一种适用于高粘度介质的过滤器及过滤方法与流程

1.本发明涉及一种用于高粘度介质的过滤器及过滤方法，属于高粘度介质净化领域。


背景技术：

2.在石油化工、煤化工及精细化工等生产过程中，通常会遇到如原油、煤焦油等粘度大、杂质多的油品需要过滤除杂，使用普通的过滤器过滤存在过滤精度不够、滤网或滤筒使用寿短、反洗效果不佳等等难题，因此，需要一种能够在存在高黏度介质时稳定工作并且反洗彻底的过滤器。
3.反冲洗过滤器需要在原来过滤器设计上面增加洗液入口和清洗自动控制装置，在过滤器进出口两端的压差达到指定值时，自动清洗系统启动对过滤器进行清洗。由于自动控制系统的接入使得其清洗的精度得到了更好地控制，不存在人工操作带来的过时或过早操作，提高了生产的安全系数，降低了操作维护难度。如今的企业对安全方面极为重视，反冲洗过滤器可以安装在一些人员难以到达或操作难度比较高的地方，这样可以减少安全事故的发生率。
4.当过滤器在正常使用过程中，两侧的压差会随着被截留的颗粒的增多逐渐加大，当压差达到被设定的清洗值时物料被切断，清洗电机启动，将洗液由洗液入口注入，对过滤器中过滤原件进行清洗。完成后洗液再由排污口排出，排污完毕后洗液入口阀和洗液出口阀关闭，物料可正常通过，这样便完成了一个清洗周期。
5.例如在延迟焦化工艺中的反冲洗过滤器，因炼油过程中的焦粉会黏在过滤元件上导致难以完全冲洗干净，这样一来使得过滤器在使用过程中频繁地进行冲洗步骤，因此导致过滤器的寿命大大缩短，需要停工维修等。
6.又如，在苯乙烯装置中，苯乙烯脱氢反应工段需要供给大量的蒸汽，其后的反应产物经冷却后，会产生大量的工艺凝液，该工艺凝液中含有许多有机成分如苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等，部分有机物会在高温条件下进行聚合，聚合后产生高沸物，为实现绿色发展，企业需将这一部分工艺凝液收集起来进行过滤处理，此过程中如果采用反冲洗过滤器，将具有很明显的过滤效果，并且能够提高企业工作效率、降低企业运营成本。
7.专利cn202020213916.6公开了一种高炉水系统用反冲洗过滤器，通过电机带动转轴上安装的毛刷对滤网进行清洁，达到了高质量清洗的效果，但转轴上需要安装轴承，对于具有高粘度的介质体系并不适用；专利cn201620898940.1公开了一种自力式反冲洗过滤器，滤芯采用自力式反冲洗结构，出水口设计为差压结构，通过前后净水仓的差压实现滤渣的自力式清理，但反冲洗过滤器内部需要设置一级活动滤网和活性炭滤网，因此同样不适用与高粘度介质的过滤。
8.因此，需要采用结构相对简单、可靠性高、反吹扫彻底及使用寿命长，并且能够适用于高粘度介质的过滤器对现有技术进行改进。


技术实现要素：

9.本发明针对现有技术存在的不足，提供一种适用于高粘度介质的过滤器及过滤方法，以解决现有高粘度介质体系难以清洗彻底、设备结构复杂以及高粘度介质导致设备使用寿命短的问题。
10.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种适用于高粘度介质的过滤器，包括罐体，所述罐体的底部设有介质入口和排污口，所述罐体的顶部设有介质出口；所述罐体内设有环绕在所述罐体内的金属滤网，所述金属滤网的顶部固定有上隔板，所述金属滤网的底部固定有下隔板，位于所述金属滤网内侧的所述上隔板上开有上通孔，位于所述金属滤网外围的所述下隔板上开有下通孔；所述上隔板和所述下隔板之间连接有反吹扫组件，所述反吹扫组件包括位于所述罐体中轴线上的反吹扫主管和连接在所述反吹扫主管不同高度上的多根反吹扫支管，所述反吹扫主管的顶部和底部可转动地连接在所述上隔板和所述下隔板上，所述反吹扫支管的端部开有用于吹扫所述金属滤网的喷射孔，所述反吹扫主管的底部连通有反吹蒸汽入口。
11.本发明进一步设置为，所述上隔板的底部、所述下隔板的顶部开有用于放置所述金属滤网的环形凹槽，所述凹槽和所述金属滤网之间放置有密封垫片。
12.本发明进一步设置为，所述罐体靠近上部封头处安装有法兰，所述罐体的下部设置有前压力表口，所述罐体的顶部设置有后压力表口。
13.本发明进一步设置为，所述上孔道总流通面积不小于介质入口管道流通面积的5倍，所述下孔道总流通面积不小于介质入口管道流通面积的5倍。
14.本发明进一步设置为，所述金属滤网是由网丝和支撑条焊接而成的圆筒状筛网，所述网丝断面为v形或梯形，便于加工和降低压力损失，相邻所述网丝的间隙≥10微米，所述圆筒状筛网能够耐受压差不小于0.5mpa。
15.本发明进一步设置为，所述反吹扫主管的顶端为锥体，所述上隔板的底部开有与所述锥体相匹配的锥形凹槽，以减小反吹扫组件在旋转时的摩擦阻力。
16.本发明进一步设置为，所述反吹扫主管的底端为带通气孔的锥体，所述通气孔与所述反吹蒸汽入口连通，所述下隔板的下通孔内连接有支撑底座，支撑底座可通过螺栓固定；所述锥体的底端与所述支撑底座接触，位于所述锥体上部的所述反吹扫主管上开有多道环槽，所述环槽上缠绕有耐磨盘根，所述盘根外设置有起保持作用的套筒，所述套筒通过螺栓安装在所述下隔板上。
17.本发明进一步设置为，所述反吹扫支管在所述反吹扫主管同一高度圆周方向上的数量为2-5根，两根所述反吹扫支管在所述反吹扫主管轴线方向上的间距为10-50cm，所述喷射孔和所述金属滤网的夹角为30-60
°
。
18.本发明还提供一种过滤高粘度介质的方法，包括以下步骤：
19.(1)过滤器开始工作：介质从介质入口进入，进入金属筛网外围，并通过金属滤网从上通孔流过，最终经介质出口排出；
20.(2)在过滤器工作过程中，记录罐体下部和顶部的压降；
21.(3)当过滤器前后的压降达到设计值后，关闭介质入口和介质出口；
22.(4)开启排污口及反吹蒸汽入口，开始进行蒸汽反吹扫，吹扫时间为5-30min；
23.(5)蒸汽反吹扫完成后，关闭排污口及反吹蒸汽入口；
24.(6)打开介质入口及介质出口，过滤器重新投入使用；
25.(7)重复步骤(2)至(6)。
26.本发明进一步设置为，过滤器可单台使用或多台并联使用，单台过滤器或多台并联的过滤器在使用时可采用自动控制系统。
27.综上所述，本发明具有以下有益效果：
28.(1)本发明设置反吹扫组件，通过可转动设置，随着反吹扫蒸汽的持续输入，气流能够推动反吹扫组件旋转，保证了吹扫蒸汽对滤网的全面覆盖，同时旋转产生的脉动冲击极大提高了高粘度介质滤渣从滤网上脱落的效率，使得能够利用较少的反吹扫蒸汽即可达到最佳的反吹扫效果；
29.(2)本发明的金属滤网由梯形断面的网丝和支撑条焊接而成，在保证过滤精度的同时，能够承受吹扫蒸汽的脉动冲击，提高了滤网的使用寿命；
30.(3)本发明的过滤器可通过设置前后压力监测及自动控制系统，能够实现过滤流程的自动化，降低人员劳动强度和运行成本。
31.(4)本发明的过滤器能反复多次使用，使用寿命长。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为适用于高粘度介质的过滤器的结构示意图；
34.图2为介质在过滤器中的流动路径示意图；
35.图3为反吹扫过程中蒸汽及从滤网脱落的杂质流动路径示意图；
36.图4为反吹扫组件的俯视图(反吹扫支管是弧形支管)；
37.图5为上隔板俯视图；
38.图6为下隔板俯视图；
39.图7为上隔板、金属滤网和罐体的连接结构示意图；
40.图8为下隔板与反吹扫支管的连接结构示意图；
41.图9为上隔板与反吹扫支管的连接结构示意图；
42.图10为两台适用于高粘度介质的过滤器并联使用的连接方式。
43.其中，1、介质入口；2、介质出口；3、排污口；4、前压力表口；5、后压力表口；6、反吹蒸汽入口；7、下隔板；7-1、下通孔；8、金属滤网；9、罐体；10、法兰；11、上隔板；11-1、上通孔；12、反吹扫组件；12-1、反吹扫主管；12-2、反吹扫支管；12-3、喷射孔；
44.13、凹槽；14、密封垫片；15、通气孔；16、支撑底座；17、环槽；18、盘根；19、套筒；20、连接螺栓；21、环形板。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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
实施例，都属于本发明保护的范围。
46.本发明涉及的过滤器结构可参见图1，过滤器中的介质工作过程参见图2，介质从介质入口1进入，进入金属筛网外围，并通过金属滤网8从上通孔11-1流过，最终经介质出口2排出，依次流经空间：i
‑‑
ii
‑‑
iii
‑‑
iv。介质入口1和介质出口2关闭后引入蒸汽反吹扫，吹扫蒸汽及从滤网脱落的杂质的流经途径参见图3，依次为介质入口1
‑‑
iii
‑‑
iv
‑‑
ii
‑‑
i。
47.实际使用中，参见图4，过滤器中的反吹扫支管12-2优选弧形支管反吹扫支管，弧形管反吹扫效果更好。下隔板7和上隔板11的结构图参见图5和图6，其中上隔板11的固定可通过连接螺栓2020固定到罐体9内连接的环形板2121，环形板2121是连接在罐体9内壁上的，上隔板11或者下隔板7与金属滤网8以及罐体9的连接方式看见图7。
48.参见图8，反吹扫主管12-1的底端为带通气孔15的锥体，通气孔15与反吹蒸汽入口连通，下通孔7-1上连接有支撑底座16，锥体的底端与支撑底座16接触，位于锥体上部的反吹扫主管12-1上开有多道环槽17，环槽17上缠绕有耐磨盘根18，盘根18外设置有套筒19。参见图9，反吹扫主管12-1的顶端为锥体，上隔板11的底部开有与锥体相匹配的锥形凹槽13。
49.以某煤化工厂为例，在煤焦油原料进行预处理过程中，离心脱渣后的煤焦油原料中含有一定量的水份、盐类以及少量固渣沉淀物，需要采用过滤器过滤掉其中的固体杂质，由于煤焦油原料的粘度较大，滤网上的拦截的固体杂质被煤焦油包覆，使得过滤器反吹扫时效果不理想，存在反吹扫时间长、蒸汽用量大、滤网使用寿命短等问题，故采用适用于高粘度介质的过滤器进行替换，具体要求如下：
50.参数名称单位数值煤焦油流量t/h55过滤器精度μm50反吹扫时长min≤20滤网耐压mpa≥0.5滤网反吹扫寿命次≥1000
51.采用本发明的适用于高粘度介质的过滤器及其使用方法，在预处理脱固流程中设置了两台并联的过滤器，过滤器过滤精度为50微米，两台过过滤器在使用过程中可以实现自动切换、反吹到等操作。
52.根据过滤器介质出口2取样分析表明，过滤器过滤精度满足要求，反吹扫时长在16min时即可到最佳反吹扫效果，能够在无人干预条件下长时间稳定运行。
53.本发明的适用于高粘度介质的过滤器及其使用方法，吹扫蒸汽能够对滤网全面覆盖，同时旋转产生的脉动冲击极大提高了高粘度介质滤渣从金属滤网8上脱落的效率，使得能够利用较少的反吹扫蒸汽即可达到最佳的反吹扫效果。
54.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。