CN104174226B - 一种碟式过滤器清洗生产线及清洗工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碟式过滤器清洗生产线及清洗工艺，属于设备清洗领域。碟式过滤器清洗生产线，包括过滤器拆卸机，TEG清洗线，化学清洗线，冲洗组装线；所述的过滤器拆装机用于分解碟式过滤器；分解后的碟式过滤器送入TEG清洗线、进行TEG清洗；TEG清洗完成后进行送入化学清洗线进行化学清洗；化学清洗完成后送入冲洗组装线冲洗组装。本发明提供的碟式过滤器清洗生产线及清洗工艺，TEG清洗、化学清洗均采用循环法、带压清洗，TEG介质及化学介质在压力作用下分别进入到碟式过滤器碟片内部，提高了清洗效果。增加风冷装置，缩短冷却时间；增加氮气置换程序，提高系统操作的安全性。

Description

一种碟式过滤器清洗生产线及清洗工艺

技术领域

本发明涉及一种碟式过滤器清洗生产线及清洗工艺，属于设备清洗领域。

背景技术

现有的碟式过滤器采用的是三甘醇（TEG）煮洗法，即将碟式过滤器放入一个底部带有电加热器的清洗炉中，关上炉盖，在275℃的温度下清洗10小时左右，然后在炉内自然冷却至90℃以下（冷却时间12小时左右），取出过滤器，再经过水洗、碱洗水洗、酸洗水洗、高压水枪冲洗、超声波清洗、碟片烘干、过滤器组装。整套清洗流程均为常压状态的不循环清洗，随着清洗次数的增加，存在三甘醇介质浓度越来越稀，越来越脏的缺陷，同时因清洗炉加热器在设备底部，设备有效清洗高度在2.5m以上，设备内介质上下温差较大（多达±5℃），严重影响了碟式过滤器的清洗效果。生产单位为保证清洗效果，不断的更换TEG介质，无形中增加了清洗成本。水洗、碱洗水洗、酸洗水洗设备同样存在上述缺点。加之电气控制方式相对简单，整套清洗系统存有自动化程度低、能耗高、劳动强度大、清洗效果不十分良好的缺点。

发明内容

本发明针对上述不足提供了一种碟式过滤器清洗生产线及清洗工艺。

本发明采用如下技术方案：

本发明一种碟式过滤器清洗生产线，包括过滤器拆卸机，TEG清洗线，化学清洗线，冲洗组装线；所述的过滤器拆装机用于分解碟式过滤器；分解后的碟式过滤器送入TEG清洗线、进行TEG清洗；TEG清洗完成后进行送入化学清洗线进行化学清洗；化学清洗完成后送入冲洗组装线冲洗组装。

本发明所述的碟式过滤器清洗生产线，所述的TEG清洗线包括：TEG清洗槽，TEG加热装置，TEG循环泵，TEG冷却装置，TEG接受槽，TEG闪蒸罐，TEG冷凝器，废TEG贮槽；所述的TEG清洗槽与TEG加热装置、TEG接受槽构成TEG循环清洗回路；所述的TEG冷却装置与TEG循环泵、TEG清洗槽构成TEG冷却循环回路；高压汽化的TEG由TEG冷凝器冷却后送到TEG接受槽收集；运作过程中产生的TEG气体由TEG闪蒸罐收集通过TEG冷凝器冷却后输送到TEG接受槽收集，废气输送到废TEG贮槽收集。

本发明所述的碟式过滤器清洗生产线，所述的TEG降温冷却时采用填充氮气进行保护。

本发明所述的碟式过滤器清洗生产线，所述的化学清洗线包括：软化水管，化学清洗槽，蒸汽加热器，循环泵，20%NaOH混合槽，20%HNO3混合槽，HNO3输送泵，63%HNO3储槽，酸碱废液槽，酸碱中和装置；所述的软化水管、与化学清洗槽、蒸汽加热器、循环泵组成温水清洗回路；所述的20%NaOH混合槽与循环泵、蒸汽加热器、化学清洗槽组成碱洗回路；所述的63%HNO3储槽、软化水管、20%NaOH混合槽、循环泵、蒸汽加热器、化学清洗槽组成酸洗回路；所述的过滤器碱洗、酸洗、水洗后产生酸碱废液，酸碱废液通过酸碱废液槽排放到酸碱中和装置中和。

本发明所述的碟式过滤器清洗生产线，所述的冲洗组装线包括高压水洗装置，超声波清洗装置，碟片烘干机，过滤器拆装机；所述的高压水洗装置与超声波清洗装置相连，超声波清洗装置与碟片烘干机相连，过滤器拆装机用于装配过滤器。

本发明所述的碟式过滤器清洗生产线，：还包括中央控制装置，中央控制装置用于控制滤器拆卸机、TEG清洗线、化学清洗线及冲洗组装线。

本发明所述的碟式过滤器清洗生产线的清洗工艺，清洗步骤如下：

1）、将过滤器分解：将碟式过滤器外筒体与过滤器主体分离；

2）、将分解后的过滤器吊入TEG清洗槽内清洗；

3）、上述步骤清洗结束后将过滤器从清洗槽内吊出，进入到化学清洗槽内清洗；

4）、取出经TEG清洗、化学清洗后的过滤器中的碟片；

5）、将上述步骤总取出的碟片进行高压水洗；

6）、将高压水洗后的碟片进行超声波清洗，洗后烘干；

7）、烘干后组装入过滤后即完成清洗。

本发明所述的碟式过滤器清洗生产线的清洗工艺，步骤3）中的化学清洗步骤分为温水清洗步骤，碱洗步骤，酸洗步骤。

本发明所述的碟式过滤器清洗生产线的清洗工艺，步骤中清洗循环回路为密闭回路。

有益效果

本发明提供的碟式过滤器清洗生产线及清洗工艺，TEG清洗采用循环法、带压清洗，TEG介质在压力作用下进入到碟式过滤器碟片内部，提高了清洗效果。增加风冷装置，缩短冷却时间；增加氮气置换程序，提高系统操作的安全性。碟片清洗率可达100%。节约清洗时间一半以上，提高了设备综合利用能力。节约能耗20%以上。节约清洗成本30%以上。劳动强度小，自动化程度高，设备安全性能好、无环境污染。

附图说明

图1是本发明的清洗流程示意图；

图2是本发明的清洗线结构示意图；

图3是本发明的冲洗组装线结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详细说明：

如图所示：本发明提供的碟式过滤器清洗生产线具体设备组成如下：

过滤器拆装机：380V，4Kw，拆卸力：12T。

TEG清洗对应设备：TEG清洗槽:工作温度275℃，设计温度300℃。工作压力0.588MPa，设计压力0.69MPa。

TEG加热槽：工作温度275℃，设计温度300℃。工作压力0.6MPa，设计压力1.0MPa。

TEG接受槽：工作温度90℃，设计温度160℃。工作压力、设计压力为常压。

TEG冷却装置：换热管工作温度275℃，设计温度300℃。工作压力0.4MPa，设计压力0.6MPa。换热面积76m²。

TEG循环泵：工作温度300℃。

TEG闪蒸罐：工作温度275℃，设计温度300℃。工作压力、设计压力为常压。

TEG冷凝器：工作温度管程275℃，夹套50℃，设计温度管程300℃，夹套90℃。工作压力管程0.6MPa，夹套0.5MPa，设计压力管程1.0MPa，夹套0.9MPa.

废TEG贮槽：工作温度50-90℃，设计温度160℃。工作压力、设计压力为常压。

化学清洗槽:工作温度60-90℃，设计温度120℃。工作压力0.15MPa，设计压力0.294MPa。

蒸汽加热器：工作温度：壳程143℃，管程30-90℃，设计温度：壳程160℃，管程95℃。工作压力：壳程0.3MPa，管程0.45MPa，设计压力：壳程0.45MPa，管程0.60MPa，换热面积：19.5m²。

20%NaOH混合槽：工作温度30℃，设计温度40℃。工作压力、设计压力为常压。

63%HNO3储槽：工作温度35℃，设计温度60℃。工作压力、设计压力为常压。

20%HNO3混合槽：工作温度50℃，设计温度60℃。工作压力、设计压力为常压。

酸碱废液槽：工作温度30-90℃，设计温度95℃。工作压力、设计压力为常压。

酸碱废液中和装置：工作温度40℃，设计温度60℃。工作压力、设计压力为常压。

高压水洗：高压水清洗装置。

超声波清洗：超声波清洗机。

碟片烘干：碟片烘干机。

过滤器组装：过滤器拆装机。

中央控制系统

生产线采用西门子PLC作为现场及控制设备用于数据采集和控制，而在系统的上一级又采用了西门子12寸人机界面来实现监控和管理操作功能。用它来完成工艺状态显示及参数的控制。

整个生产线工艺流程可在人机界面屏幕上显示、操作、实时监控，显示屏菜单上分别由TEG清洗装置、化学清洗装置、酸碱中和装置三个独立工作的单元组成。

存在前后动作逻辑关系的单元，无论是手动或自动时，相互间有联锁保护，即上一动作或程序故障时，下一动作或程序不继续。

电机启停、加热启停及每个阀门的状态、设备内液位的高低在人机上均一目了然。

TEG清洗装置电加热器控制回路采用希曼顿PAC01/PAC30数字式智能调压器控制。采用西门子CPU226PLC作为本系统的核心部件，通过温度模块和模拟量模块来采集温度信号和管道的压力信号，分别在人机界面上显示，并根据要求的工艺温度和实际温度的比较，通过输出模块来驱动调功器，使之输出相对应的功率。

采用电磁流量计实现对20%HNO3的定量、自动配液。采用涡街流量计实现对水的定量供给。故障联锁，液位与电加热器的联锁。

液位与循环泵、输送泵的联锁。各控制阀门相互间的联锁。超温保护联锁。当出现故障时，显示屏上显示故障点，系统同时声光报警、保护。

人机界面在系统中不仅有数据采集和实时监控、管理功能，手动时能单独启停所控制的设备，以便调试和维护保养。自动时一键启动，设备就会按照工艺流程自动工作，直到程序结束，系统自动停止工作。

当人机界面出现故障时，转入手动控制功能，系统中每台循环泵、输送泵、控制阀门均可采用手动启、停。

TEG清洗装置、化学清洗装置均采用两点测温、两回路安全联锁保护控制，一路是电加热（或蒸汽加热）过热保护控制，另一路是控制介质温度，两路控制安全联锁、双重保护。

清洗效果检验标准

将清洗后的碟片浸泡在异丙醇内，用冒泡测试仪检测。当碟片过滤精度为10um时，初泡点：2646Pa以上，大量泡点：3195Pa～3920Pa，当过滤器精度为15um时，初泡点：1962Pa以上，大量泡点：2462Pa～3010Pa。或与未经使用的新碟片泡点试验值作比较，清洗后的碟片泡点检测数据是新碟片数据的90%左右为合格。

实施例一：

过滤器分解：将碟式过滤器外筒体与过滤器主体分离。

将分解后的过滤器吊入TEG清洗槽内清洗。

TEG清洗工艺参数：

TEG进液时间：约15分钟（至TEG清洗槽也为高报时停止）。

升温前N2置换：0.15MPa三次，每次1分钟）升温、保温清洗：7小时。清洗温度：275℃。清洗压力：0.23MPa。温度均匀性：±1℃。

TEG冷却方式：风冷。TEG冷却至90℃时间：4小时。

降温时N2保护：每隔20分钟充一次N2，每次充入时间为30秒，至达到排放温度时结束充N2。

清洗结束后将过滤器从清洗槽内吊出，进入到化学清洗槽内清洗。

将从TEG清洗槽内吊出的过滤器吊入到化学清洗槽内。

化学清洗工艺参数：

1）、温水清洗

清洗温度：60℃。清洗压力：0.15MPa（向槽内充入0.15MPa压缩空气）

清洗方式：循环清洗。温度均匀性：±1℃。循环清洗时间：15分钟/次。循环清洗结束后反冲洗压力：0.15MPa压空，时间5分钟。

重复清洗次数：3次，每次清洗一次更换一次水。

2）、碱洗

介质：20%NaOH。清洗温度：90℃。清洗压力：0.15MPa（向槽内充入0.15MPa压缩空气）。清洗方式：循环清洗。温度均匀性：±1℃。清洗时间：6小时。

再进行1）中温水清洗。

酸洗

介质：20%HNO3。清洗温度：常温（蒸汽加热器不工作）。清洗压力：0.15MPa（向槽内充入0.15MPa压缩空气）。清洗方式：循环清洗。温度均匀性：±1℃。清洗时间：3小时。清洗次数：1次。

再进行1）中温水清洗。

酸碱中和装置

工作温度：常温，设计温度90℃。工作压力、设计压力：常压。

2.6.3酸液计量泵流量：100L/h。碱液计量泵流量：100L/h。搅拌器转速：63rpm。每次中和时间：约1小时（由PH值在线监测仪完成中和程序）。中和后PH排放标准：6.5-8。中和后废液排放方式：自动。

经TEG清洗、化学清洗后的过滤器，需将单个碟片从过滤器上取下逐一进行以下处理：

1、高压水洗

清洗介质：软化水。清洗压力：6.0-8.0MPa。碟片清洗量：1片/次。清洗时间：2分钟/次。碟片旋转速度：6rpm。喷嘴数量：2个。喷嘴分布方式：碟片上下分布。喷嘴喷水角度：90度。

2、超声波清洗：

清洗介质：5%片碱溶液。超声频率：25KHz-28KHz（可调）。清洗温度：30-50℃（可调）。加热方式：电加热。碟片清洗量：2片/次。碟片清洗时间：约30分钟/次。

碟片烘干：

带热风循环。烘干温度：150℃，设计温度：200℃。工作压力、设计压力：常压。温度均匀性：±2℃。加热方式：电加热。碟片烘干量：40片/次。碟片烘干时间：1.5-2.0小时（可调）。

最后碟片组装。

TEG清洗采用循环法、带压清洗

（1）TEG加热系统与TEG清洗槽分为2台设备，通过TEG循环泵、管路、阀门串联，形成循环清洗、保证清洗时温度的均匀性（可达±1℃）。

（2）带压清洗循环回路为密闭回路，TEG溶液汽化时，会产生一定的压力，管路上设有安全阀、泄压阀、压力传感器，当系统压力大于设定压力0.29MPa时，泄压阀自动打开泄压，至压力为0.23MPa时泄压阀自动关闭，确保清洗时系统内压力不低于0.23MPa。当槽内压力大于0.5MPa时，安全阀打开泄压。TEG介质在压力作用下进入到碟式过滤器碟片内部，提高了清洗效果。

（3）TEG清洗槽底部设有特殊结构的法兰盘，过滤器整体直接放在法兰盘上，法兰盘设有TEG溶液出口。清洗时TEG溶液从每只碟片上经过，再从过滤器中部的碟片安装芯轴（带有多孔的空心管）经过法兰盘下的出口与泵形成循环清洗，使碟片TEG通过率达到100%。

（4）增加风冷装置，缩短冷却时间，提高了清洗效率。275℃的TEG介质经过风冷装置后，4小时内可将温度降低至90℃以下（排液温度）。

（5）增加TEG介质次淀程序。每次清洗后，TEG介质放入到TEG接受槽中次淀，下次循环清洗时，上次清洗后含有PET聚酯介质的污物均不再进入到TEG清洗槽内参与清洗，提高了清洗效果。

（6）增加氮气置换程序，提高系统操作的安全性。因为TEG介质具有易燃、易爆特性，因此在TEG升温前，向TEG清洗槽内注入0.15MPa的氮气，将空气置换出循环系统中。在TEG降温过程中，每隔20分钟向TEG清洗槽内充入一次氮气，每次充入时间为30秒，直至达到排液温度时结束冲氮。

（7）上述所有程序均由人机界面，可编程控制系统自动完成。

化学清洗采用循环法、带压清洗

（1）化学清洗采用蒸汽加热，加热器与化学清洗槽分为2台设备，通过循环泵、管路、阀门串联，形成循环清洗。

（2）与TEG清洗槽一样，化学清洗槽底部同样设有特殊结构的法兰盘，使清洗介质能均匀的通过每个碟片。

（3）带压清洗。循环回路为密闭回路，清洗过程中向化学清洗槽内充入0.15MPa的压缩空气，管路上设有安全阀、压力传感器，当槽内压力大于0.2MPa时，加压阀自动关闭，当槽内压力大于0.29MPa时安全阀打开泄压。槽内介质（水或20%NaOH、或20%HNO3）在压力作用下进入到过滤器碟片内部，提高了清洗效果）。

（4）水洗时增加反冲洗程序，提高水洗清洗效果，即循环水洗结束后，从清洗槽底部法兰盘出口处通入0.15MPa的压缩空气反冲洗一次，时间十分钟。

（5）63%HNO3稀释为20%HNO3时为自动稀释，由涡街流量计（定值供应水量）、电磁流量计（定值供应63%HNO3量），HNO3输送泵组成自动配比回路。

（6）20%HNO3溶液为半自动化配比，即将称量后的固态碱放入混合槽内，根据计算后水量设定供水管路上的涡街流量计进行自动供水。

（7）上述所有程序均由人机界面，可编程控制系统自动完成。

酸碱中和装置可将化学清洗过程中产生的废酸、废碱溶液自动中和，当PH值在6.5～8之间自动排放。酸、碱中和装置由HNO3储罐、NaOH储罐和中和罐组成。HNO3储罐、NaOH储罐上分别安装机械隔膜计量泵。当中和罐内介质PH值小于6.5时，计量泵将NaOH储罐内浓度为20%的NaOH溶液定值定量地送入中和罐后进行中和。当中和罐内介质PH值大于8时，计量泵将HNO3储罐内浓度为20%的HNO3溶液定值定量地送入中和罐内进行中和，确保中和后的PH值在6.5～8之间，达到排放标准。中和罐上装有搅拌器和多功能PH值在线监测仪。

单个碟片由高压水枪冲洗方法改进为高压水冲洗装置自动冲洗，前者为人工冲洗，冲洗压力为0.8-1.0MPa，冲洗效果无法保证，后者为碟片在一密封装置中一边旋转一边上下二面同时水冲洗，冲洗压力可达8.0MPa，每次时间2分钟，提高了碟片清洗效果。

Claims (3)

1.一种碟式过滤器清洗生产线，其特征在于：包括过滤器拆卸机，TEG清洗线，化学清洗线，冲洗组装线；所述的过滤器拆卸机用于分解碟式过滤器；分解后的碟式过滤器送入TEG清洗线、进行TEG清洗；TEG清洗完成后进行送入化学清洗线进行化学清洗；化学清洗完成后送入冲洗组装线冲洗组装；所述的TEG清洗线包括：TEG清洗槽（111），TEG加热装置（112），TEG循环泵（113），TEG冷却装置（114），TEG接受槽（115），TEG闪蒸罐（117），TEG冷凝器（118），废TEG贮槽（119）；所述的TEG清洗槽（111）与TEG加热装置（112）、TEG接受槽（115）构成TEG循环清洗回路；所述的TEG冷却装置（114）与TEG循环泵（113）、TEG清洗槽（111）构成TEG冷却循环回路；

高压汽化的TEG由TEG冷凝器（118）冷却后送到TEG接受槽（115）收集；运作过程中产生的TEG气体由TEG闪蒸罐（117）收集通过TEG冷凝器（118）冷却后输送到TEG接受槽（115）收集，废气输送到废TEG贮槽（119）收集；所述的TEG降温冷却时采用填充氮气进行保护；所述的化学清洗线包括：软化水管，化学清洗槽（201），蒸汽加热器（202），循环泵，20%NaOH混合槽(203)，20%HNO₃混合槽（204），HNO₃输送泵，63%HNO₃储槽（205），酸碱废液槽（206），酸碱中和装置（210）；所述的软化水管、与化学清洗槽（201）、蒸汽加热器（202）、循环泵组成温水清洗回路；所述的20%NaOH混合槽（203）与循环泵、蒸汽加热器（202）、化学清洗槽（201）组成碱洗回路；所述的63%HNO₃储槽（205）、软化水管、20%NaOH混合槽（203）、循环泵、蒸汽加热器（202）、化学清洗槽（201）组成酸洗回路；所述的过滤器碱洗、酸洗、水洗后产生酸碱废液，酸碱废液通过酸碱废液槽（206）排放到酸碱中和装置（210）中和。

2.根据权利要求1所述的碟式过滤器清洗生产线，其特征在于：所述的冲洗组装线包括高压水洗装置（301），超声波清洗装置（302），碟片烘干机（303），过滤器拆装机（101）；所述的高压水洗装置（301）与超声波清洗装置（302）相连，超声波清洗装置（302）与碟片烘干机（303）相连，过滤器拆装机（101）用于装配过滤器。

3.根据权利要求1或2所述的碟式过滤器清洗生产线，其特征在于：还包括中央控制装置，中央控制装置用于控制过滤器拆卸机、TEG清洗线、化学清洗线及冲洗组装线。