CN102107130B - 一种浆态床反应器内置过滤组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种浆态床反应器内置过滤组件。本装置包括滤芯组(2)、脱气罩(3)，滤芯组(2)置于脱气罩(3)内，脱气罩(3)由直筒段(9)和底部收缩段(10)组成，脱气罩(3)内可以放置多个滤芯组(2)，滤芯组(2)顶部低于脱气罩(3)的直筒段(9)顶部、滤芯组(2)底部高于脱气罩(3)的直筒段(9)底部安装，脱气罩(3)的底部收缩段能够避免气泡直接流过滤芯，仅少量气泡随脱气后的液体从脱气罩(3)上沿进入脱气罩(3)，滤芯组(2)周围的气体含量远低于脱气罩外部。
Description
技术领域
本发明属于化学工程领域，具体涉及一种浆态床反应器内置过滤组件。
背景技术
浆态床反应器内同时存在气液固三相，是费托合成过程的核心技术。将合成液体从反应器内分离出来是浆态床反应器的技术难点。
现有的用于费托合成的浆态床反应器把液体合成油与固体催化剂的分离技术作为研究重点之一。US4605678公布了一种采用具有高梯度磁场的磁化过滤原件分离催化剂与合成油的方法；US5811469公布了一种采用下导管过滤器分离催化剂与合成油的方法；US6217830公布了一种使用烃类溶剂超临界促萃取分离催化剂与合成油的方法；中国专利ZL03118581.9公布了一种采用固液逆流分离原理和多个并联分离单元组成的分离装置。CN101391196A公布的一种将费托合成产物重馏分从浆态床反应抽出的方法是采用两级过滤分离。
现有的用于浆态床反应器合成液体分离出来的方法主要分为两类，第一类为沉降分离，这类方法占用空间大、分离效率低，对大型化工业装置而言投资高、效率低；第二类方法是过滤分离，这类方法未能充分考虑反应器内含有大量气体的特点，滤芯易发生气体富集部位干管、堵塞故障，难以长周期运行。
发明内容
本发明的目的在于提供能降低滤液气体含量、避免滤芯干管堵塞的一种浆态床反应器内置过滤组件。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，如附图1所示。
一种浆态床反应器内置过滤组件，其中包括滤芯组(2)、脱气罩(3)，其特征在于所述的浆态床反应器内置过滤组件的滤芯组(2)置于脱气罩(3)内，脱气罩(3)由直筒段(9)和底部收缩段(10)组成，通常底部收缩段(10)出口的流通面积为直筒段(9)流通面积的12～30％，所述的脱气罩(3)内可以放置多个滤芯组(2)。脱气罩(3)是本发明的关键技术。所述的滤芯组(2)顶部低于脱气罩(3)的直筒段(9)顶部安装，高度差为400mm至2000mm，600mm至1200是优选高度差。所述的滤芯组(2)底部高于脱气罩(3)的直筒段(9)底部安装，高度差为100mm至1000mm，200mm至600是优选高度差。
脱气罩(3)能够有效降低滤芯组(2)周围的气体含量。当气体从气体入口(4)通过气体分布器(8)形成气泡进入反应器(1)后，向上流动通过反应器内的液体和催化剂床层，最终从气体出口(5)流出反应器(1)。通常床层内的气体含量达到20～40％。由于脱气罩(3)的底部收缩段能够避免气泡直接流过滤芯，当气泡流至脱气罩(3)上沿时，因为气体密度轻、液体和催化剂密度重，大量气泡继续向上流动，仅少量气泡随脱气后的液体向下进入脱气罩(3)，所以滤芯组(2)周围的气体含量远低于脱气罩外部。研究表明，脱气罩(3)内部的气含率仅为外部的40～60。滤芯组(2)周围气含率的大幅降低能够有效减少气体对滤芯组(2)过滤面积的占用，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。
另外，由于脱气罩(3)内外的密度差，形成了脱气罩(3)内液体向下的循环流动，该流动方向与滤芯组(2)表面滤饼脱落方向相同，对滤芯组(2)表面具有冲刷作用，能够减慢催化剂在滤芯组表面的沉降速度，有利于延长滤芯组(2)的正常工作时间。
所述的滤芯组(2)可靠近反应器(1)内壁安装，脱气罩(3)的直筒段(9)和收缩段(10)可部分依托反应器(1)内壁，见附图2和附图5。脱气罩横截面近似半圆形，部分依托反应器内壁。
所述的一种浆态床反应器内置过滤组件，其特征在于所述的脱气罩(3)的直筒段(9)上部可以设置扩张口(12)，扩张角为100°至146°，典型的角度是120°，见附图4。
所述的滤芯组(2)可由一根或多根滤棒组合在一起组成，多根滤棒可以通过支管或管板连接在一起。所述的滤芯组(2)的滤棒可为金属丝网、多孔陶瓷、楔形丝网或烧结金属陶瓷之一的滤材。
所述的多组滤芯组(2)可环绕反应器(1)内壁安装，每个脱气罩(3)内可以放置一个或多个滤芯，最多时可用一个环形脱气罩(3)罩住所有的滤芯组(2)。见附图6
在具体实施中，滤芯组(2)和脱气罩(3)的数目可根据反应器直径和反应产物量进行控制，一个脱气罩(3)内可放置多个滤芯组(2)。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.脱气罩内部的气含率仅为外部的40～60％，滤芯组周围气含率的大幅降低能够有效减少气体对滤芯组过滤面积的占用，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；2.脱气罩内外形成了液体的循环流动，对滤芯组表面具有冲刷作用，能够减慢催化剂在滤芯组表面的沉降速度，有利于延长滤芯组的正常工作时间。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明的浆态床反应器内置过滤组件结构图
图2是本发明的浆态床反应器内置过滤组件靠近反应器内壁安装结构图
图3是本发明的脱气罩结构图
图4是本发明的脱气罩增设扩张口的结构图
图5是本发明的一种过滤组件分部图
图6是本发明的一种过滤组件采用环形脱气罩分部图
具体实施方式
实施例一
如图1所示，本发明的过滤组件安装在浆态床反应器内，淹没在浆态床料位(3)下方。当气体从气体入口(4)通过气体分布器(8)形成气泡进入反应器(1)后，向上流动通过反应器内的液体和催化剂床层，最终从气体出口(5)流出反应器(1)。脱气罩(3)的底部收缩段能够避免气泡直接流过滤芯，当气泡流至脱气罩(3)上沿时，因为气体密度轻、液体和催化剂密度重，大量气泡继续向上流动，仅少量气泡随脱气后的液体向下进入脱气罩(3)，所以滤芯组(2)周围的气体含量远低于脱气罩外部。由于脱气罩内外的密度差，脱气罩内外形成了液体的循环流动，对滤芯组表面具有冲刷作用。
滤芯组长度为2.0米，脱气罩上沿高出滤芯组上沿为800mm，脱气罩下沿低于滤芯组底部600mm，滤芯组由26根滤棒通过支管连接在一起形成，脱气罩内径比滤芯组轮廓外径大110mm，底部收缩段出口直径为250mm。滤芯组设置反吹系统，当滤芯组的过滤压差或过滤工作时间达到设置值时启动发吹系统，反吹气体或液体自反吹入口(13)进入滤芯组进行反吹。
实施例二
如图2和5所示，本发明的过滤组件靠近浆态床反应器内壁安装，淹没在浆态床料位(3)下方。
滤芯组长度为1.8米，脱气罩上沿高出滤芯组上沿为600mm，脱气罩下沿低于滤芯组底部300mm，滤芯组由24根滤棒通过支管连接在一起形成，脱气罩内径比滤芯组轮廓外径大100mm。每个脱气罩内有一个滤芯组，脱气罩横截面近似半圆形，部分依托反应器内壁。
实施例三
如图2和6所示，本发明的过滤组件靠近浆态床反应器内壁安装，淹没在浆态床料位(3)下方。
滤芯组长度为2.4米，脱气罩上沿高出滤芯组上沿为1000mm，脱气罩下沿低于滤芯组底部360mm，滤芯组由20根滤棒通过支管连接在一起形成，脱气罩为环形，将全部滤芯组罩在其中。
Claims (13)
1.一种浆态床反应器内置过滤组件，其中包括滤芯组(2)、脱气罩(3)，其特征在于：所述的浆态床反应器内置过滤组件的滤芯组(2)置于脱气罩(3)内，脱气罩(3)由直筒段(9)和底部收缩段(10)组成。
2.根据权利要求1所述的一种浆态床反应器内置过滤组件，其特征在于所述的滤芯组(2)顶部低于脱气罩(3)的直筒段(9)顶部安装，高度差为400mm至2000mm。
3.根据权利要求2所述的一种浆态床反应器内置过滤组件，其特征在于所述高度差为600mm至1200mm。
4.根据权利要求1所述的一种浆态床反应器内置过滤组件，其特征在于所述的滤芯组(2)底部高于脱气罩(3)的直筒段(9)底部安装，高度差为100mm至1000mm。
5.根据权利要求4所述的一种浆态床反应器内置过滤组件，其特征在于所述的高度差为200mm至600mm。
6.根据权利要求1所述的一种浆态床反应器内置过滤组件，其特征在于所述的滤芯组(2)靠近反应器(1)内壁安装，脱气罩(3)的直筒段(9)和收缩段(10)部分依托反应器(1)内壁。
7.根据权利要求1所述的一种浆态床反应器内置过滤组件，其特征在于所述的脱气罩(3)的直筒段(9)上部设置扩张口(12)，扩张角为100°至146°。
8.根据权利要求7所述的一种浆态床反应器内置过滤组件，其特征在于所述的扩张角为120°。
9.根据权利要求1所述的一种浆态床反应器内置过滤组件，其特征在于所述的滤芯组(2)由一根或多根滤棒组合在一起组成，多根滤棒通过支管或管板连接在一起。
10.根据权利要求1或9所述的任意一种浆态床反应器内置过滤组件，其特征在于所述的滤芯组(2)的滤棒为金属丝网、多孔陶瓷、楔形丝网或烧结金属陶瓷之一的滤材。
11.根据权利要求1所述的一种浆态床反应器内置过滤组件，其特征在于所述的脱气罩(3)内放置多个滤芯组(2)。
12.根据权利要求11所述的一种浆态床反应器内置过滤组件，其特征在于多个滤芯组(2)环绕反应器(1)内壁安装，每个脱气罩(3)内放置一个或多个滤芯，最多时用一个环形脱气罩(3)罩住所有的滤芯组(2)。
13.一种浆态床反应器内置过滤组件，其中包括滤芯组(2)、脱气罩(3)，其特征在于：
所述的浆态床反应器内置过滤组件的滤芯组(2)置于脱气罩(3)内，脱气罩(3)由直筒段(9)和底部收缩段(10)组成；所述的滤芯组(2)项部低于脱气罩(3)的直筒段(9)顶部安装，高度差为600mm至1200mm；所述的滤芯组(2)底部高于脱气罩(3)的直筒段(9)底部安装，高度差为200mm至600mm；
所述的滤芯组(2)靠近反应器(1)内壁安装，脱气罩(3)的直筒段(9)和底部收缩段(10)部分依托反应器内壁；多个滤芯组(2)环绕反应器(1)内壁安装，每个脱气罩(3)内放置一个或多个滤芯组(2)，最多时用一个环形脱气罩(3)罩住所有的滤芯组(2)。
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