CN112159681B - 一种外循环连续式催化油浆旋流过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种外循环连续式催化油浆旋流过滤器，包括轴流式旋流器、过滤室、集液桶、锥齿轮系统、筛分器、提升管，轴流式旋流器外连接过滤室，过滤室内筒设计为可旋转式，内筒为两种材料四个区；过滤室通过过滤腔挡板均分为四个过滤腔，过滤腔内填充颗粒填料，底流口与筛分器连接处设置挡板，过滤室锥段外连接集液桶，锥齿轮系统连接过滤室控制过滤室内筒和底流口挡板进行旋转，旋流过滤器底流口处连接筛分器；其具有强旋流提高分离性能，且可连续工作、不易堵塞，解决了现有技术中传统旋流过滤器分离效率差、能耗高、停工清洗影响工作效率的问题。

Description

一种外循环连续式催化油浆旋流过滤器

技术领域

本发明属于催化油浆净化设备领域，具体涉及一种外循环连续式催化油浆旋流过滤器。

技术背景

由于原油变重和炼厂掺炼渣油比例增加，作为催化裂化装置副产品的油浆的数量和重量也变得越来越大。同时为了提高装置的处理量和增产轻质油，炼厂一般采取减少油浆回炼比，外甩部分油浆的措施。目前，国内的FCC油浆大多是简单处理，这使油浆没有得到充分的利用。因此，利用FCC油浆来生产具有高附加值的化工产品，具有及其重要的意义。

目前，油浆中固体颗粒物的脱除方法主要有沉降分离法、过滤分离法、静电分离法和离心分离法等。各种方法都具有一定局限性，沉降分离法需要较大设备和较长沉降时间，静电分离法设备较为复杂，过滤分离法容易堵塞，需定期清理，离心分离法能耗比较大，分离精度差。

旋流过滤器通过离心力和过滤原理分离油浆内的固体颗粒。但是离心力小，能耗高，过滤介质易塞，难清洗，停工清洗影响工作效率。因此需要一种强旋流可连续工作的，容易再生过滤介质的旋流过滤器。

发明内容

针对上述现有的技术不足，本发明的目的在于提供一种外循环连续式催化油浆旋流过滤器，其具有强旋流提高分离性能，且可连续工作、不易堵塞，解决了现有技术中传统旋流过滤器分离效率差、能耗高、停工清洗影响工作效率的问题。

本发明采用的技术方案是：一种外循环连续式催化油浆旋流过滤器，其特征在于：包括轴流式旋流器、过滤室、集液桶、锥齿轮系统、筛分器、提升管，轴流式旋流器外连接过滤室，过滤室内筒设计为可旋转式，内筒为两种材料四个区；过滤室通过过滤腔挡板均分为四个过滤腔，过滤腔内填充颗粒填料，四个腔分别进行两种工况；底流口与筛分器连接处设置挡板，底流口挡板均分为两种材料四个面；过滤室锥段外连接集液桶，收集过滤室过滤的油浆：锥齿轮系统连接过滤室控制过滤室内筒和底流口挡板进行旋转；旋流过滤器底流口处连接筛分器，筛分器设置一个杂质颗粒入口，四个填料颗粒出口，每个填料出口连接一个提升管，提升管另一端与过滤室四个腔顶端相连。

本发明提供的旋流过滤器，实现了在连续不停机的条件下对催化油浆中的固体颗粒进行分离实现催化油浆的再利用。本发明的旋流机构与其他离心分离方式相比较分离效率高，压降损失小，能耗低。颗粒床外循环过滤结构简单，不易堵塞，可以避免频繁拆卸清洗的问题，且过滤和再生过程同时进行，极大提高处理量。

所述的旋流器为轴流式旋流器，包括入口，导叶，溢流管以及过滤室的旋转内筒。

所述过滤室包括过滤室内筒和过滤室外壁，所述过滤室内筒为由柱段和锥段组成的旋流筒结构，其可相对于轴心旋转，所述过滤室内筒内部空间构成旋流腔，所述过滤室外壁包括柱段外壁和锥段外壁，所述柱段外壁由密封材质制成，所述锥段外壁由滤网材质制成；所述过滤室内筒和过滤室外壁之间的环形空间由四块过滤腔挡板均分为四个过滤腔，过滤腔内填充颗粒填料，所述锥段外壁的底部由底流口挡板封闭，所述底流口挡板均分为四个扇形面，四个扇形面分为两组，每组包括相对立方位的两个扇形面，两组密封面分别为密封面和开孔面。所述底流口挡板的直径略大于过滤室底流口直径和筛分器的颗粒入口直径。

所述过滤室由四块过滤腔挡板均分为四个过滤腔，四个过滤腔分为两组，每组包括相对立方位的两个过滤腔，其中一组过滤腔对应的内部过滤室内筒的区域由滤网材质制成的滤网区，另一组过滤腔对应的内部过滤室内筒的区域由密封材质制成的密闭区。滤网区可通过油浆，密闭区不能通过油浆。

所述锥段外壁的外侧连接集液桶，所述集液桶用于收集过滤室过滤的油浆，其底部设置有外排油浆的油浆出口。

所述锥齿轮系统设置在过滤室底部，其包括连接杆一、锥齿轮一、锥齿轮二和连接杆二，所述锥齿轮二通过连接杆二与过滤室内筒固定连接，所述锥齿轮一与锥齿轮二啮合传动，所述连接杆一固定连接锥齿轮一，其用于外接动力机构。所述锥齿轮系统可带动过滤室内筒和底流口挡板转动。

所述筛分器上部设置颗粒入口，所述颗粒入口连通底流口挡板和筛分器内部空间，所述筛分器内部设置筛网和托架，所述筛网位于托架上部，且两者之间分布一圈弹跳球；所述筛网上部的筛分器壁面上设置填料出口；所述筛分器底部设置振动托盘，所述振动托盘与托架之间的筛分器壁面上设置有杂质颗粒出口，所述振动托盘下端还设置有弹簧杆和振动电机，由振动电机带动振动托盘振动。

所述填料出口连通提升管，所述提升管的上端与过滤室连通，具体的，所述填料出口和提升管均包括四个，每个提升管连通一个过滤腔，所述填料出口和提升管之间设置有阀门，所述阀门控制填料出口与提升管之间的通断，所述提升管为圆柱型变径提升管。

与现有的技术相比，本发明设备所具有的有益效果是：

(1)本发明采用的轴流式旋流器，与其他类型旋流器相比具有强旋流，分离效率更高，压降更低的优势，所以能耗更低、分离效果更好。

(2)本发明通过在轴流式旋流器外设置颗粒床过滤室，进行深层过滤；旋流分离与离心分离共同作用，分离效率和分离精度更高，颗粒床过滤有效避免了频繁堵塞问题。

(3)使用过滤腔挡板将过滤室分成四个过滤腔，与可旋转式过滤室内筒配合，实现两种不同工作状态，边过滤边填料再生，旋流过滤器过滤和再生过程同时进行，不用停机，处理量更大。

(4)使用筛分机筛分填料颗粒和杂质颗粒，进行颗粒床填料再生，与反冲洗和反吹风再生相比，流程更简化，分离更彻底，再生性能更高。

(5)使用提升管进行外循环，避免了过滤装置内循环填料再生的设备复杂，再生效果差，检修困难的问题。

附图说明

图1是外循环连续式催化油浆旋流过滤器结构示意图；

图2是过滤室剖面图；

图3是底流口挡板结构示意图；

图4是筛分器结构示意图；

其中，1、溢流管，2、入口，3、导叶，4、过滤室内筒，41、滤网区，42、密闭区，5、柱段外壁，6、颗粒填料，7、锥段外壁，8、底流口挡板，81、开孔面，82、密封面，9、连接杆一，10、锥齿轮一，11、锥齿轮二，12、连接杆二，13、筛分器，131、颗粒入口，132、筛网，133、弹跳球，134、杂质颗粒出口，135、振动电机，136、弹簧杆，137、振动托盘，138、托架，139、填料颗粒出口，14、阀门，15、油浆出口，16、集液桶，17、提升管，18、过滤腔挡板。

具体实施方法

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方法，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

图1是本发明外循环连续式催化油浆旋流过滤器结构示意图，如图所示，其包括轴流式旋流器、过滤室、集液桶16、锥齿轮系统、筛分器和提升管17；

所述轴流式旋流器包括入口2、溢流管1、导叶3和过滤式内筒4，所述入口2为设置在轴流式旋流器入口段侧面的切向式入口，其包括一个或多个；所述导叶3位于轴流式旋流器入口段与过滤室内筒4之间，所述轴流式旋流器入口段内部空间经由导叶3与过滤室内筒4内部空间连通；所述溢流管1设置在轴流式旋流器轴心处，其下端伸入过滤室内筒4、上端伸出所述轴流式旋流器。具体的，所述轴流式旋流器入口段包括短柱段和短锥段，所述入口2设置在短柱段侧壁上，所述导叶3位于段锥段下方。

所述过滤室包括过滤室内筒4和过滤室外壁，所述过滤室内筒4为由柱段和锥段组成的旋流筒结构，其可相对于轴心旋转，所述过滤室内筒4内部空间构成旋流腔，所述过滤室外壁包括柱段外壁5和锥段外壁7，所述柱段外壁5由密封材质制成，所述锥段外壁7由滤网材质制成；所述过滤室内筒4和过滤室外壁之间的环形空间由四块过滤腔挡板18均分为四个过滤腔，过滤腔内填充颗粒填料6，所述锥段外壁7的底部由底流口挡板8封闭，如图3所示，是底流口挡板结构示意图，所述底流口挡板8均分为四个扇形面，四个扇形面分为两组，每组包括相对立方位的两个扇形面，两组密封面分别为密封面82和开孔面81。所述底流口挡板8的直径略大于过滤室底流口直径和筛分器的颗粒入口131直径。

图2是过滤室剖面图，如图所示，所述过滤室由四块过滤腔挡板18均分为四个过滤腔，四个过滤腔分为两组，每组包括相对立方位的两个过滤腔，其中一组过滤腔对应的内部过滤室内筒4的区域由滤网材质制成的滤网区41，另一组过滤腔对应的内部过滤室内筒4的区域由密封材质制成的密闭区42。

所述锥段外壁7的外侧连接集液桶16，所述集液桶16用于收集过滤室过滤的油浆，其底部设置有外排油浆的油浆出口15。

所述锥齿轮系统设置在过滤室底部，其包括连接杆一9、锥齿轮一10、锥齿轮二11和连接杆二12，所述锥齿轮二11通过连接杆二12与过滤室内筒4固定连接，所述锥齿轮二一10与锥齿轮二12啮合传动，所述连接杆一9固定连接锥齿轮一10，其用于外接动力机构。所述锥齿轮系统可带动过滤室内筒4和底流口挡板8转动。

图4是筛分器结构示意图，如图所示，所述筛分器13上部设置颗粒入口131，所述颗粒入口131连通底流口挡板8和筛分器内部空间，所述筛分器内部设置筛网132和托架138，所述筛网132位于托架138上部，且两者之间分布一圈弹跳球133；所述筛网132上部的筛分器壁面上设置填料出口139；所述筛分器底部设置振动托盘137，所述振动托盘137与托架138之间的筛分器壁面上设置有杂质颗粒出口134，所述振动托盘137下端还设置有弹簧杆136和振动电机135，由振动电机135带动振动托盘137振动。

所述填料出口139连通提升管17，所述提升管17的上端与过滤室连通，具体的，所述填料出口139和提升管17均包括四个，每个提升管17连通一个过滤腔，所述填料出口139和提升管17之间设置有阀门14，所述阀门14控制填料出口139与提升管17之间的通断，所述提升管17为圆柱型变径提升管。

下面结合附图1-4对本发明旋流过滤器的工作过程介绍如下：

在旋流过滤器入口2通入油浆，产生强旋流，大部分分离后清洁油浆进入内旋流从溢流口1排出，杂质颗粒与部分油浆经由滤网区41进入过滤室进行过滤分离，杂质颗粒被填料颗粒6收集，油浆透过过滤室外壁进入集液桶16。同时过滤室其余两个腔进行再生工况，腔内颗粒通过底流口挡板8进入筛分器13进行筛分，杂质颗粒与填料颗粒被分开，连接再生过滤腔的提升管上的阀门14打开，填料颗粒通过填料颗粒出口进入提升管17重新打入过滤室，杂质颗粒通过出口134排出被收集。当过滤工况进行一定程度，填料颗粒过滤能力下降，再生的填料颗粒再生结束后，调节锥齿轮系统，带动旋转内筒4和底流口挡板8旋转，切换不同过滤腔的工作工况实现连续工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种外循环连续式催化油浆旋流过滤器，其特征在于，包括轴流式旋流器、过滤室、集液桶、锥齿轮系统、筛分器和提升管；

所述轴流式旋流器外设置过滤室，所述过滤室的过滤室内筒构成轴流式旋流器的旋流空间；

所述过滤室包括过滤室内筒和过滤室外壁，所述过滤室内筒为由柱段和锥段组成的旋流筒结构，其可相对于轴心旋转，所述过滤室外壁包括柱段外壁和锥段外壁，所述柱段外壁由密封材质制成，所述锥段外壁由滤网材质制成；所述过滤室内筒和过滤室外壁之间的环形空间由四块过滤腔挡板均分为四个过滤腔，过滤腔内填充颗粒填料，四个过滤腔分为两组，每组包括相对立方位的两个过滤腔，其中一组过滤腔对应的内部过滤室内筒的区域由滤网材质制成的滤网区，另一组过滤腔对应的内部过滤室内筒的区域由密封材质制成的密闭区；

所述锥段外壁的底部由底流口挡板封闭，所述底流口挡板均分为四个扇形面，四个扇形面分为两组，每组包括相对立方位的两个扇形面，两组扇形面分别为密封面和开孔面；

所述锥段外壁的外侧连接集液桶，所述集液桶用于收集过滤室过滤的油浆，其底部设置有外排油浆的油浆出口；所述锥齿轮系统设置在过滤室底部，所述锥齿轮系统可带动过滤室内筒和底流口挡板转动；

所述过滤室底流口连接筛分器，所述筛分器筛分填料颗粒与杂质颗粒，用于填料颗粒的再生，所述筛分器连通提升管，所述提升管连通过滤室。

2.根据权利要求1所述的旋流过滤器，其特征还在于，所述轴流式旋流器包括入口、溢流管、导叶和过滤式内筒，所述入口为设置在轴流式旋流器入口段侧面的切向式入口，其包括一个或多个；所述导叶位于轴流式旋流器入口段与过滤室内筒之间，所述轴流式旋流器入口段内部空间经由导叶与过滤室内筒内部空间连通；所述溢流管设置在轴流式旋流器轴心处，其下端伸入过滤室内筒、上端伸出所述轴流式旋流器。

3.根据权利要求1所述的旋流过滤器，其特征还在于，所述锥齿轮系统包括连接杆一、锥齿轮一、锥齿轮二和连接杆二，所述锥齿轮二通过连接杆二与过滤室内筒固定连接，所述锥齿轮一与锥齿轮二啮合传动，所述连接杆一固定连接锥齿轮一，连接杆一外接动力机构。

4.根据权利要求1所述的旋流过滤器，其特征还在于，所述筛分器上部设置颗粒入口，所述颗粒入口连通底流口挡板和筛分器内部空间，所述筛分器内部设置筛网和托架，所述筛网位于托架上部，且两者之间分布一圈弹跳球；所述筛网上部的筛分器壁面上设置填料出口；所述筛分器底部设置振动托盘，所述振动托盘与托架之间的筛分器壁面上设置有杂质颗粒出口，所述振动托盘下端还设置有弹簧杆和振动电机，由振动电机带动振动托盘振动。

5.根据权利要求4所述的旋流过滤器，其特征还在于，所述填料出口和提升管均包括四个，每个提升管连通一个过滤腔。

6.根据权利要求1所述的旋流过滤器，其特征还在于，所述底流口挡板的直径略大于过滤室底流口直径和筛分器的颗粒入口直径。

7.根据权利要求5所述的旋流过滤器，其特征还在于，所述填料出口和提升管之间设置有阀门，所述阀门控制填料出口与提升管之间的通断，所述提升管为圆柱型变径提升管。

8.根据权利要求2所述的旋流过滤器，其特征还在于，所述轴流式旋流器入口段包括短柱段和短锥段，所述入口设置在短柱段侧壁上，所述导叶位于短锥段下方。

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