过滤器自动反冲洗设备及其反冲洗方法与流程

本发明涉及煤化工行业过滤设备，具体地涉及过滤器自动反冲洗设备及其反冲洗方法。

背景技术：

过滤器是一种广泛应用于煤化工行业中的设备，主要是用于将水或甲醇等溶液中残存的杂质去除。其中的贫甲醇过滤器是煤化工低温甲醇洗工艺中常用的用于过滤甲醇溶液中杂质的过滤器，由于系统杂质较多，运行一段时间后，过滤网上杂质聚集形成滤饼。当滤饼厚度增加到一段程度时，过滤器堵塞两侧压差上涨至报警值，过滤速度及过滤效果明显下降，会严重影响工艺系统及设备正常运行。

现有技术中，普通贫甲醇过滤器不具备反冲洗功能，无法实现过滤系统在线再生。现有的滤芯式过滤器清洗方法包括两种：第一种是当过滤器压差达到设定值时，打开过滤器顶部法兰端盖，取出滤芯进行清洗。一般采用蒸汽、高压水枪、毛刷等逐一对滤芯进行反吹反洗和清洁，或者用超声波清洗机清洗。不但耗时长、劳动强度大，而且容易对滤芯造成损失，影响滤芯寿命，增加运行成本。第二种是当过滤器压差达到设定值时，将原液放净，采用气体反吹，由于滤芯脱饼后的通透面积大于等于进气口径时，气体开始走捷径，导致滤饼得不到充足的动力，使得滤饼死结在滤芯表面上，仍需打开过滤器顶部法兰端盖，进行人工清洗，反吹脱饼效果特别差，不但操作、检修劳动强度大，清理不彻底，影响系统正常运行，而且更换滤芯频繁，费用较高。

因此，研发出一种具备反冲洗功能的过滤器，在不拆卸过滤器顶部端盖、不需取出滤芯清理的情况下，就能够实现过滤系统的再生，是个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的耗时长、劳动强度大且清洗不彻底，易对滤芯造成损失，影响滤芯寿命等问题，提供过滤器自动反冲洗设备及其反冲洗方法，本发明在不拆卸过滤器顶部端盖、不需取出滤芯情况下，通过分别与过滤器本体相连的脉冲气体发生器和反冲泵，将过滤液直接作为反冲液对过滤器本体内的滤芯进行反冲洗，实现过滤系统的在线再生；冲洗时间短、操作简单、清理彻底，不会对滤芯造成损伤，提高滤芯使用寿命并降低设备运行成本。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种过滤器自动反冲洗设备，包括带有滤芯的过滤器本体，所述过滤器本体分别与脉冲气体发生器和反冲泵相连，所述脉冲气体发生器向所述过滤器本体内输入脉冲气体并在其内部形成脉冲涡流；所述反冲泵用于将过滤液泵入所述过滤器本体中形成反冲液体并使所述滤芯浸泡在所述反冲液体内进行反冲洗；所述过滤器本体设有用于将所述脉冲气体和所述反冲液体的气液混合物排出的输出管路。

优选地，所述输出管路与气液分离器相连，所述气液分离器设有气相输出端和液相输出端，所述气相输出端将经过所述气液分离器分离出的气体排放出去，所述液相输出端与反冲液收集槽相连通。

优选地，所述过滤器本体上分别设有压差变送器、液位变送器和溢流管道，所述溢流管道上设有用于防止所述过滤器本体内液位过高的液位控制阀，所述溢流管道与所述反冲液收集槽相连通。

优选地，在反冲清洗状态下，所述过滤器本体内的气液混合物所占据的体积≤所述过滤器本体体积的80％-90％；在排空状态下，所述过滤器本体内的气液混合物所占据的体积≥所述过滤器本体体积的10％-15％。

优选地，所述过滤器本体上设有排污管道，所述排污管道上设有排污控制阀，所述排污管道与所述反冲液收集槽相连通。

优选地，包括有自动控制器，所述自动控制器与所述过滤器本体上的所述压差变送器及所述液位变送器相连；

所述过滤器本体上分别设有过滤液入口管路和过滤液出口管路，所述过滤液入口管路上设有入口控制阀，所述过滤液出口管路上设有出口控制阀，所述入口控制阀和所述出口控制阀与所述自动控制器相连；

所述反冲泵通过反冲管路和所述过滤器本体相连，所述反冲管路上设有反冲控制阀，所述反冲控制阀与所述自动控制器相连。

优选地，所述过滤液为甲醇，所述脉冲气体为氮气。

本发明第二方面提供一种如上所述的过滤器自动反冲洗设备的反冲洗方法，包括如下步骤：

步骤100：向所述过滤器本体内输入脉冲气体并在所述过滤器本体内形成脉冲涡流；

步骤200：将过滤液反冲至所述过滤器本体内，使所述过滤器本体内的滤芯在反冲液的浸泡下通过所述脉冲涡流进行反冲洗；

步骤300：持续进行反冲洗达到预定时间后，将所述过滤器本体内的气液混合物排出。

优选地，还包括步骤400：

对排出的所述气液混合物进行气液分离，分离出的气相物质排放出去，对分离出的液相物质进行收集，并将反冲洗后的杂质排出。

优选地，所述步骤100之前还包括步骤090：

将待过滤的过滤液输入所述过滤器本体内，大于所述滤芯中的滤网孔径的杂质被截留，过滤后的洁净的过滤液从所述过滤器本体中排出。

优选地，所述步骤100中的所述脉冲气体的气体压力范围为：0.15-0.8mpa。

优选地，所述步骤200进一步包括：

在将过滤液反冲至所述过滤器本体内和将所述过滤器本体内的气液混合物排出时，对所述过滤器本体内的液位进行实时监控，当液位达到阈值范围时，停止过滤液反冲或气液混合物排放。

优选地，从所述过滤器本体中排出的过滤后的洁净的所述过滤液，在所述步骤200中反冲至所述过滤器本体内。

优选地，所述步骤300中的所述预定时间为：所述过滤器本体内的压差恢复至25kpa以下所用的时间。

通过上述技术方案，本发明在不拆卸过滤器顶部端盖、不需取出滤芯情况下，通过分别与过滤器本体相连的脉冲气体发生器和反冲泵，将过滤液直接作为反冲液对过滤器本体内的滤芯进行反冲洗，实现过滤系统的在线再生；冲洗时间短、操作简单、清理彻底，不会对滤芯造成损伤，提高滤芯使用寿命并降低设备运行成本。

附图说明

图1为本发明一实施例中的过滤器自动反冲洗设备的整体结构示意图。

附图标记说明

1、过滤器本体；2、滤芯；3、压差变送器；4、液位变送器；5、脉冲气体发生器；6、自动控制器；7、反冲液收集槽；8、气液分离器；9、反冲泵；10、排污控制阀；11、入口控制阀；12、出口控制阀；13、反冲控制阀；14、泄气管道；15、气相出口；16、液相出口阀；17、液位控制阀；18、反冲液出口阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”通常是指相对于各部件本身的轮廓的内外；“远、近”通常是指相对于各部件本身的轮廓的远近。

如图1所示，本发明一方面提供一种过滤器自动反冲洗设备，包括带有滤芯2的过滤器本体1，所述过滤器本体1分别脉冲气体发生器5和反冲泵9相连，所述脉冲气体发生器5向所述过滤器本体1内输入脉冲气体并在其内部形成脉冲涡流；所述反冲泵9用于将过滤液泵入所述过滤器本体1中形成反冲液体并使所述滤芯2浸泡在所述反冲液体内进行反冲洗；所述过滤器本体1设有用于将所述脉冲气体和所述反冲液体的气液混合物排出的输出管路。由上述内容可知，本发明在不拆卸过滤器顶部端盖、不需取出滤芯情况下，通过分别与过滤器本体相连的脉冲气体发生器和反冲泵，将过滤液直接作为反冲液对过滤器本体内的滤芯进行反冲洗，实现过滤系统的在线再生；冲洗时间短、操作简单、清理彻底，不会对滤芯造成损伤，提高滤芯使用寿命并降低设备运行成本。

具体来说，为了方便对从输出管路输出的气液混合物做进一步地气液分离，所述输出管路与气液分离器8相连，所述气液分离器8设有气相输出端和液相输出端，所述气相输出端将经过所述气液分离器8分离出的气体经气相出口15排放出去，所述液相输出端与反冲液收集槽7相连通。

为了确保反冲洗效果并维持过滤器本体1内的液位在整个处理过程中始终处于安全位置，所述过滤器本体1上分别设有压差变送器3、液位变送器4和溢流管道，所述溢流管道上设有用于防止所述过滤器本体1内液位过高的液位控制阀17，所述溢流管道与所述反冲液收集槽7相连通。通常情况下，在反冲清洗状态下，所述过滤器本体1内的气液混合物所占据的体积≤所述过滤器本体1体积的80％-90％；在排空状态下，所述过滤器本体1内的气液混合物所占据的体积≥所述过滤器本体1体积的10％-15％。

为了及时排污，所述过滤器本体1上设有排污管道，所述排污管道上设有排污控制阀10，所述排污管道与所述反冲液收集槽7相连通。

为了防止过滤器本体1内的压力超标，在过滤器本体1的顶部设有泄气管道14，用于在压力过大的时候对过滤器本体1实现泄气保护。

为了有效控制各个管路的切断与导通，过滤器自动反冲洗设备还包括有自动控制器6，所述自动控制器6与所述过滤器本体1上的所述压差变送器3及所述液位变送器4相连；所述过滤器本体1上分别设有过滤液入口管路和过滤液出口管路，所述过滤液入口管路上设有入口控制阀11，所述过滤液出口管路上设有出口控制阀12，所述入口控制阀11和所述出口控制阀12与所述自动控制器6相连；所述反冲泵9通过反冲管路和所述过滤器本体1相连，所述反冲管路上设有反冲控制阀13，所述反冲控制阀13与所述自动控制器6相连。

需要说明的是，本发明所提供的过滤器自动反冲洗设备可以适用于多种过滤液，其中的脉冲气体也可以采用多种气体，在图1所示的实施例中，所述过滤液为甲醇(或者水、乙二醇)，所述脉冲气体为氮气(或者二氧化碳、氩气)。另外，通常情况下，过滤器的滤芯2为圆筒状，滤芯2可以采用机械滤网、陶瓷膜或烧结滤芯。

本发明第二方面提供一种如上所述的过滤器自动反冲洗设备的反冲洗方法，整体来说，该方法包括如下步骤：

步骤100：向所述过滤器本体内输入脉冲气体，在所述过滤器本体内形成脉冲涡流；

步骤200：将过滤液反冲至所述过滤器本体内，使所述过滤器本体内的滤芯在反冲液的浸泡下通过所述脉冲涡流进行反冲洗；

步骤300：持续进行反冲洗达到预定时间后，将所述过滤器本体内的气液混合物排出。

为了方便对过滤液进行重复利用，该方法还进一步包括步骤400：

对排出的所述气液混合物进行气液分离，分离出的气相物质排放出去，对分离出的液相物质进行收集，并将反冲洗后的杂质排出。

通常情况下，所述步骤100中的所述脉冲气体的气体压力范围为：0.15-0.8mpa。

由于反冲液和过滤液使用的是同一种液体，可以在过滤完成之后直接进行反冲洗，因此，所述步骤100之前还可以包括步骤090：

将待过滤的过滤液输入所述过滤器本体内，大于所述滤芯中的滤网孔径的杂质被截留，过滤后的洁净的过滤液从所述过滤器本体中排出。

更具体地，所述步骤200进一步包括：

在将过滤液反冲至所述过滤器本体内和将所述过滤器本体内的气液混合物排出时，对所述过滤器本体内的液位进行实时监控，当液位达到阈值范围时，停止过滤液反冲或气液混合物排放。

为了降低成本，从所述过滤器本体中排出的过滤后的洁净的所述过滤液，在所述步骤200中反冲至所述过滤器本体内，从而实现过滤液的重复使用。

所述步骤300中的所述预定时间为：所述过滤器本体内的压差恢复至25kpa以下所用的时间。

由上述内容可知，本发明提供一种过滤器自动反冲洗设备及其反冲洗方法，将脉冲气体形成脉冲动能送入过滤器本体内，将滤芯在过滤液浸泡下进行反冲洗；反冲洗液从侧向进入过滤器内，利用动能形成涡流，在气、液的双重作用下，对滤芯表面进行物理冲刷以清除杂质；利用自动控制系统调节反冲洗过程，经过过滤阶段、反冲洗阶段、反冲液回收阶段与自动调节阶段，在过滤器本体内对过滤器的滤芯进行反冲洗，达到不拆卸过滤器顶部端盖，即可实现对过滤器中的滤芯进行高效再生，解决了现有技术中耗时长、操作、检修劳动强度大，清理不彻底，容易对滤芯造成损伤，影响滤芯寿命及增加运行成本等诸多问题。

以下结合图1对本发明所提供的过滤器自动反冲洗设备的反冲洗方法进行详细地说明。

首先，包括过滤阶段：原料甲醇通过管路上的入口控制阀11进入过滤器本体1内，在滤芯2的作用下大于滤网孔径的杂质被截留，过滤后的洁净甲醇通过管路上的出口控制阀12排出。

其次，进入反冲洗阶段：采用脉冲气体发生器5将脉冲氮气形成脉冲动能，在过滤器本体1内形成脉冲涡流，并通过脉冲气体入口输送至过滤器本体1内。启动反冲泵9，将反冲液通过反冲泵9与管路上的反冲控制阀13经反冲液入口从侧向输送至过滤器本体1内，将过滤器本体1内的滤芯2在甲醇液浸泡下进行反冲洗。

随后，进入反冲液回收阶段：反冲洗后的液体经反冲气液出口通过管路上的反冲液出口阀18排至气液分离器8内，将脉冲气体与反冲洗液进行分离。气液分离器顶部气相通过气相出口15排出，底部液相出口经液相出口阀16输送至反冲液收集槽7内，用以回收冲洗液。同时过滤器底部排污控制阀与反冲液收集槽连通，含渣甲醇在反冲液收集槽中收集。

上述的过程均是通过自动调节实现的，具体来说，在实际应用中，通过压力表或者压力变送器获得过滤器压差上涨至报警值时，压差变送器3输出压差信号至自动控制器6，自动控制器6按照预设程序输出控制信号，关闭入口控制阀11与出口控制阀12，打开反冲控制阀13和排污控制阀10开始冲洗，并通过液位变送器4监控过滤器筒体液位。当液位变送器显示满量程时，关闭排污控制阀10，保持入口控制阀11打开，经反冲洗装置延时加压后，自动打开排污控制阀10，形成反向冲洗爆破力，迅速将堆积在过滤器的滤芯2表面的杂质冲洗掉。反冲洗时间可根据压差变送器3的压力恢复情况来确定，比如：当压差变送器显示25kpa以下时，即：反冲洗结束；若仍高于25kpa，则重复进行冲洗，直至达到25kpa以下。当压差变送器3的压力恢复至正常，即：25kpa以下时，自动控制器6输出控制信号，打开入口控制阀11与出口控制阀12，关闭入口控制阀11和排污控制阀10，结束滤芯2反冲洗过程并重新开始过滤。

综上所述，本发明所提供的这种过滤器自动反冲洗设备及其反冲洗方法设置合理、易于实施，能够实现不拆卸过滤器即可对滤芯进行在线高效再生，降低了设备运行、维护费用，延长了滤芯使用寿命；能够满足水液反冲洗和过滤要求，同时采用自动控制系统对反冲洗过程进行自动控制，极大地减少了人力资源和劳动强度，提高了工作效率；反冲洗过程中过滤器内液位以及反冲洗时间可调节，操作方便且运行稳定。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，例如，可以将甲醇和氮气替换为其他的过滤液和气体。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。