新型错流过滤器的制作方法

本实用新型涉及一种过滤净化装置，尤其是涉及一种新型错流过滤器。

背景技术：

在石油化工和制药行业中，在生产过程中常会用到催化剂、活性炭或珍珠岩等，生产完成时需将其与产品溶液分离开，这时常会采用错流过滤技术进行固液分离。在错流过滤过程中，料液流通的方向和过滤的方向成90度角，这样过滤料液流经膜面时产生的剪切力把膜面上滞留的颗粒带走，从而使污染层不产生或者维持在一个较薄的水平。现在常用的错流过滤系统有陶瓷膜错流过滤系统，其过滤过程为：反应原料罐内的原料及固体颗粒经过增压泵加压后，通过装有陶瓷滤芯的过滤器，固体颗粒被陶瓷膜通道表面的微孔拦截，不含固体颗粒的清液穿过膜孔渗透到膜管的外侧，汇集后进入下道工序；被微孔拦截的固体颗粒，会随着陶瓷膜通道内高速流动的物料冲刷带走，不会在膜管表面形成滤饼，经过陶瓷滤芯过滤器的浓缩液（因为清液的采出，固体颗粒含量会比反应原料增加，称为浓缩液）经过管道返回原料罐内，再次经过增压泵加压、过滤、循环。

但是陶瓷膜错流过滤系统也存在一定的缺陷，如：1、因为错流过滤需要保证膜面流速在2～5米/秒，所以每一套陶瓷膜系统都需要配置一套上百千瓦的循环泵电机，导致运行过程中能耗较高，比如100平米的陶瓷膜至少需要配置110KW的循环泵电机，运行过程中能耗惊人；2、单套陶瓷膜过滤系统处理能力小，如需扩大处理能力只能多套系统并联，投资大，设备利用率低，占地面积大；3、过滤精度范围窄，常规只有50/100/200纳米三种规格；4、现有陶瓷膜过滤系统，现场管道连接复杂，阀门、仪表的跑冒滴漏现象较为严重。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是提供一种新型错流过滤器，以解决现有的陶瓷膜错流过滤组件中存在的能耗高、占地面积大、过滤精度范围窄和管道连接复杂的问题。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种新型错流过滤器，包括耐压外壳、过滤组件、搅拌装置和导流板；

所述耐压外壳的中心轴线竖直设置，所述搅拌装置设置在所述耐压外壳的中心轴线处，在所述耐压外壳上设置有进料管和排渣管；

所述过滤组件的数量为多组，多组所述过滤组件沿所述耐压外壳的中心轴线呈圆周均匀排列，每组所述过滤组件均竖直设置在所述耐压外壳内部，每组所述过滤组件均包括上封罩、下封罩和竖直设置在所述上封罩和所述下封罩之间的多根管式滤膜元件，所述滤膜元件的顶端与所述上封罩连通，所述滤膜元件的底端与所述下封罩连通，在每组过滤组件上均设置有出料管；

所述导流板的数量与所述过滤组件的组数一致且所述导流板与所述过滤组件一一对应，每个导流板均竖直设置在对应的所述过滤组件与所述搅拌装置之间。

所述导流板的顶端高于对应所述过滤组件的顶端，所述导流板的底端低于对应的所述过滤组件的底端。

所述搅拌装置包括设置在所述耐压外壳内部中心轴线处的搅拌轴、固定设置在所述搅拌轴上的搅拌桨和与所述搅拌轴顶端连接的电机，所述电机设置在所述耐压外壳的顶部。

所述导流板的水平方向的两端均突出于所述过滤组件的对应端。

每组所述过滤组件的所述滤膜元件的数量至少为18支。

在所述耐压外壳上设置有用于向所述耐压外壳内充入气体的进气管。

所述过滤组件的组数至少为2组。

每个所述导流板均为弧形板。

每组过滤组件上的出料管分布设置在每组所述过滤组件的顶端和底端。

所述滤膜元件为陶瓷膜元件、金属陶瓷复合膜元件、不锈钢粉末烧结膜元件、聚四氟乙烯膜元件、PP膜元件或酚醛树脂膜元件。

本实用新型包括耐压外壳、过滤组件、搅拌装置和导流板，过滤组件的数量为多组，多组过滤组件沿耐压外壳的中心轴线呈圆周均匀排列，每组过滤组件均竖直设置在耐压外壳内部，每组过滤组件均包括上封罩、下封罩和竖直设置在上封罩和下封罩之间的多根滤膜元件；导流板的数量与过滤组件的组数一致且导流板与过滤组件一一对应，每个导流板均竖直设置在对应的过滤组件与搅拌装置之间。传统的陶瓷膜错流过滤器的滤膜元件装在膜壳中，根据陶瓷膜错流过滤系统的膜组件设计要求，膜元件只能是陶瓷材质，陶瓷膜元件质脆、容易断裂，并且过滤精度范围为50nm~200nm。而本实用新型的过滤组件由于直接安装在耐压外壳中，没有了膜壳的限制，对滤膜元件的要求大大降低了，滤膜元件可以采用多种材质，过滤精度范围为50nm~50um，其过滤范围远远高于陶瓷膜的过滤范围，适用范围更广。

现有的陶瓷膜错流过滤系统包括原料罐、循环泵、过滤组件等，其占地面积大，同时连接管道多，阀门仪表多，操作多为人工间歇操作。而本实用新型只用一台主体设备即过滤器，将过滤组件内置于过滤器内部，占地面积跟一台陶瓷膜原料罐的占地面积相当，不需要外部的巨大的循环泵、连接管道等，符合集约化生产的要求。本实用新型的过滤操作主要是清液采出阀控制跨膜压差，很容易实现DCS或者PLC自动化连续操作，降低了现场操作人员劳动强度，减少人员误操作造成不必要的损失。此外，本实用新型相比于传统的陶瓷膜错流过滤系统过滤动力能耗低，调节范围大：陶瓷膜错流过滤系统过滤动力靠功率巨大的循环泵提供，过滤过程中循环泵一直在工作，电能消耗巨大，由于循环泵功率固定，没有提高过滤动力的手段，只能换用功率更大的循环泵，在增大过滤动力的同时也增大了设备的能耗。而本实用新型的过滤动力靠氮气或者压缩空气提供，整个过滤器系统密闭，在过滤初期向过滤器的耐压外壳内充压0.3 MPa~0.4MPa即可，而且在整个过滤过程中压降很小，只要稍微补充一点氮气和空气就可以，过滤后期为了增加过滤动力，只需要充压提高过滤压力就行。

本实用新型与现有的陶瓷膜错流过滤器相比，在同等过滤功耗条件下其过滤面积是陶瓷膜过滤器的4倍。为了保证膜面流速并降低循环泵的装机功率，陶瓷膜错流过滤系统的过滤组件的膜壳的最大直径也就400mm，仅仅只能安装37根过陶瓷滤芯。而本实用新型因为过滤组件安装于过滤器内，增加膜管数量加大过滤面积而不需要增加搅拌功率，所以同等功率消耗，新型错流过滤器的过滤面积最大可以达到陶瓷膜过滤系统的4倍。

在化工生产过程中，大多是有毒有害、易燃易爆的工况，现有的陶瓷膜过滤系统的现场管道复杂且阀门、仪表连接点多，循环泵的机封等地方经常会出现跑冒滴漏的现象，导致现场操作环境差，安全风险高。而本实用新型的错流过滤器只有一台密闭的过滤器主体，在使用前经过打压试漏以后，出现意外泄漏的情况极少，可以使操作现场健康、安全且环保。

本实用新型设备结构简单、占地面积小，符合集约化生产的要求，且提高了设备的自动化程度。此外，本实用新型的过滤精度范围较宽、适用范围广。由于本实用新型只有一台过滤器主体，管道及阀门的连接点少，可保证设备安全、环保、无泄漏。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的内部俯视图。

图中：1、耐压外壳；2、导流板；3、进料管；4、排渣管；51、上封罩；52、下封罩；53、滤膜元件；6、出料管；71、搅拌轴；72、搅拌桨；73、电机；8、进气管。

具体实施方式

如图1~图2所示，本实用新型包括耐压外壳1、过滤组件、搅拌装置和导流板2。耐压外壳1的中心轴线竖直设置，搅拌装置设置在耐压外壳1的中心轴线处，在耐压外壳1上设置有进料管3和排渣管4，在本实施例中，进料管3设置在耐压外壳1的顶部，排渣管4设置在耐压外壳1的底部。在耐压外壳1上设置有用于向耐压外壳1内充入气体的进气管8，在本实施例中，进气管8设置在耐压外壳1的顶部，进气管8与外部的氮气源或压缩空气源相连通，过滤器耐压外壳内压力为0.3 MPa~0.4MPa，以提供过滤动力。

过滤组件的数量为多组，过滤组件的组数至少为2组。多组过滤组件沿耐压外壳1的中心轴线呈圆周均匀排列，每组过滤组件均竖直设置在耐压外壳1内部，在本实施例中，过滤组件为3组。每组过滤组件均包括上封罩51、下封罩52和竖直设置在上封罩51和下封罩52之间的多根管式滤膜元件53，滤膜元件53的顶端与上封罩51连通，滤膜元件53的底端与下封罩52连通，在每组过滤组件上均设置有出料管6。每组过滤组件上的出料管6分布设置在每组过滤组件的顶端和底端。即出料管6设置在每组过滤组件的上封罩和下封罩上，每组过滤组件的滤膜元件53的数量至少为18支，导流板2的数量与过滤组件的组数一致且导流板2与过滤组件一一对应。在本实施例中，每组过滤组件的滤膜元件53的数量的取值范围为18支~72支。滤膜元件53为陶瓷膜元件、金属陶瓷复合膜元件、不锈钢粉末烧结膜元件、聚四氟乙烯膜元件、PP膜元件或酚醛树脂膜元件。滤膜元件为金属陶瓷复合膜元件时，既能保证陶瓷膜的精度，又可以加强滤膜元件的强度；滤膜元件为不锈钢粉末烧结膜元件时，即滤膜元件为316L不锈钢粉末烧结膜元件，可耐高温高压。每个导流板2均为弧形板，导流板2的凹面朝向耐压外壳的中心轴线。每个导流板2均竖直设置在对应的过滤组件与搅拌装置之间。导流板2的顶端高于对应过滤组件的顶端，导流板2的底端低于对应的过滤组件的底端。导流板2的水平方向的两端均突出于过滤组件的对应端。导流板2将过滤器的耐压外壳的内部空间分割成内外两个区域，靠近壳壁的外侧区域液体自下而上流动，冲刷滤膜元件膜表面，到达导流板顶端以后，液体从外侧区域进入内侧区域，因为搅拌中心部位形成低压区，所以内侧区域的液体自上而下流动，内侧、外侧形成一个互不干扰的循环系统。在本实施例中，每组过滤组件的滤膜元件53呈矩形阵列排布，该矩形的其中一边垂直于该边中点与同一平面上耐压外壳圆心之间的连线。搅拌装置包括设置在耐压外壳1内部中心轴线处的搅拌轴71、固定设置在搅拌轴71上的搅拌桨72和与搅拌轴71顶端连接的电机73，电机73设置在耐压外壳1的顶部。搅拌装置搅拌所提供的循环量用来提供的膜面流速为2米~5米，冲刷滤膜元件过滤表面，保证过滤组件的过滤性能保持在最佳条件。