CN101644633B - 线绕式滤元和粉末树脂性能的动态模拟检测试验台 - Google Patents

Abstract

线绕式滤元和粉末树脂性能的动态模拟检测试验台，由溶液箱、管式过滤器、流量控制单元和温控单元组成，溶液箱用来混合粉末树脂或清洗药剂，管式过滤器用于安装线绕式滤元，流量控制单元由水泵、旁路和流量计组成，通过调整旁路达到控制流量的目的，模拟现场运行的流量条件，温控单元由加热器和温控装置组成，用于调节液体温度，模拟现场温度条件，具有滤元流阻试验、滤元铺膜试验、污染滤元清洗试验三种功能。

Description

线绕式滤元和粉末树脂性能的动态模拟检测试验台

技术领域

本发明涉及一种动态模拟检测试验台，具体涉及一种线绕式滤元和粉末树脂性能的动态模拟检测试验台。

背景技术

线绕式滤元由于其截污容量大、运行阻力小、过滤吸附力强等特点，广泛应用于电厂凝结水处理中的粉末树脂覆盖过滤器和保安过滤器上。

线绕式滤元结构为不锈钢制骨架外缠过滤线，根据过滤线的材质、缠绕方式、缠绕紧密度和厚度的不同，滤元的过滤精度、使用寿命、粉末树脂在其上的铺膜效果等都会有较大的差异。此外，由于长时间运行，杂质在滤元的表面截留后，渗透到滤元内部会造成污堵，很难在反洗时将杂质洗脱，致使滤元运行阻力上升，使用寿命缩短，需要定期进行清洗或更换。

滤元的过滤性能和粉末树脂交换能力的下降都会影响水处理设备的出水水质，滤元使用寿命的缩短也大大增加了电厂的运行成本。

目前针对线绕式滤元性能的评估，主要通过对滤元外形如过滤线材质、缠绕方式、缠绕紧密度和厚度等几个方面进行直观比较。然而现场运行时，判断过滤器设备运行状态的主要依据是进、出口压差的变化。当设备进、出口压差达到某一设定值时，就要进行爆膜和重新铺膜才能重新投入运行。每一根滤元的进、出口压差是决定整台过滤器设备运行压差的重要因素，所以滤元进、出口压差是准确定量判断滤元性能优劣的重要因素之一，但是目前国内并没有能完全模拟检测现场工况条件下滤元流阻的试验设备。

国家规定的粉末树脂的性能指标主要有含水率、交换容量、粒度范围等，这些虽然定量的给出了评价树脂优劣的标准，但是在实际应用中，由于现场工况条件的不同，粉末树脂在滤元上的铺膜情况，如铺膜的均匀性、紧密性、成膜厚度等也会有很大的差异。这些差异也会影响粉末树脂的交换能力和过滤器设备的运行周期。通常情况下，评价粉末树脂的铺膜情况都是通过过滤器上的窥视孔进行局部的观察，由于现场条件的限制，无法清晰准确地观测粉末树脂在整根滤元上的铺膜效果，同时利用现场的设备进行粉末树脂配比试验也缺乏经济性。通过查阅相关文献和调研多家树脂生产厂家，目前并没有能清晰准确地评定树脂铺膜效果的试验装置。

线绕式滤元在长期运行过程中，多出现滤元颜色变深，运行压差上升快等现象，严重影响了过滤器的运行。而且杂质在滤元的表面截留后，渗透到滤元内部造成污堵，很难在反洗时将杂质洗脱。频繁的重新爆膜、铺膜不但无法从根本上解决过滤器运行周期缩短的难题，而且还大大增加了电厂的运行成本。此外，更换新滤元的费用高，缺乏经济性。对被污染的滤元进行化学清洗是一种有效的方法，它不但能解决滤元污染的问题，而且还大大节约了电厂的运行成本。国内目前虽然也有相关方面的清洗试验，但多为在线进行，对生产和现场设备存在安全性隐患。

若针对滤元流阻、滤元铺膜情况和滤元清洗这三方面分别研制相应的试验设备，不但实验操作繁琐耗时，而且成本较高，造成不必要的浪费。通过多方调研和查阅大量相关文献，目前国内并没有一个可以进行滤元流阻试验、滤元铺膜试验和滤元清洗试验的多功能试验平台。

发明内容

本发明的目的在于提供一种线绕式滤元和粉末树脂性能的动态模拟检测试验台，本发明能够动态模拟线绕式滤元在过滤器中的运行情况，定量检测滤元进、出口压差和准确观测粉末树脂在整根滤元上的铺膜状况，以及对比不同药品配方对滤元的清洗效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：包括溶液箱以及通过管路与溶液箱相连通的管式过滤器，所说的管式过滤器内安装有线绕式滤元，且在管式过滤器内的线绕式滤元进、出口管路上分别设置有精密压力表PI_进、PI_出，溶液箱与管式过滤器相连通的管路上依次设置有水泵、流量计、第一阀门、第二阀门和精密过滤器，溶液箱的上端开设有带旁路阀门的出水旁路，该出水旁路的入口与水泵的出口管路相连，溶液箱上还开设有与管式过滤器相连通的回水管路，且在该回水管路上安装有回水阀门，第一阀门的入口通过管路与回水管路的回水阀门的出口相连通，且在该管路上还安装有第三阀门，第一阀门的出口通过管路与回水管路的回水阀门的入口相连通，且在该管路上还安装有第四阀门，第二阀门的入口还通过管路与精密压力表PI_出相连通，且在该管路上依次安装有第五阀门、第六阀门和第七阀门。

本发明的溶液箱上安装有温控装置，溶液箱内安装有与温控装置相连的加热器；管式过滤器采用透明有机玻璃制成；管式过滤器上还连接的压缩空气管路，并在此管路上安装有第八阀门。

本发明的装置具有滤元流阻试验、滤元铺膜试验、污染滤元清洗试验三种功能，在滤元进、出口设有精密压力表，水泵出口设有流量计和出水旁路，通过水泵出力和出水旁路的调整，改变系统流量，结合流量计和滤元进、出口处的精密压力表的读数，得出滤元的进、出口压差和流量的关系曲线，即流阻曲线，结合现场过滤器运行时的压差数据，模拟计算单根滤元运行时的进、出口压差的变化规律，以此作为定量判定滤元性能优劣的指标；通过管式过滤器，真实模拟现场过滤器的运行流向，结合流量调节，模拟现场的滤元铺膜工况，能够准确地动态模拟不同滤元的阻力与流量关系曲线；动态模拟和对比不同粉末树脂在同一滤元上的铺膜效果，以及同一粉末树脂在不同滤元上的铺膜效果。

附图说明

图1为本发明的系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明包括溶液箱1以及通过管路与溶液箱1相连通的采用透明有机玻璃制成的管式过滤器2，所说的管式过滤器2内安装有线绕式滤元，且在管式过滤器2内的线绕式滤元进、出口管路上分别设置有精密压力表PI_进、PI_出，所说的溶液箱1上安装有温控装置6，溶液箱1内安装有与温控装置6相连的加热器5，溶液箱1与管式过滤器2相连通的管路上依次设置有水泵3、流量计F、第一阀门7、第二阀门15和精密过滤器4，溶液箱1的上端开设有带旁路阀门14的出水旁路，该出水旁路的入口与水泵3的出口管路相连，溶液箱上还开设有与管式过滤器2相连通的回水管路，且在该回水管路上安装有回水阀门13，第一阀门7的入口通过管路与回水管路的回水阀门13的出口相连通，且在该管路上还安装有第三阀门12，第一阀门7的出口通过管路与回水管路的回水阀门13的入口相连通，且在该管路上还安装有第四阀门11，第二阀门15的入口还通过管路与PI_出相连通，且在该管路上依次安装有第五阀门8、第六阀门9和第七阀门10，与管式过滤器连接的还有压缩空气管路，并在此管路上安装有第八阀门16。

本发明的管式过滤器2为透明有机玻璃材质，不但能模拟与现场过滤器设备相同的运行流向，而且还可以清晰直观地观察试验效果；溶液箱设有加热装置和温控装置，可以控制系统中水的温度和清洗滤元的药液温度；动态模拟不同药品配方对污染滤元的清洗效果；系统具有正向和反向两种运行方式，且具有压缩空气管路，便于铺、爆膜和正、反向清洗。

溶液箱1用来混合粉末树脂或清洗药剂；管式过滤器2为透明有机玻璃材质，其内部可以安装一支待测的线绕式滤元；加热器和温控装置用来控制系统中水的温度和清洗滤元的药液温度；流量控制单元由水泵、旁路和流量计组成，通过调整旁路来达到控制流量的目的，模拟现场运行的流量条件。此外，精密过滤器4保证在滤元流阻试验中进入滤元的水质清洁无污染。本试验台的主要特点：

本试验台是一种集滤元流阻试验、滤元铺膜试验和滤元清洗试验三种功能于一身的多功能试验台。

本试验台能够模拟不同工况的运行条件，包括系统流量、过滤器流向、运行温度等，确保试验结果真实准确。

本试验台具有正向和反向两种运行工艺，可以满足铺膜试验的铺膜、爆膜工艺和清洗试验的正洗、反洗工艺，通过开关阀门便可轻易的将系统在正向和反向两种运行方式之间切换。

本试验台功能多，运行安全可靠，占地面积小，不但可服务于多项科研课题，而且还能承担滤元与树脂的性能检测项目，经济性较高。

实例1：滤元流阻试验

管式过滤器2中安装一支清洁或被污染的滤元，打开第一阀门7、回水阀门13、旁路阀门14和第二阀门15，关闭第三、第四、第五、第六和第七阀门12、11、8、9、10，通过调整出水旁路上的旁路阀门14的开度，结合流量计F读数，调整系统流量，同时分别读取记录管式过滤器2进、出口精密压力表PI_进、PI_出的读数。以系统流量为横坐标，过滤器进、出口压差PI_进、PI_出为纵坐标做图，得出的曲线即为滤元的流阻曲线。该流阻曲线可以作为一个判断滤元性能优劣和滤元是否需要清洗或更换的定量指标。

实例2：滤元铺膜试验

管式过滤器2中安装一支清洁的滤元，首先打开第一、第五阀门7、8，关闭第六、第七、第四、第三、第二阀门9、10、11、12、15及回水阀门13和旁路阀门14，打开水泵3，将管式过滤器2注满除盐水。打开旁路阀门14，其他阀门均关闭，将粉末阳树脂、粉末阴树脂和纤维粉按一定比例和顺序加入到溶液箱，并同时开启水泵3，使得粉末树脂和纤维粉充分混合。保持水泵3处于启动状态，然后打开第一阀门7、第五阀门8、回水阀门13和旁路阀门14，通过调整出水旁路阀门14的开度，结合流量计F读数，调整系统流量和现场铺膜时的流量相同。运行系统直至溶液箱的水澄清，观察树脂在滤元上铺膜的均匀性、紧密性和成膜厚度等现象，记录树脂铺膜结束所用的时间和铺膜效果。然后打开第六、第三、第八阀门9、12和16，关闭其余所有阀门进行爆膜工艺，利用水和压缩空气将滤元表层铺好的粉末树脂冲下并排出。接着打开第一、第五、第七阀门7、8和10，关闭其余阀门，进行正冲洗。重复以上正向和反向两种工艺直至粉末树脂全部从滤元表面脱落，铺膜试验完成。

实例3：滤元清洗试验

管式过滤器2中安装一支被污染的滤元，利用加热器5和温控装置6，将溶液箱1中的除盐水加热药液至所需温度。打开第一阀门7、第五阀门8、回水阀门13和旁路阀门14，对整个系统进行预热。通过调整出水旁路上的旁路阀门14，使系统达到指定的流量。在进行预热的过程中，加入清洗试验所需的药品，同时利用旁路对药品进行混合。整个系统循环一定时间后，打开第五阀门8、第四阀门11、第三阀门12和旁路阀门14，关闭其他所有阀门，对被污染的滤元进行反洗。当清洗达到指定时间以后，再进行正洗。如此反复几次，通过观察滤元表面清洗状况、系统中药液的颜色和管式过滤器进出口压差的下降情况，以及打开第六阀门9取样测定溶液的pH，综合判定滤元的清洗效果。当达到指定要求时，排净药液以后用除盐水再冲洗整个系统一段时间，最终完成清洗试验。

本发明通过水泵出力和出水旁路的调整，改变系统流量，结合流量计和滤元进、出口处的精密压力表的读数，得出滤元的进、出口压差和流量的关系曲线，即流阻曲线，结合现场过滤器运行时的压差数据，模拟计算单根滤元运行时的进、出口压差的变化规律，以此作为定量判定滤元性能优劣的指标；通过管式过滤器，真实模拟现场过滤器的运行流向，结合流量调节，模拟现场的滤元铺膜工况，透明有机玻璃材质的管式过滤器也可以清晰直观地观测不同配比的粉末树脂在滤元上的铺膜效果，对比铺膜的均匀性、紧密性和成膜厚度等；通过开关系统阀门，方便灵活地达到系统正向和反向运行的目的，便于铺膜试验的铺、爆膜工艺和清洗试验的正、反洗工艺；通过加热器和温控装置，严格控制加药条件，模拟系统运行温度，利用带有刻度的溶液箱，试验不同药品配方对滤元的清洗效果，得出最优加药量。

Claims (4)

1.线绕式滤元和粉末树脂性能的动态模拟检测试验台，包括溶液箱(1)以及通过管路与溶液箱(1)相连通的管式过滤器(2)，其特征在于：所说的管式过滤器(2)内安装有线绕式滤元，且在管式过滤器(2)内的线绕式滤元进、出口管路上分别设置有精密压力表PI_进、PI_出，溶液箱(1)与管式过滤器(2)相连通的管路上依次设置有水泵(3)、流量计F、第一阀门(7)、第二阀门(15)和精密过滤器(4)，溶液箱(1)的上端开设有带旁路阀门(14)的出水旁路，该出水旁路的入口与水泵(3)的出口管路相连，溶液箱上还开设有与管式过滤器(2)相连通的回水管路，且在该回水管路上安装有回水阀门(13)，第一阀门(7)的入口通过管路与回水管路的回水阀门(13)的出口相连通，且在该管路上还安装有第三阀门(12)，第一阀门(7)的出口通过管路与回水管路的回水阀门(13)的入口相连通，且在该管路上还安装有第四阀门(11)，第二阀门(15)的入口还通过管路与精密压力表PI_出相连通，且在该管路上依次安装有第五阀门(8)、第六阀门(9)和第七阀门(10)。

2.根据权利要求1所述的线绕式滤元和粉末树脂性能的动态模拟检测试验台，其特征在于：所说的溶液箱(1)上安装有温控装置(6)，溶液箱(1)内安装有与温控装置(6)相连的加热器(5)。

3.根据权利要求1所述的线绕式滤元和粉末树脂性能的动态模拟检测试验台，其特征在于：所说的管式过滤器(2)采用透明有机玻璃制成。

4.根据权利要求1所述的线绕式滤元和粉末树脂性能的动态模拟检测试验台，其特征在于：所说的管式过滤器(2)上还连接的压缩空气管路，并在此管路上安装有第八阀门(16)。

Images