的更换都具有不可预测的危险性，所以减少滤芯的更换是非常有必要的。

现有技术中的液氨通过聚结分离滤芯的过滤和分离之后，虽然能达到一定的脱水、除油及除杂的目的，但滤芯经过一段时间的过滤，被截留颗粒将在滤芯膜表面形成污染层，使过滤阻力增加，在操作压力不变的情况下，滤芯膜的过滤透过率将下降，由于滤芯滤材的选择本身原因及过滤器设计缺陷，无法对过滤器进行反冲洗，只能对滤芯进行更换，既增加成本，也增加人员维护的劳动强度和危险性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置，以解决上述现有技术的不足，其不仅能保证液氨的过滤纯度，而且利用错流过滤的方法、有效减少陶瓷膜膜面的杂质沉积，还可对过滤装置内部的陶瓷膜除油滤管进行反冲洗，使陶瓷膜除油滤管具有再生性，整套设备操作维护简单方便。

为实现上述目的，采用如下技术方案：一种错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置，包括罐体、设置在罐体下方的支腿、与罐体连接的液氨进口管路、液氨出口管路和排污管路，所述的罐体上设有氮气置换装置，罐体内设有滤管上隔板和安装在滤管上隔板上的过滤管，所述的罐体上还设有与过滤管另一端连接的滤管下隔板，所述的滤管上隔板和滤管下隔板将罐体分割成三个密闭的上空腔、中空腔和下空腔，所述的上空腔、中空腔和下空腔通过过滤管连通，所述的罐体上在位于中空腔处设有反冲洗管路，液氨出口管路也位于中空腔内，所述的过滤管为陶瓷膜除油过滤管，所述的液氨进口管路和液氨出口管路上设有压力检测装置。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：罐体的内部安装有两端相通的陶瓷膜除油滤管，陶瓷膜除油滤管由许多均匀的无数微孔组成，当液氨在系统压力作用下从上而下进入陶瓷膜除油滤管内壁、在错流过滤运行时，液氨在陶瓷膜除油滤管表面产生两个分力，一个是垂直于膜面的法向力，使液氨透过膜面，而液体中的微细悬浮物、杂质、油类物则截留在陶瓷膜过滤管表面，被过滤出来的液氨从液氨出口流出，完成过滤过程；另一种是平行于膜面的切向力，把膜面的截留物冲刷掉，有效减少陶瓷膜膜面的滤饼沉积，因此，错流过滤的滤膜表面不易产生浓差极化现象和结垢问题，明显提高膜通量，延长膜的使用寿命，同时提高了过滤效率；当工作到一定周期，陶瓷膜过滤管所截留的微细悬浮物达到一定厚度时，压力差会增大，错流过滤透过率就会下降，此时当压力差达到设定值时，在不影响正常工作的条件下，开启反冲洗管路可对陶瓷膜除油滤管进行有效清洗，完成再生过程，使膜恢复原有性能而继续使用。

本实用新型一种错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置，能对液氨进行0.5um级的除油、精密过滤，结构简单、操作灵活、使用维护方便、安全性高，同时也适用于所有液氨要求进行精密过滤的行业。

作为改进，所述的反冲洗管道与液氨进口管路连接，利用液氨对陶瓷膜除油滤管进行冲洗可免去增加设备，如果用其它介质进行冲洗，必然要相应增加冲洗介质的循环设备，由于液氨危险性极高，储存使用场地都是必须使用防爆电器或尽可能少用电力电器设备，也免去了对罐体内的物质进行置换的危险和麻烦，直接使用系统中的液氨进行冲洗不仅简化设备，而且安全性高。

作为改进，所述的压力检测装置为分别与液氨进口管路和液氨出口管路连接的进出口差压表，进出口压差表直接显示错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置的液氨进、出口的压力差，提示操作人员及时对过滤装置进行反冲洗及排污，如果分别在进口管道和出口管道上分别设置压力装置，在读数时容易出现误差，还要进行计算，使用起来比较麻烦。

作为改进，所述的罐体上设有安全阀，所述安全阀的另一端与排污管路连接，安全阀能自动确保错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置在工作和非工作状态时，装置系统压力始终处在设定的安全压力值以内，从而保障设备及人员的安全，由于液氨的高危险性，排出的废气废液都要排进特定的水池的内进行处理后才能拍到市政管道，而排污管路是通往水池的，将安全阀的出口与排污管路连接省去了单独设置排出装置的步骤。

作为改进，所述的过滤管与滤管上隔板和滤管下隔板之间一端通过螺纹连接另一端套接，此种连接方式可确保过滤管在方便安装的情况下同时保证安装强度。

作为改进，所述的过滤管与滤管上隔板和滤管下隔板的连接处均设有密封圈，密封圈的设置可提高密封性能。

作为改进，所述的陶瓷膜除油过滤管的外径为70mm、内径为40mm、管壁厚为15mm、长度为600mm。

作为改进，所述的氮气置换装置包括设置在中空腔处的氮气进口和设置在上空腔上的排放口，在罐体刚开始使用或者进行维修打开时，由于罐体内具有空气或者氨气，要进行置换后才能进行使用或维修，在进行置换时，先打开氮气进口，向罐体内冲入具有一定压力的氮气，几分钟后关闭氮气进口，然后打开排除口和排污管道上的阀门将气体释放出来，反复重复几次达到置换的目的。

附图说明

图1是本实用新型一种错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置的结构图。

图2是本实用新型一种错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置的过滤流程示意图。

图3是本实用新型一种错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置的反冲洗流程示意图。

图4是本实用新型一种错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置的滤管上隔板滤管安装孔图。

图5是本实用新型一种错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置的滤管下隔板滤管安装孔图

图6是本实用新型一种错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置的陶瓷膜除油滤管外管图。

图7是本实用新型一种错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置的陶瓷膜除油滤管错流过滤示意图。

如图所示：1、罐体，2、支腿，3、液氨进口管路，4、液氨出口管路，5、排污管路，6、滤管上隔板，7、过滤管，8、滤管下隔板，9、上空腔，10、中空腔，11、下空腔，12、反冲洗管路，13、进出口差压表，14、安全阀，15、氮气进口，16、排放口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

在本申请中，所述的过滤管7为陶瓷膜除油过滤管，所以陶瓷膜除油过滤管和过滤管7是一个部件，陶瓷膜除油过滤管也用标号7表示。

结合附图，本实用新型的错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置，包括圆筒状罐体1，支腿2，排污管路5，滤管下隔板8，安全阀14，氮气进口15，排放口16，滤管上隔板6，反冲洗管路12，液氨进口管路3，进出口差压表13，液氨出口管路4，陶瓷膜除油过滤管7，支腿2焊接在圆筒罐体1的下端，用于支撑整个错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置及与基础的固定，排污管路5设置在圆筒罐体1的底端，圆筒罐体1内设置有滤管上隔板6和滤管下隔板8，其中间安装有陶瓷膜除油过滤管7，用以出去液氨中残留的油污、铁及其它颗粒状杂质，滤管上隔板6和滤管下隔板8将圆筒罐体1内分割成上、中、下三个空腔，所述的圆筒罐体1的上空腔一侧设置有液氨进口管路3，与液氨进口管路3成90°夹角的一侧设置有排放口16，当错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置系统压力超过设定值时，手动泄压排放，作为设备超压保护措施之一，圆筒罐体1中间部位的中空腔一侧设置有反冲洗管路12，当进出口差压表的压力差达到设定值时，在不影响正常工作的条件下，开启反冲洗管路就可以对陶瓷膜除油滤管进行有效清洗，完成再生过程，使膜恢复原有性能而继续使用，在反冲洗管路12的下部设置有液氨出口管路4，用于过滤后的液氨流出，反冲洗管路12对侧设置的氮气进口15，可以置换圆筒罐体1内的空气，避免圆筒罐体1内的空气混入液氨中，造成对液氨储罐的应力腐蚀，氮气进口15的同侧下方设置有安全阀14，安全阀14能自动确保错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置在工作和非工作状态时，装置系统压力始终处在设定的安全压力值以内，从而保障设备及人员的安全，液氨进口管路3与液氨出口管路4之间设置有进出口差压表13，进出口压差表13直接显示错流式反冲洗陶瓷膜液氨除油过滤装置的液氨器进、出口的压力差，当压力差达到设定时，提示操作人员必须对过滤装置进行反冲洗及排污。

在具体实施例中，所述的圆筒罐体直径为Φ400mm，厚度为10mm，高度为1500mm，上端设有法兰，所述的法兰与法兰盘用螺栓、螺母密封连接，所述的法兰盘可拆卸，材质为SS304不锈钢。

所述的反冲洗管路12与液氨进口管路3连接。

所述的压力检测装置为分别与液氨进口管路3和液氨出口管路4连接的进出口差压表13。

所述的罐体1上设有安全阀14，所述安全阀14的另一端与排污管路5连接。

所述的过滤管7与滤管上隔板6和滤管下隔板8之间一端通过螺纹连接另一端套接，所述的过滤管两端，一端设置有不锈钢凸面外管螺纹，一端设置有不锈钢凸面，外管螺纹端与滤管下隔板凹面内管螺纹连接，中间垫有O型PTFE密封圈，陶瓷膜除油过滤管凸面端，插入滤管上隔板凹面，中间垫有O型PTFE密封圈。

所述的过滤管7与滤管上隔板6和滤管下隔板8的连接处均设有密封圈15。

所述的陶瓷膜除油过滤管7，是以耐酸碱的氧化铝、石英砂、刚玉砂、碳化硅、堇青石为主要原料，添加无机粘结剂及氧化锆增韧剂进行科学配比，经混料、成型、制膜、烧成、冷加工加工而成的微孔非对称管式膜，所述的陶瓷膜除油过滤管7的外径为70mm、内径为40mm、管壁厚为15mm、长度为600mm，滤精度0.1μm，过滤效率＞99％，陶瓷膜除油过滤管的加工技术为现有技术不多加叙述。

所述的氮气置换装置包括设置在中空腔10处的氮气进口15和设置在上空腔9上的排放口16。

本实用新型的除油过滤工作原理：当液氨在系统压力作用下从液氨进口进入圆筒罐体上空腔，由上空腔进入设于圆筒罐体中空腔内、立式安装的陶瓷膜除油滤管内，在错流过滤运行时，液氨在膜管内流动，将所有粒径大于膜孔径的固体颗粒及油滴截留下来，纯净液氨渗透液沿与之垂直方向向外透过膜，比较大的或比较轻的物质只能在过滤管内周围徘徊运动，相对液氨较重的油、铁等及固体颗粒物质作自由沉积，能使沉积物下降于圆筒罐体的底端，通过设置在圆筒罐体底端的排污管路定期排出，从而达到油水分离的效果，去处杂质的目。

本实用新型的除油过滤流程：液氨进口开→液氨出口开→氮气进口关→排放口关→排污管路关。

本实用新型反冲洗工作原理：当过滤一定周期后，陶瓷膜除滤管所截留的微细悬浮物达到一定厚度时，压力差会增大，错流过滤透过率就会下降，此时当液氨进、出口安装的进出口差压表显示的压力差达到设定值时，在不影响正常工作的条件下，开启反冲洗管路就可以对陶瓷膜除油滤管进行逆向强制反冲，此时液氨由液氨进口通过反冲洗管路进入圆筒罐体中空腔，由陶瓷膜除油滤管外壁在压力驱动下向内渗透，在此作用下，滤管内壁附着的杂质迅速脱落，大幅度清除沉积在滤管膜表面的油污及杂质饼层，并在液氨流的冲刷作用下通过设置在圆筒罐体底端的排污管路排出，恢复膜通量，维持膜过滤性能的稳定，实现系统的长周期运行。

本实用新型反冲洗流程：液氨进、出口压差达到设定值→打开反冲洗管路→关闭液氨出口阀→打开排污管路(此时氮气进口、排放口均处于关闭状态)→反冲洗进行3min～10min后→观察反冲清洗效果→停止反冲洗→恢复过滤工作状态。

如上所述，本实用新型结构简单、使用方便、安全性高，具有很强的针对性和实用性

当然，上述实例是本实用新型一部分实例，而不是全部的实例，实例只为说明本实用新型的技术构思及特点，通常在附图中描述和示出的本实用新型实例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，对在附图中提供的本实用新型的实例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实例，基于本实用新型中的实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本实用新型保护的范围。