CN115121016A - 过滤器、过滤系统和过滤方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化工领域，公开了一种过滤器、过滤系统和过滤方法，其中，过滤器包括壳体、进料管、过滤管和滤液集液管，壳体包括进料口、出料口、返料口、排渣口和压力气口，进料管从进料口伸入壳体内，过滤管设置在壳体内并具有沿高度方向设置的上端和下端，滤液集液管与过滤管的上端连通并从出料口伸出壳体，过滤管的管体上设置有过滤结构，返料口和排渣口设置在壳体的底部，压力气口设置为能够向壳体内提供返料气压，滤液集液管设置为能够向过滤管提供反吹气流。当过滤达到饱和时，通过压力气口提供返料气压，将残余物料排出，再通过反吹气流将滤渣吹落，以从排渣口排出，使过滤器的过滤能力再生。

Description

过滤器、过滤系统和过滤方法
技术领域
本发明涉及化工领域，具体地涉及过滤器、过滤系统和过滤方法。
背景技术
化工领域中，对于流体物料通常需要进行过滤。例如，褐煤蜡提取的富蜡液中含有粒度较细的煤粉，需要过滤。现有的过滤器，当过滤处理一段时间，滤布达到饱和状态并失去过滤能力，需要停止过滤并人工更换或清洗滤布，维护操作繁杂。特别是，富蜡液在温度降低时其中的褐煤蜡容易结晶析出，因而在过滤时容易堵塞滤布，导致过滤效果较差且进一步缩短了滤布的使用时长，增加了维护频次。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的不便于维护过滤器的问题，提供一种过滤器，该过滤器便于维护，能够方便地再生。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种过滤器，其中，所述过滤器包括壳体、进料管、过滤管和滤液集液管，所述壳体包括进料口、出料口、返料口、排渣口和压力气口，所述进料管从所述进料口伸入所述壳体内，所述过滤管设置在所述壳体内并具有沿高度方向设置的上端和下端，所述滤液集液管与所述过滤管的上端连通并从所述出料口伸出所述壳体，所述过滤管的管体上设置有过滤结构，所述返料口和所述排渣口设置在所述壳体的底部，所述压力气口设置为能够向所述壳体内提供返料气压，以使物料从所述返料口排出，所述滤液集液管设置为能够向所述过滤管提供反吹气流，以使滤渣从所述过滤结构脱落并从所述排渣口排出。
可选的，所述过滤管上设置有多个过滤孔，所述过滤管外套设有滤网、滤布或过滤介质。
可选的，所述滤液集液管水平设置，所述过滤管竖直设置。
可选的，所述过滤器包括多个所述滤液集液管和沿每个所述滤液集液管的延伸方向排列的多个所述过滤管。
可选的，所述进料管包括从所述进料口水平伸入所述壳体的进料管部和沿所述进料管部排列并与所述进料管部连通的多个分布管部。
可选的，所述进料管、所述滤液集液管、所述返料口、所述排渣口和所述压力气口均设置有阀门，所述过滤器包括用于控制所述阀门的控制单元和用于检测所述壳体内的压力的检测单元，所述控制单元与所述检测单元电连接以控制所述阀门；和/或，所述过滤器包括包覆在所述壳体外以容纳加热介质的夹套。
本申请还提供一种过滤系统，其中，所述过滤系统包括物料暂存罐、滤液暂存罐、至少两个过滤器、第一气源和第二气源，所述过滤器均为本申请的过滤器，所述物料暂存罐的出口可切换地连接于所述第一过滤器和第二过滤器的进料管，所述滤液存储罐的入口可切换地连接于各所述过滤器的滤液集液管，所述第一气源可操作地连接于各所述过滤器的滤液集液管，所述第二气源可操作地连接于各所述过滤器的压力气口。
可选的，所述物料暂存罐的入口分别连接于各所述过滤器的返料口。
可选的，所述滤液集液管连通有连接所述物料暂存罐的滤液返回管。
本申请还提供一种过滤方法，其中，所述过滤方法使用本申请的过滤系统，所述方法包括：
通过所述物料暂存罐向所述过滤器中的至少一者供料，以通过所述至少一者过滤并将滤液送至所述滤液暂存罐，直至所述至少一者的过滤达到饱和；
将所述物料暂存罐切换到向所述过滤器中的至少另一者供料，以通过所述至少另一者过滤并将滤液送至所述滤液暂存罐，通过向使所述至少一者的所述压力气口提供返料气压，将所述至少一者的壳体内的物料排空；
通过向所述过滤管提供反吹气流，使滤渣从所述过滤结构脱落并从所述排渣口排出，以使所述至少一者的过滤能力再生。
通过上述技术方案，当过滤达到饱和时，可以通过压力气口提供返料气压，将壳体内的残余物料从返料口排出，再通过反吹气流将过滤管上的滤渣吹落，以从排渣口排出，实现过滤器的过滤能力再生。本申请的过滤器的再生维护无需人工更换、清洗过滤结构，方便维护且操作便捷。
附图说明
图1是本申请的过滤器的一种实施方式的结构示意图；
图2是沿图1中A-A面截取的视图；
图3是沿图1中B-B面截取的视图；
图4是本申请的过滤系统的一种实施方式的示意图。
附图标记说明
10、壳体；11、进料口；12、出料口；13、返料口；14、排渣口；15、压力气口；20、进料管；21、进料管部；22、分布管部；30、过滤管；40、滤液集液管；50、夹套；51、入口；52、出口；60、物料暂存罐；70、滤液暂存罐；80、过滤泵；100、第一过滤器；200、第二过滤器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请。
根据本申请的一个方面，提供一种过滤器，其中，所述过滤器包括壳体10、进料管20、过滤管30和滤液集液管40，所述壳体10包括进料口11、出料口12、返料口13、排渣口14和压力气口15，所述进料管20从所述进料口11伸入所述壳体10内，所述过滤管30设置在所述壳体10内并具有沿高度方向设置的上端和下端，所述滤液集液管40与所述过滤管30的上端连通并从所述出料口12伸出所述壳体10，所述过滤管30的管体上设置有过滤结构，所述返料口13和所述排渣口14设置在所述壳体10的底部，所述压力气口15设置为能够向所述壳体10内提供返料气压，以使物料从所述返料口13排出，所述滤液集液管40设置为能够向所述过滤管30提供反吹气流，以使滤渣从所述过滤结构脱落并从所述排渣口14排出。
当过滤达到饱和时，可以通过压力气口15提供返料气压，将壳体10内的残余物料从返料口13排出，再通过反吹气流将过滤管30上的滤渣吹落，以从排渣口14排出，实现过滤器的过滤能力再生。本申请的过滤器的再生维护无需人工更换、清洗过滤结构，方便维护且操作便捷。
可以理解的，过滤时，物料经进料管20进入壳体10内并逐渐浸没壳体10内的过滤管30，以经过过滤管30的过滤结构过滤形成滤液，通过适当的压力控制，使得滤液从过滤管30流至滤液集液管40提供至下游设备。其中，过滤的滤渣附着在过滤管30的过滤结构上，通过滤液集液管40引入的反吹气流，走向与物料在过滤时经过过滤结构后的流向相反，因而能够将滤渣吹落脱离过滤结构，使过滤器的过滤能力再生。
其中，过滤结构可以形成为各种适当方式。例如，所述过滤管30上可以设置有多个过滤孔，所述过滤管30外套设有滤网、滤布或过滤介质。由此，过滤时，物料流经滤网、滤布或过滤介质而得以过滤，滤液能够通过滤网、滤布或过滤介质并经过过滤孔进入过滤管30内，以便继续流入滤液集液管40。滤渣附着在滤网、滤布或过滤介质上，在通过反吹气流反吹时能够脱离滤网、滤布或过滤介质并从排渣口14排出。
本申请中，过滤管30、滤液集液管40可以根据需要设置在壳体10内的适当位置。为便于设置且兼顾结构稳定性，如图1所示，所述滤液集液管40水平设置，所述过滤管30竖直设置。其中，过滤管30上的过滤孔可以沿过滤管30的管体的延伸方向且围绕过滤管30的周向布置，过滤时，物料将从壳体10的底部逐渐积累(过滤时返料口13和排渣口14关闭)以升高液面，从而物料在浸没过滤管30的不同位置时均能够经过过滤结构过滤后进入过滤管30内。
其中，为提高处理量，如图3所示，所述过滤器包括多个所述滤液集液管40和沿每个所述滤液集液管40的延伸方向排列的多个所述过滤管30。
另外，进料管20可以设置在滤液集液管40上方(如图1所示)或下方。其中，进料管20可以采用适当形式，以沿壳体10的横截面均匀送料。具体的，如图2所示，所述进料管20包括从所述进料口11水平伸入所述壳体10的进料管部21和沿所述进料管部21排列并与所述进料管部21连通的多个分布管部22。同样的，为避免干涉，可以根据需要设置壳体10的各口位置，例如，压力气口15可以设置在壳体10的顶部，返料口13可以设置在壳体10的底部侧壁上，排渣口14可以设置在壳体10的底部底壁上。
为进行不同的操作，过滤操作时，应确保进料管20连接供料设备、滤液集液管40连接下游处理设备的通畅，且使返料口13、排渣口14、压力气口15均关闭；返料操作时，应确保进料管20不再进料，滤液集液管40不再出料，返料口13、压力气口15打开，排渣口14关闭；再生操作时，应确保进料管20不再进料，滤液集液管40不再出料而是提供反吹气流，返料口13、压力气口15关闭，排渣口14打开。为便于上述操作，所述进料管20、所述滤液集液管40、所述返料口13、所述排渣口14和所述压力气口15均设置有阀门，所述过滤器包括用于控制所述阀门的控制单元和用于检测所述壳体10内的压力的检测单元，所述控制单元与所述检测单元电连接以控制所述阀门。其中，通过检测单元检测壳体10内的压力，可以判断过滤器的过滤是否达到饱和。具体的，随着过滤的进行，当过滤达到饱和，壳体10内的压力将下降。可以将控制单元设置为当检测单元反馈壳体10内的压力下降至预定值时，从过滤操作切换到返料操作，相应控制各阀门的操作。在返料操作预定时间后(可以根据经验或实验获得，确保壳体10内无残留物料)，控制单元通过控制各阀门从返料操作切换到再生操作。再生操作的时长也可以根据经验或实验获得，以确保过滤器恢复到所需的过滤能力。
其中，为便于返料、再生，返料口13可以连接到返料存储容器或者返回上游供料设备，滤液集液管40可以通过管路连接到反吹气源，该管路上可以设置有对应的阀门并通过控制单元相应控制。
此外，为减少物料因温度下降出现结晶堵塞滤网、影响过滤效果的情况，所述过滤器可以包括包覆在所述壳体10外以容纳加热介质的夹套50。夹套50可以具有入口51和出口52，以连接于加热介质容器，并形成加热介质循环，从而对壳体10内的物料提供保温，减少物料结晶的现象。
根据本申请的另一方面，提供一种过滤系统，其中，所述过滤系统包括物料暂存罐60、滤液暂存罐70、至少两个过滤器、第一气源和第二气源，所述过滤器均为本申请的过滤器，所述物料暂存罐60的出口可切换地连接于所述第一过滤器和第二过滤器的进料管20，所述滤液存储罐70的入口可切换地连接于各所述过滤器的滤液集液管40，所述第一气源可操作地连接于各所述过滤器的滤液集液管40，所述第二气源可操作地连接于各所述过滤器的压力气口15。
本申请的过滤系统，能够通过轮换使用各过滤器进行过滤，提高过滤效率。具体的，当使用一部分过滤器进行过滤时，可以使物料暂存罐60的出口连接于该部分过滤器的进料管20，该部分过滤器的滤液集液管40将过滤后的滤液输送到滤液暂存罐70以供应到下游设备，同时，其他的过滤器可以通过第二气源进行返料并随后通过第一气源进行反吹滤渣，从而使其他的过滤器的过滤性能再生，以便在当前使用的过滤器达到饱和时切换到通过已再生的过滤器过滤，同时使饱和的过滤器进行再生。因此，本申请的过滤系统能够通过轮换使用各过滤器而连续运行，提高了工作效率。
其中，在返料时，可以将壳体10内的残余物料返回到特定的容器保存。优选地，如图4所示，所述物料暂存罐60的入口分别连接于各所述过滤器的返料口13，已将返料操作时通过返料口13排出的物料返回物料暂存罐60。
此外，在过滤器切换使用的初期，由于刚投入使用的过滤器初期没有建立起滤饼，物料中的颗粒可能穿过过滤结构进入滤液，因此可以在使用的初期将滤液返回物料暂存罐60。当过滤器运行一段时间，滤液合格，即可将滤液正常输送到滤液暂存罐70。为此，所述滤液集液管40连通有连接所述物料暂存罐60的滤液返回管。可以理解的，为控制滤液返回，滤液集液管40和滤液返回管上可以设置有相应的阀门，以便在相应的时机进行控制。具体的，当正常向滤液暂存罐70输送滤液时，滤液集液管40的阀门打开，滤液返回管的阀门关闭；当切换初期返回滤液时，滤液集液管40的阀门关闭，滤液返回管的阀门打开。
其中，第一气源和第二气源可以是同一气源或者不同气源，并且可以采用与物料不反应的气体(例如，在物料为富蜡液的情况下，可以使用压缩空气)。并且，在通过第二气源提供气流将壳体10内的残余物料排出后，可以继续通过第二气源向壳体10内提供气流，以将过滤结构上的滤饼吹干。从滤饼被吹走的液体一部分透过滤饼进入滤液，另一部分类似残余物料从返料口13返回物料暂存罐60。在第一气源完成排除残余物料和吹干滤饼后，可以通过第二气源提供反吹气流进行再生。
另外，所述物料暂存罐60可以通过给料管线连接于各所述过滤器的进料管20，所述给料管线上设置有过滤泵80，以在初步过滤的情况下输送物料。
根据本申请的另一方面，提供一种过滤方法，其中，所述过滤方法使用本申请的过滤系统，所述方法包括：
通过所述物料暂存罐60向所述过滤器中的至少一者供料，以通过所述至少一者过滤并将滤液送至所述滤液暂存罐70，直至所述至少一者的过滤达到饱和；
将所述物料暂存罐60切换到向所述过滤器中的至少另一者供料，以通过所述至少另一者过滤并将滤液送至所述滤液暂存罐60，通过向使所述至少一者的所述压力气口15提供返料气压，将所述至少一者的壳体10内的物料排空；
通过向所述过滤管30提供反吹气流，使滤渣从所述过滤结构脱落并从所述排渣口14排出，以使所述至少一者的过滤能力再生。
本申请的过滤方法，能够通过轮换使用各过滤器进行过滤，提高过滤效率。具体的，当使用一部分过滤器进行过滤时，该部分过滤器的滤液集液管40将过滤后的滤液输送到滤液暂存罐70以供应到下游设备，同时，其他的过滤器可以通过第二气源进行返料并随后通过第一气源进行反吹滤渣，从而使其他的过滤器的过滤性能再生，以便在当前使用的过滤器达到饱和时切换到通过已再生的过滤器过滤，同时使饱和的过滤器进行再生。因此，本申请的过滤方法能够通过轮换使用各过滤器而连续运行，提高了工作效率。
下面以图示的实施方式为例说明本申请的系统和方法。其中，过滤系统包括两个过滤器，即第一过滤器100和第二过滤器200，物料为富蜡液。
首先，使用第一过滤器100进行过滤，具体为，通过物料暂存罐60的出口连接于第一过滤器100的进料管20，第一过滤器100的滤液集液管40将第一过滤器过滤后的滤液输送到滤液暂存罐70以供应到下游设备，同时第二过滤器200可以通过第二气源进行返料(残液返回)并随后通过第一气源进行反吹滤渣，从而使第二过滤器200的过滤性能再生。
当第一过滤器100的壳体10内的压力下降到预定值时，过滤达到饱和状态，切换到第二过滤器200进行过滤。物料暂存罐60的出口连接于第二过滤器200的进料管20，切换的初期，第二过滤器的滤液集液管40内的滤液通过滤液返回管返回物料暂存罐60(滤液返回)，当第二过滤器200的滤液合格后再通过滤液集液管40输送到滤液暂存罐70以供应到下游设备。同时第一过滤器100可以通过第二气源进行返料(提供返料压力气)并随后通过第一气源进行反吹滤渣(提供反吹气流)，从而使第一过滤器100的过滤性能再生。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。本申请包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种过滤器，其特征在于，所述过滤器包括壳体(10)、进料管(20)、过滤管(30)和滤液集液管(40)，所述壳体(10)包括进料口(11)、出料口(12)、返料口(13)、排渣口(14)和压力气口(15)，所述进料管(20)从所述进料口(11)伸入所述壳体(10)内，所述过滤管(30)设置在所述壳体(10)内并具有沿高度方向设置的上端和下端，所述滤液集液管(40)与所述过滤管(30)的上端连通并从所述出料口(12)伸出所述壳体(10)，所述过滤管(30)的管体上设置有过滤结构，所述返料口(13)和所述排渣口(14)设置在所述壳体(10)的底部，所述压力气口(15)设置为能够向所述壳体(10)内提供返料气压，以使物料从所述返料口(13)排出，所述滤液集液管(40)设置为能够向所述过滤管(30)提供反吹气流，以使滤渣从所述过滤结构脱落并从所述排渣口(14)排出。
2.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述过滤管(30)上设置有多个过滤孔，所述过滤管(30)外套设有滤网、滤布或过滤介质。
3.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述滤液集液管(40)水平设置，所述过滤管(30)竖直设置。
4.根据权利要求3所述的过滤器，其特征在于，所述过滤器包括多个所述滤液集液管(40)和沿每个所述滤液集液管(40)的延伸方向排列的多个所述过滤管(30)。
5.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述进料管(20)包括从所述进料口(11)水平伸入所述壳体(10)的进料管部(21)和沿所述进料管部(21)排列并与所述进料管部(21)连通的多个分布管部(22)。
6.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述进料管(20)、所述滤液集液管(40)、所述返料口(13)、所述排渣口(14)和所述压力气口(15)均设置有阀门，所述过滤器包括用于控制所述阀门的控制单元和用于检测所述壳体(10)内的压力的检测单元，所述控制单元与所述检测单元电连接以控制所述阀门；和/或，所述过滤器包括包覆在所述壳体(10)外以容纳加热介质的夹套(50)。
7.一种过滤系统，其特征在于，所述过滤系统包括物料暂存罐(60)、滤液暂存罐(70)、至少两个过滤器、第一气源和第二气源，所述过滤器均为权利要求1-6中任意一项所述的过滤器，所述物料暂存罐(60)的出口可切换地连接于所述第一过滤器和第二过滤器的进料管(20)，所述滤液存储罐(70)的入口可切换地连接于各所述过滤器的滤液集液管(40)，所述第一气源可操作地连接于各所述过滤器的滤液集液管(40)，所述第二气源可操作地连接于各所述过滤器的压力气口(15)。
8.根据权利要求7所述的过滤系统，其特征在于，所述物料暂存罐(60)的入口分别连接于各所述过滤器的返料口(13)。
9.根据权利要求7或8所述的过滤系统，其特征在于，所述滤液集液管(40)连通有连接所述物料暂存罐(60)的滤液返回管。
10.一种过滤方法，其特征在于，所述过滤方法使用权利要求7-9中任意一项所述的过滤系统，所述方法包括：
通过所述物料暂存罐(60)向所述过滤器中的至少一者供料，以通过所述至少一者过滤并将滤液送至所述滤液暂存罐(70)，直至所述至少一者的过滤达到饱和；
将所述物料暂存罐(60)切换到向所述过滤器中的至少另一者供料，以通过所述至少另一者过滤并将滤液送至所述滤液暂存罐(60)，通过向使所述至少一者的所述压力气口(15)提供返料气压，将所述至少一者的壳体(10)内的物料排空；
通过向所述过滤管(30)提供反吹气流，使滤渣从所述过滤结构脱落并从所述排渣口(14)排出，以使所述至少一者的过滤能力再生。
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