CN104771949B - 一种用于浆态床反应器的过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于浆态床反应器的过滤系统，包括：至少一组过滤装置，其包括一组过滤组件，其竖直设置在浆态床反应器内；一汇管，其设置在浆态床反应器外部，所述汇管为上端设有气液分离装置下端设置有开口的设备，所述汇管与一组过滤组件的上端和下端通过所述浆态床反应器的侧壁连通设置；其中，浆态床反应器内的生成液经过所述一组过滤组件过滤后得到的滤清液从所述一组过滤组件的上端和下端流入所述汇管中，并从所述汇管下端以恒定的流量流出。本发明提供的用于浆态床反应器的过滤系统为气固液三相混合物的不间断过滤提供可靠保障，增加了滤芯使用寿命，能够保证过滤系统的恒流量过滤。

Description

一种用于浆态床反应器的过滤系统

技术领域

本发明涉及用于浆态床反应器的过滤系统。更具体地说，本发明涉及一种用于浆态床反应器的恒流量的过滤系统

背景技术

浆态床反应器通常是在反应器中有固体催化剂粉末，反应生成的液体产品和进料的气体，在反应器内部是气液固三相共存状态。对于连续反应的浆态床反应器，合成的产品需要从反应器内抽出，但是催化剂需要留在过滤器内部。通常的处理方式有2种：一种是采用间歇反应方式，每批次反应完成后，将所有物料从反应器抽出进入过滤器，然后用原料液对过滤器进行反冲洗，将催化剂反冲洗回反应器，然后再进行下一批次的反应。这样反应器需要间歇地停车，影响反应效率；另一种方式是将滤芯安装在反应器内部，滤芯的下部和上部经过汇集管，分组安装在反应器内部。为了避免比滤芯更细小的催化剂颗粒穿过滤芯，进而沉降在滤芯内部，滤清液的出口是由滤芯底部引出过滤组件。在过滤过程中，每组过滤器给定一个恒定的设定压差，反应器内的物料在这个压差的作用下穿过滤芯，固体催化剂颗粒被截留在滤芯的外表面上，形成滤饼。在过滤开始时，流出过滤单元的滤清液流量很大，随着过滤时间的延长，滤芯表面被截留的固体催化剂含量也随之增厚，滤芯上产生的压降会增大，滤清液流量相应减少，当流量不能满足要求时，关闭该单元的滤清液出口开关阀，然后对该过滤单元进行反冲洗。反冲洗的过程是打开过滤器上部的反冲洗进料阀，更高压力的液体由滤芯顶部进入滤芯，产生由内向外的反向流动，将固体颗粒推离滤芯，完成反冲洗过程。这样的过滤系统存在的问题是：一、在每个过滤周期开始的时候，恒定的过滤压差会使固体颗粒被这个压差压到过滤元件上，在将来反冲洗时不容易脱落。另外，由于反应器内本身是有搅动，而固体颗粒流向滤芯的过滤流速很慢，滤芯外部反应器内与滤芯轴向平行方向上流动的液体本身具有将滤芯外部的固体颗粒带走的趋势，但是由于过滤过程的压差，使固体颗粒被牢固地束缚在滤芯外表面，不利于减缓滤饼形成。二、在反应原料有气体的情况下，滤芯外部是有气泡的，这些气泡也会进入到滤芯内部；同时，由于为了防止进入滤芯的固体颗粒在滤芯内部产生沉积，滤清液的出口被布置在滤芯的下方。随着过滤时间的延长，滤芯内部液体优先流出滤芯，而气体会在滤芯内部累积起来，造成反冲洗前滤芯内部完全是气体，在反冲洗再生时，反向流动的首先是气体，而气体对固体的反向推动力会远远小于液体，从而产生滤饼的局部脱落，随后进入滤芯的反冲洗液体就不能维持均匀的反向流动，因而影响反冲洗再生效果。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种恒流量的过滤系统。

本发明的一个目的是提供的浆态床反应器过滤系统能够有效地减缓滤饼形成时间，延长过滤系统的在线工作时间。

本发明还有一个目的提供的浆态床反应器过滤系统能够保证反冲洗过程，增加了过滤系统的在线工作时间。

为了实现根据本发明的这些目的和其他特点，本发明提供了一种用于浆态床反应器的过滤系统，包括：

至少一组过滤装置，其包括：一组过滤组件，其竖直设置在浆态床反应器内；一汇管，其设置在浆态床反应器外部，所述汇管为上端设有气液分离装置下端设置有开口的设备，所述汇管与一组过滤组件的上端和下端通过所述浆态床反应器的侧壁连通设置；

其中，浆态床反应器内的生成液经过所述一组过滤组件过滤后得到的滤清液从所述一组过滤组件的上端和下端流入所述汇管中，并从所述汇管下端以恒定的流量流出。

优选的是，其中，还包括：

三通，其设置在所述汇管的下端，使得所述汇管分支为滤清液流出管和反冲洗进液管；

至少一个流量控制装置，其包括依次设置在所述滤清液流出管上的流量计和流量调节阀。

优选的是，其中，还包括：

气液分离装置，其设置在所述汇管的顶部。

优选的是，其中，所述一组过滤组件包括多根滤芯。

优选的是，其中，还包括：

压力变送器，其分别设置在所述汇管和所述浆态床反应器的上端，所述过滤组件内部和外部的压差值是通过设置在所述汇管上端的压力变送器和设置在所述浆态床反应器上端的压力变送器的压力差确定的。

优选的是，其中，所述气液分离装置为浮球阀。

优选的是，其中，所述滤芯的过滤流速为＜2cm/min。

优选的是，其中，还包括：

第一开关阀，其设置在所述滤清液流出管上的所述三通和所述流量计之间；

第二开关阀，其设置在所述反冲洗进液管上。

优选的是，其中，还包括：

两个手动控制阀，其分别设置在所述流量调节阀两侧的所述滤清液流出管上；

温度变送器，其设置在所述汇管上，所述温度变送器用于测定所述汇管内滤清液温度；

液位变送器，其分别设置在所述汇管上端和下端，所述液位变送器用于测定所述汇管内的液位高度。

优选的是，其中，还包括：

控制系统，其通过信号线与所述压力变送器、温度变送器、液位变送器、第一开关阀、第二开关阀及流量调节阀相连接。

本发明的有益效果为：

1、本发明提供的用于浆态床反应器的过滤系统，该过滤系统可实现恒流量过滤。

2、本发明提供的用于浆态床反应器过滤系统的过滤组件的上下端与汇管导通，可有效的防止滤清液内固含量的堆积，从而使过滤组件的反冲洗更完全，增加滤芯的使用寿命及使用效果。

3、本发明提供的用于浆态床反应器过滤系统的汇管上端设置气液分离装置，可将气体由汇管上部导出，使汇管内全部充满液体，反冲洗过程不会因为过滤组件内部存在气体而影响过滤组件的反冲洗效果。

4、本发明提供的用于浆态床反应器的过滤系统设置第一开关阀、流量计、流量调节阀，这些结构能有效的稳定出口流量，使滤清液恒流量流出。

5、本发明提供的用于浆态床反应器的过滤系统设置第二开关阀，其可控制反冲洗开始及结束时间，使过滤组件外部的滤清液完全剥离过滤组件表面，达到反冲洗效果。

6、本发明的单个过滤组件与单个汇管对应连接，单个过滤组件进行反冲洗的时候，其余过滤组件不会与之发生冲突，即反冲洗的过滤组件不影响其余过滤组件的正常工作。

7、本发明汇管上设置的压力变送器可测定过滤组件内外的压差值，随着过滤过程的进行，过滤组件上的滤饼逐渐增厚，当过滤组件的压差值达到预设值时，执行反冲洗过程，继而进行下一个反应周期，实现了连续反应以及恒流量过滤。

8、本发明提供的过滤系统不仅增加了工作效率，同时在系统控制上简便易行，以恒定的流量过滤，既满足用户需求又增加了过滤系统的使用寿命。

总之，本发明所述的用于浆态床反应器的过滤系统，反应器内的多个过滤组件及与之连接的多个汇管，使浆态床反应器的气液固不间断的分离，通过汇管上的气液分离器排空过滤组件内部的气体，通过滤清液上的开关阀、调节阀、流量计使滤清液恒流量流出，通过反冲洗开关阀，同时在系统控制上简便易行，以恒定的流量过滤，既满足用户需求又增加了系统的使用寿命。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的用于浆态床反应器的过滤系统的示意图；

图2为本发明的用于浆态床反应器的过滤系统的过滤组件的结构示意图；

图3为本发明的用于浆态床反应器的过滤系统的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

图1和图2示出了根据本发明的用于浆态床反应器的过滤系统，包括：

至少一组过滤装置，其包括：

一组过滤组件2，其竖直设置在浆态床反应器1内；

一汇管3，其设置在浆态床反应器1外部，所述汇管3为上端设有气液分离装置下端设置有开口的管道，所述汇管3与一组过滤组件2的上端和下端通过所述浆态床反应器1的侧壁连通设置，所述过滤组件2的上下端与汇管导通，滤清液可以由过滤组件上下端流出，反冲洗液由过滤组件上下端流入，防止造成滤芯内部固体堆积，保持滤芯的的最大工作效率，有效防止滤清液内固含量的堆积，从而使过滤组件的反冲洗更完全，反冲洗效果更好，增加滤芯的使用寿命及使用效果；

其中，浆态床反应器1内的生成液经过所述一组过滤组件2过滤后得到的滤清液从所述一组过滤组件2的上端和下端流入所述汇管3中，并从所述汇管3下端以恒定的流量流出。

其中，根据用户的需求确定过滤组件的组数，及总过滤面积，N组过滤组件对应N组汇管。

每组过滤装置进行反冲洗的时候，与其余任意一组过滤装置不发生冲突，不影响其余N-1组过滤装置的正常工作。

上述方案的恒流量流出的一种实现方式为：所述用于浆态床反应器的过滤系统还包括：三通4，其设置在所述汇管3的出口位置，使得所述汇管3分支为滤清液流出管410和反冲洗进液管420；

至少一个流量控制装置5，其包括依次设置在所述滤清液流出管上的流量计510和流量调节阀520，流量调节阀520与流量计510连锁，通过流量调节，从而使滤清液的流量恒定流出，实现过滤系统恒流量过滤。

气液分离装置6，其设置在所述汇管3的顶端，例如，所述气液分离装置为浮球阀，气液分离装置控制汇管内部气体的含量，排净气体，从而使汇管内部充满液体，这样就不会因为气体的存在使过滤组件上的滤饼反冲洗不完全(局部未脱落)，而影响过滤组件的反冲效果。

为了保证过滤面积和过滤效果，所述一组过滤组件2包括多根滤芯210，滤芯210为金属粉末烧结覆膜滤芯；可以适应其他形式的滤芯，如不覆膜的金属粉末烧结滤芯等。

为了实现恒流量流出，还包括：压力变送器7，其分别设置在所述汇管3和所述反应器1的上端，所述过滤组件内部和外部的压差值是通过设置在所述汇管上端的压力变送器和设置在所述反应器上端的压力变送器的压力差确定的。随着过滤过程的进行，过滤组件2上的滤饼逐渐增厚，过滤组件的压差值达到设定值，此时过滤组件需要进行反洗，重新上线工作。压力变送器7能提供过滤组件2所承受的压降，间接地显示滤饼厚度。

第一开关阀8，其设置在所述滤清液流出管310上的所述三通4和所述流量计510之间，所述第一开关阀8与流量调节阀520以及流量计510控制过滤系统的过滤流量，防止过流量过滤及出口液体的流量波动。

第二开关阀9，其设置在所述反冲洗进液管320上，其控制反冲洗液对过滤组件的反洗，通过第二开关阀9，控制反冲洗时间，使过滤组件2外部的滤清液完全剥离过滤组件表面，达到反冲洗效果。

两个手动控制阀10，其分别设置在所述流量调节阀两侧的所述滤清液流出管上；

温度变送器，其设置在所述汇管3上，所述温度变送器用于测定汇管内滤清液温度；

液位变送器，其分别设置在所述汇管3的上端和下端，所述液位变送器用于测定所述汇管内的液位高度。

如图1、图2和图3所示，控制系统，其通过信号线与所述压力变送器、温度变送器、液位变送器、第一开关阀、第二开关阀及流量调节阀相连接，控制系统对模拟量及数字量进行显示及控制，所述控制系统内预先存储有压差值，当所述压力变送器7的测定数值达到所述压差值时，所述控制系统控制所述第二开关阀执行离线反冲洗过程，防止过滤组件过压差，损害滤芯。

过滤组件隔离后，打开反冲洗开关阀，反冲洗液的压力高于反应器内部压力，使液体逆向快速通过过滤组件，过滤组件上的滤饼就会被反冲洗液带走，从而使滤芯再生，反冲洗完成后，关闭反冲洗液开关阀，打开滤清液出口阀门，过滤组件重新上线工作。

本发明所述的一种针对浆态床反应器的过滤系统中，过滤组件由N组，根据用户的需求确定过滤组件的组数，及总过滤面积，N组过滤组件对应N组汇管，汇管的主要作用是使反应中的气体分离，存储液体，稳定出口流量，提供反冲洗所需液体。汇管上的气液分离装置，能有效的排净汇管内部的气体，使汇管内部充满液体；汇管上安装的压力变送器能提供过滤组件所承受的压降，间接地显示滤饼厚度，控制过滤组件的反冲洗周期；汇管的上的滤清液出口安装有开关阀、流量调节阀及流量计，控制系统的过滤流量，防止过流量过滤及出口液体的流量波动，滤清液出口控制阀能隔离该组过滤组件在线工作，为反冲洗提供条件，反冲洗进口控制阀控制反冲洗液对过滤组件的反洗。过滤组件的轮流下线，反冲洗，保证了系统不间断的过滤，保证了滤清液出口的恒定流量，增加了滤芯的使用寿命，节约了成本，增加了工作效率。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种用于浆态床反应器的过滤系统，其中，包括：

至少一组过滤装置，其包括：一组过滤组件，其竖直设置在浆态床反应器内；一汇管，其设置在浆态床反应器外部，所述汇管为上端设有气液分离装置下端设置有开口的设备，所述汇管与一组过滤组件的上端和下端通过所述浆态床反应器的侧壁连通设置；

其中，浆态床反应器内的生成液经过所述一组过滤组件过滤后得到的滤清液从所述一组过滤组件的上端和下端流入所述汇管中，并从所述汇管下端以恒定的流量流出；反冲洗液由过滤组件上下端流入；

三通，其设置在所述汇管的下端，使得所述汇管分支为滤清液流出管和反冲洗进液管；

至少一个流量控制装置，其包括依次设置在所述滤清液流出管上的流量计和流量调节阀。

2.如权利要求1所述的用于浆态床反应器的过滤系统，其中，还包括：

气液分离装置，其设置在所述汇管的顶部。

3.如权利要求1所述的浆态床反应器的过滤系统，其中，所述一组过滤组件包括多根滤芯。

4.如权利要求1所述的用于浆态床反应器的过滤系统，其中，还包括：

压力变送器，其分别设置在所述汇管和所述浆态床反应器的上端，所述过滤组件内部和外部的压差值是通过设置在所述汇管上端的压力变送器和设置在所述浆态床反应器上端的压力变送器的压力差确定的。

5.如权利要求2所述的用于浆态床反应器的过滤系统，其中，所述气液分离装置为浮球阀。

6.如权利要求3所述的用于浆态床反应器的过滤系统，其中，所述滤芯的过滤流速为＜2cm/min。

7.如权利要求1所述的用于浆态床反应器的过滤系统，其中，还包括：

第一开关阀，其设置在所述滤清液流出管上的所述三通和所述流量计之间；

第二开关阀，其设置在所述反冲洗进液管上。

8.如权利要求1所述的用于浆态床反应器的过滤系统，其中，还包括：

两个手动控制阀，其分别设置在所述流量调节阀两侧的所述滤清液流出管上；

温度变送器，其设置在所述汇管上，所述温度变送器用于测定所述汇管内滤清液温度；

液位变送器，其分别设置在所述汇管的上端和下端，所述液位变送器用于测定所述汇管内的液位高度。

9.如权利要求1-8任一项所述的用于浆态床反应器的过滤系统，其中，还包括：

控制系统，其通过信号线与压力变送器、温度变送器、液位变送器、第一开关阀、第二开关阀及流量调节阀相连接。