一种煤焦油过滤装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及煤焦油预处理领域，公开了一种煤焦油过滤装置，包括循环杯和导流杯，所述循环杯和导流杯同轴设置在过滤装置内，所述循环杯和过滤装置器壁间组成环形分离空间，其特征在于：还包括数组过滤管束，过滤管束设置在所述环形分离空间内。本实用新型可以实现煤焦油高效连续分离，同时具有流体分布作用，分离效果较好，使用周期长，不易堵塞。
【专利说明】一种煤焦油过滤装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及煤焦油预处理领域，尤其涉及一种煤焦油的过滤装置。
【背景技术】
[0002]煤焦油是煤或者油母页岩在干馏和气化过程中获得的液体产品。煤焦油种类很多，组分各异，但无论哪种煤焦油均为刺激性臭味的黑色或黑褐色黏稠状液体，是很多稠环化合物和O、N、S的杂环化合物的主要来源。煤焦油中的某些组分是其特有的，不可能或者很难从其他原料中得到的，例如:芳烃化学原料、枕木防腐油、煤型粘合剂等原料只能从煤焦油中获得。
[0003]以前煤焦油除了少量用于提取化工产品外多作为粗燃料直接使用，致使烟气中含有大量的硫化物和氮化物，造成严重的污染。随着能源形势与环保要求，化工企业开始集中对煤焦油进行加氢处理得到优质的燃料油，这将具有良好的经济效益、社会效益和环保效益。但是，由于煤焦油中的煤粉、焦粉和热解碳等固态物质的存在，对煤焦油的催化加氢制取汽油、柴油的过程中存在不利影响，所以在煤焦油加工之前，必须控制固态物质的质量分数。煤焦油浆液与固态物质之间的液固分离难度较大，严重影响我国煤和页岩深化加工过程，是目前煤焦油加氢工艺流程中研究的重点、难点之一。
[0004]现有技术中，脱除煤焦油中固态不溶物的方法主要有热溶过滤法、离心分离法、溶剂法、真空蒸馏法等。每种方法都有自身的适用条件，运行费用和净化效果各有不同，目前工业流程中普遍采用热熔过滤法，但是过滤过程中过滤管经常堵塞，反冲洗周期较短，过滤效果不稳定，难以保证流程连续稳定。
[0005]本实用新型介绍一种煤焦油除灰提纯装置，通过调节过滤管的外流场参数保证过滤管外滤饼均匀，解决了煤焦油热溶过滤过程中过滤管容易堵塞、过滤效果不稳定等技术问题。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提供一种煤焦油过滤装置，以解决现有技术中过滤管用于过滤装置液固分离时所存在的过滤效果差，容易发生堵塞，过滤管周围气含率较高，容易发生局部干管等问题。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0008]一种煤焦油过滤装置，包括循环杯和导流杯，所述循环杯和导流杯同轴设置在过滤装置内，所述循环杯和过滤装置器壁间组成环形分离空间，其特征在于:还包括数组过滤管束，过滤管束设置在所述环形分离空间内。
[0009]本实用新型进一步技术特征在于:所述过滤管束由集合管、上环过滤管、下环过滤管、上直过滤管和下直过滤管组成，上直过滤管上端与上环过滤管相连通，下环过滤管下端与下环过滤管相连通，集合管位于过滤管束中部。上直过滤管和下直过滤管合称一根过滤管件，集合管为一段直管和圆环管的组合体，用于抽出过滤后的清液和注入反冲洗介质(气体或轻油)，上环过滤管和下环过滤管为圆环管，上直过滤管和下直过滤管为直管，一般情况下各部件之间采用焊接连接，圆环管和直管之间连通，集合管位于过滤管束中部，可以尽量保证过滤管束内各部位与外界压差趋于一致。
[0010]本实用新型进一步技术特征在于:所述过滤管束的数量与过滤装置的大小有关，一般可以为4-16组。
[0011]本实用新型进一步技术特征在于:所述每组过滤管束采用一个集合管，因此在反应器轴向上对流体影响较小。
[0012]本实用新型进一步技术特征在于:所述在同一轴向上的上直过滤管和下直过滤管合称一根过滤管件,每组过滤管束由多根过滤管件组成,优选由8-30根过滤管件组成。
[0013]本实用新型进一步技术特征在于:所述过滤管束总高度h为1-3米，上直过滤管和下直过滤管的管径d2 —般均为20-80mm，集合管直管、上环过滤管、下环过滤管和集合管圆环管的管径dl —般均为50-120mm，对于在一组中的过滤管束中，相邻过滤管件外表面的最小间距一般在20-60mm之间，过小的间距会造成过滤管之间形成滤饼架桥、难以靠反清洗和冲刷清理干净，使过滤表面部分失效。
[0014]本实用新型进一步技术特征在于:所述的过滤管束中上环过滤管、下环过滤管、上直过滤管和下直过滤管的材质没有限制，可以使用烧结金属粉末微孔过滤材料、金属微孔膜材料、烧结金属纤维微孔材料、微孔陶瓷材料、陶瓷膜材料或其他类型的过滤材料。5 μ m过滤管即可达到较好的过滤效果(90%以上)，过滤后的煤焦油可达到煤焦油催化加氢制取汽油、柴油时对含固质量分数的要求。
[0015]本实用新型进一步技术特征在于:所述导流杯设置在循环杯的上方和下方，或者只设置在循环杯的下方。在循环杯的下方可以设置1-3个导流杯。
[0016]本实用新型进一步技术特征在于:所述循环杯为两端带锥段的圆筒形。
[0017]本实用新型进一步技术特征在于:所述循环杯直筒段截面积占反应器截面积的60% -80%，锥段最大直径处截面积占反应器截面积的70% -90%。
[0018]本实用新型进一步技术特征在于:所述循环杯的上锥段和下锥段的锥角α —般为 100-150 度。
[0019]本实用新型进一步技术特征在于:所述循环杯的高度H主要根据过滤管束的总高度h确定，一般比过滤管束的总高度h高500-2000毫米。
[0020]本实用新型进一步技术特征在于:所述导流杯为锥形筒。导流杯的锥形筒的锥角β 一般为70-100度。径向间距是影响分离空间内流速的重要参数，对于过滤效果至关重要，一般根据过滤管直径和流体特性计算得到。
[0021]本实用新型可以实现煤焦油高效连续分离，同时具有流体分布作用，分离效果较好，使用周期长，不易堵塞。本实用新型与现有技术相比具有如下的有益效果:(I)本实用新型采用了集合管在中部的死端过滤结构，一方面稳定过滤管周围的流场，保证滤层均匀，一方面尽可能保证过滤管不同位置的压差一致，不易堵塞；(2)本实用新型采用一个循环杯，循环杯上下各安装一个导流杯，组合结构可以保证过滤管周围气含率的大幅降低能够有效减少气体对过滤管的影响，提高了过滤效率，尤其是能够减轻高气含率带来的滤棒表面发生干管、堵塞的故障。(3)通过调节循环杯与筒壁之间的过滤通道尺寸，可以控制煤焦油流过过滤管的速度，保证过滤管外侧滤饼均匀，一方面提高过滤效果，一方面防止过滤管堵塞。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型的一种用于煤焦油过滤的结构示意图；
[0023]图2是本实用新型的过滤管束结构图。
[0024]图中所示附图标记为:1-过滤装置筒壁，11-过滤装置进口，12-过滤装置出口，2-循环杯，3-导流杯，4-过滤管束，5-环形分离空间，6-导流杯，41-集合管，42-上环过滤管，43-下环过滤管，44-上直过滤管，45-下直过滤管。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。附图和【具体实施方式】并不限制本发明要求保护的范围。
[0026]本实用新型一种用于煤焦油过滤装置，如附图1、附图2所示，其包括过滤管束4、循环杯2、导流杯3和导流杯6，循环杯和过滤装置筒壁组成环形分离空间5，过滤管束4置于循环杯组成环形分离空间5内。
[0027]图1是结构示意图，实际装置中整个内构件需要通过金属承重梁固定在过滤装置筒壁I上。
[0028]过滤管束4由集合管41、上环过滤管42、下环过滤管43、上直过滤管44和下直过滤管45组成，集合管41为一段直管和圆环管的组合体，用于抽出过滤后的清液和注入反冲洗介质(气体或轻油)，上环过滤管42和下环过滤管43为圆环管，上直过滤管44和下直过滤管45为直管，各部件之间采用焊接连接，环管和直管之间连通，集合管41位于过滤管束4中部，可以尽量保证过滤管束4内各部位与外界压差趋于一致，每组过滤管束4采用一个集合管41，因此在反应器轴向上对流体影响较小。
[0029]每组过滤管束4由多根过滤管件，优选由8-30根过滤管件(同一轴向，上直过滤管和下直过滤管合称为一根)组成过滤管束4,过滤管束4总长度h为1-3米,通过上述过滤装置分离后可使液蜡产物中的催化剂含量降至IOOppm以下。上直过滤管和下直过滤管的管径d2 —般为20-80mm，集合管直管、上环过滤管、下环过滤管和集合管圆环管的管径dl —般为50-120mm,对于在一组中的过滤管束中，相邻过滤管外表面的最小间距应在20_60mm之间，过小的间距会造成过滤管之间形成滤饼架桥、难以靠反清洗和冲刷清理干净，使过滤表面部分失效。
[0030]所述的过滤管束4中上环过滤管42、下环过滤管43、上直过滤管44和下直过滤管45的材质没有限制，可以使用烧结金属粉末微孔过滤材料、金属微孔膜材料、烧结金属纤维微孔材料、微孔陶瓷材料、陶瓷膜材料或其他类型的过滤材料。5 μ m过滤管即可达到较好的过滤效果(90%以上)，过滤后的煤焦油可达到煤焦油催化加氢制取汽油、柴油时对含固质量分数的要求。
[0031]所述导流杯为圆锥形筒，导流杯3和导流杯6尺寸相同，分别位于循环杯2上下，与循环杯2同轴，锥角β —般为70-100度，导流杯3下开口截面积占反应器截面积的60%-90%。液固两相物流由下向上流动时，经过导流杯3的聚合，流速增大，流上部循环杯2 ;经过循环杯的液固两相流体，一部分折向过滤装置筒壁，一部分经过导流杯6的聚合，流速增大，向上流动，由过滤装置出口 12流出。
[0032]所述循环杯为两端带锥段的圆筒形，循环杯和过滤装置筒体之间形成了环形分离空间5。液固两相物流由下向上流动时，经过循环杯2下锥段的聚合，由内循环杯2内部向上流动，到达上部以后，一部分经过导流杯6的抽吸作用继续向上流动，一部分由上部锥段折向反应器壁，从而沿壁面向下，走环形分离空间5。经过循环杯2的折流作用，分离空间5内基本没有气体，可以避免气体进入过滤管后，出现干管或者影响过滤效果。
[0033]循环杯2直筒段截面积占反应器截面积的60% -80%，锥段最大直径处截面积占浆态床反应器截面积的70%-90%，锥角α —般为100-150度。径向间距是影响分离空间5内流速的重要参数，对于过滤效果至关重要，一般根据过滤管直径和流体特性计算得至IJ。循环杯高度H主要根据过滤管束4的总高度h确定，一般高于过滤管束4的总高度h的500-2000毫米。
[0034]下面结合图1、图2，说明本实用新型煤焦油过滤装置的工作原理。正常工作时，煤焦油经泵加压由过滤装置进口进入，物流由下向上流动，经过导流杯3加速向上，到达循环杯2下锥段时，继续聚合加速，由循环杯2内部向上流动，到达上部以后，一部分经过导流杯6的抽吸作用继续向上流动，一部分由上部锥段减速折向反应器壁，从而沿壁面向下，走环形分离空间5。环形分离空间5内的流体稳定，受外界影响较小，过滤效果好。环形分离空间5内基本没有气体，可以避免气体进入过滤管后，出现干管或者影响过滤效果。
[0035]经过过滤管过滤后的煤焦油从集合管41抽出，每组过滤管束4组由多根过滤直管和环管组成，环管在端部将直管连通起来，集合管41位于过滤管组中间，各位置保持的压差基本一致，各过滤管之间相互连通，工作稳定，过滤效果好。同时仅有中部有集合管，对周围流场影响较小，可以充分保证过滤效果。集合管兼顾抽吸和反冲洗作用。正常工作时，集合管41主要起到抽吸液相物流的作用，反冲洗时，通过外部控制阀门的调节，注入高压气体或者轻油反冲洗。
【权利要求】
1.一种煤焦油过滤装置，包括循环杯和导流杯，所述循环杯和导流杯同轴设置在过滤装置内，所述循环杯和过滤装置器壁间组成环形分离空间，其特征在于:还包括数组过滤管束，过滤管束设置在所述环形分离空间内，所述过滤管束由集合管、上环过滤管、下环过滤管、上直过滤管和下直过滤管组成，上直过滤管上端与上环过滤管相连通，下环过滤管下端与下环过滤管相连通，集合管位于过滤管束中部，集合管为一段直管和圆环管的组合体。
2.依照权利要求1所述的一种煤焦油过滤装置，其特征在于:所述过滤管束为4-16组。
3.依照权利要求1所述的一种煤焦油过滤装置，其特征在于:所述上直过滤管和下直过滤管合称一根过滤管件，每组过滤管束由8-30根过滤管件组成。
4.依照权利要求3所述的一种煤焦油过滤装置，其特征在于:所述相邻过滤管件外表面的最小间距在20_60mm之间。
5.依照权利要求1所述的一种煤焦油过滤装置，其特征在于:所述集合管为一段直管和圆环管的组合体，上环过滤管和下环过滤管为圆环管，上直过滤管和下直过滤管为直管，各部件之间采用焊接连接，圆环管和直管之间连通。
6.依照权利要求1所述的一种煤焦油过滤装置，其特征在于:所述上直过滤管和下直过滤管的管径d2为20-80mm，集合管直管、上环过滤管、下环过滤管和集合管圆环管的管径dl为50-120mm，对于在一组中的过滤管束中。
7.依照权利要求1所述的一种煤焦油过滤装置，其特征在于:所述过滤管束总高度h为1-3米。
8.依照权利要求1所述的一种煤焦油过滤装置，其特征在于:所述导流杯设置在循环杯的上方和下方，或者只设置在循环杯的下方。
9.依照权利要求1所述的一种煤焦油过滤装置，其特征在于:在所述循环杯的下方设置1-3个导流杯。
10.依照权利要求1所述的一种煤焦油过滤装置，其特征在于:所述循环杯为两端带锥段的圆筒形。
11.依照权利要求1所述的一种煤焦油过滤装置，其特征在于:所述循环杯直筒段截面积占反应器截面积的60% -80%，锥段最大直径处截面积占反应器截面积的70% -90%。
12.依照权利要求1所述的一种煤焦油过滤装置，其特征在于:所述循环杯的上锥段和下锥段的锥角α为100-150度。
13.依照权利要求1所述的一种煤焦油过滤装置，其特征在于:所述循环杯的高度H比过滤管束的总高度h高500-2000毫米。
14.依照权利要求1所述的一种煤焦油过滤装置，其特征在于:所述导流杯为锥形筒，锥形筒的锥角β为70-100度。
【文档编号】B01D29/31GK203525400SQ201320555909
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】陈强, 蔡连波, 赵晓青, 盛维武 申请人:中石化洛阳工程有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司