CN115040926A - 一种超声波渣油反冲洗过滤装置 - Google Patents

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盛维武
李立权
陈强
陈崇刚
陈险峰
赵颖
程永攀
魏嘉
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Sinopec Engineering Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种超声波渣油反冲洗过滤装置，本发明中滤芯周围均布的超声探头能够产生超声波，超声波作用于渣油时，渣油体系内会产生空化气泡，当空化气泡膨胀破裂时，会产生冲击波和射流的机械效应，冲击波和射流产生的剪切作用有助于剥离附着在滤芯表面的机械杂质和渣油层，因此能够减小过滤压降，延长过滤时间，提高过滤效率，滤芯的顶部与电机的传动轴连接，滤芯在电机的带动下缓慢转动，因而整个滤芯都能够受到超声波作用，不存在作用盲区，而且滤芯在转动过程中会增大渣油在过滤罐内的湍动程度，降低机械杂质的附着程度，减少堵塞的发生，延长过滤时间。

Description

一种超声波渣油反冲洗过滤装置
技术领域
本发明涉及石油炼制与化工技术领域，具体涉及一种超声波渣油反冲洗过滤装置。
背景技术
渣油是原油经减压蒸馏所得的残余油，又称减压渣油，渣油常用于加工制取石油焦、残渣润滑油、石油沥青等产品，或作为裂化原料。渣油中除主要分离出的四组分外，还含有环烷酸铁、硫化亚铁等机械杂质，系统中这些杂质的存在会导致结垢、发泡、腐蚀、磨蚀、影响催化剂活性等现象，并且导致反应床层物料偏流，从而产生“热点”使得床层径向温差变大等生产问题。因此在渣油的生产工艺中，需要先对渣油过滤然后再送入加氢裂化反应装置，但渣油中的杂质很容易将过滤装置的滤芯堵塞，导致过滤压差逐渐上升，当压差达到一定程度时必须间断性的停机进行清理，严重降低了过滤效率。
专利文献CN202020181468.6公开了一种渣油加氢原料油反冲洗过滤器金属楔形丝网滤芯，虽然在一定程度上提高了过滤效率，但滤芯的反冲洗效果不佳，附着在滤芯上的杂质难以清洗干净，随着过滤时间的增加，过滤效率严重降低。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种超声波渣油反冲洗过滤装置，解决现有的渣油反冲洗过滤装置易堵塞，操作周期长的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种超声波渣油反冲洗过滤装置，包括反冲洗过滤罐，所述反冲洗过滤罐内设有超声探头和滤芯，所述超声探头布置在所述滤芯的周围，所述反冲洗过滤罐的顶部安装有法兰，所述法兰的顶面上安装有导流罩，所述滤芯依次穿过反冲洗过滤罐的顶部和导流罩，并与电机连接，所述滤芯位于所述导流罩内的部分设有滤芯开口，所述导流罩的侧壁连接有出料管路，所述反冲洗过滤罐的底部连接有进料管路。
优选的，所述滤芯内安装有环形挡板，所述环形挡板位于所述滤芯开口的下方，位于环形挡板以下的滤芯为过滤段。
优选的，所述过滤段为双层结构，由内层滤芯和外层滤芯所组成，其中内层滤芯焊接在所述环形挡板的内缘上，外层滤芯焊接在所述环形挡板的外缘上。
优选的，所述内层滤芯由内丝网缠绕在内加强筋上构成。
优选的，所述外层滤芯由外丝网缠绕在外加强筋上构成。
优选的，所述反冲洗过滤罐的数量至少3个。
优选的，每个反冲洗过滤罐内超声探头(2)的数量为2-4个。
优选的，所述超声探头固定在所述法兰的底面上。
优选的，所述超声探头固定在所述反冲洗过滤罐的底部。
优选的，所述导流罩与所述滤芯通过第一轴承连接，所述法兰与所述滤芯通过第二轴承连接。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明中滤芯周围均布的超声探头能够产生超声波，超声波作用于渣油时，渣油体系内会产生空化气泡，当空化气泡膨胀破裂时，会产生冲击波和射流的机械效应，冲击波和射流产生的剪切作用有助于剥离附着在滤芯表面的机械杂质和渣油层，因此能够减小过滤压降，延长过滤时间，提高过滤效率；
(2)本发明中滤芯的顶部与电机的传动轴连接，滤芯在电机的带动下缓慢转动，因而整个滤芯都能够受到超声波作用，不存在作用盲区，而且滤芯在转动过程中会增大渣油在过滤罐内的湍动程度，降低机械杂质的附着程度，减少堵塞的发生，延长过滤时间；
(3)本发明采用双层丝网结构进行过滤，外丝网用于初筛，内丝网用于精滤，可以在提高过滤精度的同时，很大程度上减少堵塞的发生；
(4)本发明最大化减少过滤容器开口以便于密封，其中滤液出口与反冲洗进气口相同，原料油进液口与滤渣排出口相同。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为超声波渣油反冲洗过滤装置的结构示意图，其中超声探头固定在法兰的底面上；
图2为超声波渣油反冲洗过滤装置的结构示意图，其中超声探头固定在反冲洗过滤罐的底部；
图3为滤芯结构示意图；
图4为滤芯横截面示意图；
图5为滤芯竖直截面部分示意图。
具体实施方式
以下通过具体较佳实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不仅限于以下的实施例。
需要说明的是，无特殊说明外，本发明中涉及到的化学试剂均通过商业渠道购买。
下面对本发明实施例提供的超声波渣油反冲洗过滤装置进行具体说明。
如图1所示，一种超声波渣油反冲洗过滤装置，包括反冲洗过滤罐1，所述反冲洗过滤罐1内设有超声探头2和滤芯3，所述超声探头2布置在所述滤芯3的周围，所述反冲洗过滤罐1的顶部安装有法兰7，所述法兰7的顶面安装有导流罩5，所述滤芯3依次穿过反冲洗过滤罐1的顶部和导流罩5，并与电机4的传动轴连接，所述滤芯3位于所述导流罩5内的部分设有滤芯开口6，所述导流罩5的侧壁连接有出料管路12，所述反冲洗过滤罐1的底部连接有进料管路13。
具体的，反冲洗过滤罐为3-9个，超声探头为2-4个，超声探头固定在法兰上或反冲洗过滤罐的底部，过滤罐的数量及每个罐体内的超声探头数量根据具体的工艺要求和装置投资费用决定，若要求有效过滤面积大，且投资费用充足，则可以设置9个渣油反冲洗过滤罐，运行时7个罐进行过滤，1个罐进行反冲洗，1个罐备用，此时有效过滤面积达到7/9，每个罐内可均布4个超声探头；若投资费用紧张，则可以相应减少罐体数量和罐内超声探头数量。
作为一个实施例，图1中反冲洗过滤罐为3个，超声探头为2个，超声探头2固定在法兰7的底面上，3个反冲洗过滤罐并联设置，其中1个罐进行过滤，1个罐进行反冲洗，1个罐备用，氮气罐10与出料管路连通，污油罐11与进料管路连通。
当装置进行过滤操作时，启动电机，电机带动滤芯进行转动，原料油由进料管路进入反冲洗过滤罐内，在超声探头产生的超声波作用下，原料油在滤芯上进行过滤，过滤后的原料油通过滤芯开口进入导流罩，然后从导流罩侧壁的出料管路流出，完成过滤操作。
当装置进行反冲洗操作时，氮气罐内的高压氮气从导流罩侧壁的出料管路进入导流罩，而后通过滤芯开口进入滤芯内部，在高压氮气的冲击以及超声波的振动作用下，附着在滤芯表面的杂质被吹落至反冲洗过滤罐的底部，然后经进料管路进入污油罐。
当反冲洗过滤罐内的压力达到设定值时，切换过滤操作为反冲洗操作或切换反冲洗操作为过滤操作。
作为另一个实施例，如图2所示，与图1的区别在于超声探头2固定在反冲洗过滤罐的底部。
如图3所示，所述滤芯3内安装有环形挡板31，所述环形挡板31位于所述滤芯开口6的下方，位于环形挡板以下的滤芯为过滤段，过滤段为双层结构，由内层滤芯32和外层滤芯33所组成，其中内层滤芯32焊接在所述环形挡板31的内缘上，外层滤芯33焊接在所述环形挡板31的外缘上，所述内层滤芯32的底部安装有内底板34，所述外层滤芯33的底部安装有外底板35。
如图4和5所示，内层滤芯32由内丝网38缠绕在内加强筋36上构成，外层滤芯33由外丝网39缠绕在外加强筋37上构成，内丝网和外丝网的缠绕角度和缠绕间隙根据过滤精度设置。
具体的，内丝网32的缠绕角度为1°-5°，优选为2°-4°，更优选为3°，缠绕间隙为0.02-0.05mm，优选为0.02-0.03mm，更优选为0.025mm；
外丝网33的缠绕角度为1°-5°，优选为2°-4°，更优选为3°，缠绕间隙为0.03-0.3mm，优选为0.05-0.1mm，更优选为0.08mm，且内丝网的缠绕间隙小于外丝网缠绕间隙。
内加强筋36和外加强筋37的数量根据内层滤芯32和外层滤芯33的直径进行设置。
具体的，内加强筋的数量为6-12，优选为8-10，更优选为8。
具体的，外加强筋的数量为6-12，优选为8-10，更优选为8。
在进行过滤操作时，原料油首先经外层滤芯将大型杂质过滤，而后经内层滤芯过滤小型杂质，得到的清油沿内层滤芯的内侧中空空间向上流动，然后通过滤芯开口进入导流罩内；在进行反冲洗操作时，在高压氮气的冲击以及超声波的振动作用下，内丝网和外丝网表面附着的杂质被吹落至反冲洗过滤罐的底部。
优选的，所述导流罩5与所述滤芯3通过第一轴承13连接，所述法兰7与所述滤芯3通过第二轴承14连接，通过设置第一轴承和第二轴承，使滤芯的转动不受限制，由于滤芯被电机带动转动，无法将出料管路直接设置在滤芯上，因此设置导流罩将滤芯与管路连接起来，导流罩还起着汇集液体和缓冲的作用。
最后需要说明的是：以上实施例不以任何形式限制本发明。对本领域技术人员来说，在本发明基础上，可以对其作一些修改和改进。因此，凡在不偏离本发明精神的基础上所做的任何修改或改进，均属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种超声波渣油反冲洗过滤装置，包括反冲洗过滤罐(1)，其特征在于，所述反冲洗过滤罐(1)内设有超声探头(2)和滤芯(3)，所述超声探头(2)布置在所述滤芯(3)的周围，所述反冲洗过滤罐(1)的顶部安装有法兰(7)，所述法兰(7)的顶面安装有导流罩(5)，所述滤芯(3)依次穿过反冲洗过滤罐(1)的顶部和导流罩(5)，并与电机(4)的传动轴连接，所述滤芯(3)位于所述导流罩(5)内的部分设有滤芯开口(6)，所述导流罩(5)的侧壁连接有出料管路(12)，所述反冲洗过滤罐(1)的底部连接有进料管路(13)。
2.根据权利要求1所述的超声波渣油反冲洗过滤装置，其特征在于，所述滤芯(3)内安装有环形挡板(31)，所述环形挡板(31)位于所述滤芯开口(6)的下方，位于环形挡板(31)以下的滤芯为过滤段。
3.根据权利要求2所述的超声波渣油反冲洗过滤装置，其特征在于，所述过滤段为双层结构，由内层滤芯(32)和外层滤芯(33)所组成，其中内层滤芯(32)焊接在所述环形挡板(31)的内缘上，外层滤芯(33)焊接在所述环形挡板(31)的外缘上。
4.根据权利要求3所述的超声波渣油反冲洗过滤装置，其特征在于，所述内层滤芯(32)由内丝网(38)缠绕在内加强筋(36)上构成。
5.根据权利要求3所述的超声波渣油反冲洗过滤装置，其特征在于，所述外层滤芯(33)由外丝网(39)缠绕在外加强筋(37)上构成。
6.根据权利要求1所述的超声波渣油反冲洗过滤装置，其特征在于，所述反冲洗过滤罐(1)的数量至少3个。
7.根据权利要求6所述的超声波渣油反冲洗过滤装置，其特征在于，每个反冲洗过滤罐内超声探头(2)的数量为2-4个。
8.根据权利要求1所述的超声波渣油反冲洗过滤装置，其特征在于，所述超声探头(2)固定在所述法兰(7)的底面上。
9.根据权利要求1所述的超声波渣油反冲洗过滤装置，其特征在于，所述超声探头(2)固定在所述反冲洗过滤罐(1)的底部。
10.根据权利要求1所述的超声波渣油反冲洗过滤装置，其特征在于，所述导流罩(5)与所述滤芯(3)通过第一轴承(13)连接，所述法兰(7)与所述滤芯(3)通过第二轴承(14)连接。
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