CN1309452C - 过滤器组件和过滤器容器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种过滤器组件，包括多个适于把流体与固体微粒内分离开来的纵向细长过滤元件(7)，优选地，这些过滤元件至少基本垂直安装，具有封入密封装置(8)的开放的上端(2)和连接到过滤器支座(10)的封闭底端，所述过滤器支座安装在过滤网(11)上，其特征为所述过滤网(11)有多个一起形成过滤网的网元件(12)，其中两个相邻过滤元件之间的网元件截面的至少一部分是尖形的。本发明还涉及一种包括至少一个过滤器组件的过滤器容器。

Description

过滤器组件和过滤器容器
技术领域
本发明涉及一种过滤器组件，它包括多个适于把流体与固体微粒分离开来的细长过滤元件，所述过滤元件有封入密封装置的开口的上端和安装在过滤器支座的封闭底端，所述支座安装于过滤网上。本发明还涉及一种包括所述过滤器组件的过滤器容器。
背景技术
更具体地说，本发明涉及从含固体微粒的流体中滤出固体微粒的装置。在许多生产过程中，特别是在上升到高温或高压的情况下，会产生包含大量固体微粒的流体，流体必须在清除固体微粒之后方可使用、进一步处理或排放。例如，煤的普通燃烧过程产生含有烟灰粉末的废气，不可排入大气。与此类似，煤的气化或部分燃烧产生的气流，在清除固体后，在其气体和固体粒子总中含有0.1-4重量％的各种固体微粒，包括灰渣或烟灰，在有些情况下，包括没有燃烧的煤。流体催化过程也常常产生包含污染产品或环境的不允许的残留催化剂微粒的气流或液流。
为了克服这一困难，可以使用各种处理方法。例如，可以使含有残留固体微粒的流体连续或断续通过过滤器或稀疏过滤单元组。过滤器要间断地擦拭或清洗，使之不被完全堵塞。例如过滤器可以经过气体或液体的反冲，把清除的微粒收集于过滤器容器的底部以便不断地或定期地清除。如EP-A-551951说明的那样也可使用声波、超音波或亚音波清除。
许多过滤系统的共同问题是过滤元件/密封或者过滤装置组或密封装置中的一个或数个过滤元件/密封可能发生故障。在EP-A-601733中提出了改善陶瓷型过滤元件密封(典型地为棒式过滤器)的办法。
由于过滤元件的回转运动，例如，在回冲作业时的压力波动引起的回转运动，密封的问题更多。回转运动可能进一步导致过滤元件的损坏或断裂，因为过滤元件的位置优选地互相很接近。WO 87/07180提出了解决这一问题的办法，在过滤元件的底端钻一盲孔，该盲孔装在销形限制元件中。所述销形限制元件安装于一个夹持装置上，该装置与图中的不同，将进一步说明。这种销形限制元件可以安装弹性帽，使回转运动缓解以避免销形限制元件损坏过滤元件。这被证明是避免损坏的一种好办法，但从运行效率看，似乎令人失望。主要问题在于大量渣或凝块堵塞包括所述销形限制元件的夹持装置的情况，严重到只有在经常进行各种擦拭的情况下才可能有效运行。而且，堵塞减少过滤元件的有效表面并可能导致所述过滤元件断裂。在实际上及实用上，这种情况是很不理想的。
因此，需要有一种能长时间连续运行而不发生一个或数个过滤元件断裂故障的过滤元件组合。本发明可以满足这种需要，以新的有效方法解决堵塞问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种过滤器组件，一种包括具有上端和下端的纵向容器体的过滤器容器；一种把容纳流体的容器体区域与容纳流体和固体微粒的区域分隔开的主管板；在所述容器体上至少有一个让需把固体微粒过滤出去的流体进入的入口；所述容器上有供流体排出的出口和固体微粒排出的出口，和所述过滤器组件内使用的至少一个过滤网。为此目的，本发明涉及一种过滤器组件，包括适合把固体微粒与流体分离开的多个纵向细长的过滤元件，所述过滤元件具有封入密封装置的开放上端和连接到过滤器支座的封闭下端，所述过滤器支座安装在过滤网上，其特征为所述过滤网有多个一起形成过滤网的网元件，两个相邻的过滤元件之间的网元件截面的至少一部分是尖形的。优选的是，所述网元件的截面在所述过滤元件之间的网元件的全部上都是尖形的。优选的是，所述过滤元件至少基本上是垂直安装的。优选的是，所述过滤器支座是与所述过滤元件的凹部配合的纵向的细长延伸部。
为了防止固体物质堆积到网元件上，网元件的尖朝向重力的相反方向。所述过滤器组件用于把流体与固体微粒分开，优选地，固体微粒的静止角在30度到90度之间，更具体地说在40度到70度之间。具有这种静止角的固体微粒例如是烟灰。正如Elsevier Science Publishers Ltd的K·Rietema 1991年在《细粉末的动态特性》一文53-56页所说的那样，静止角是粉末在水平面上自由堆积时粉末堆的坡度。根据本发明的过滤器组件在清除煤的气化气的烟灰上特别有用。主要包括一氧化碳、氢、氮、二氧化碳和水的煤的气化气是在煤炭气化过程中产生的一种普通气体。本发明的过滤器容器可以用作生产冷却纯净煤的气化气的煤炭气化设备的一部分。煤的气化气适合用作气体发生器自身的冷却气体。优选地，要在气体处理过程中进一步处理，除去硫的成分之后用于化学或动力的应用上。化学应用的例子有氨和甲醇的制备和作为费托合成的进料。烟灰可以用作陶瓷材料之类的建筑材料的粘合剂。
附图说明
下面对本发明作进一步说明，但不具有限制性。有以下附图：
图1绘制的是有密封装置、主管板、过滤元件、过滤器支座和过滤网的过滤器容器；
图2绘制的是过滤网的顶视图；
图3绘制的是图2沿A-A线剖开的断面图；
图4绘制的是图3沿B-B线剖开的网元件断面图。
具体实施方式
在图1中，纵向容器体1有上端2和下端3，在所述容器体中供要滤去固体微粒的流体进入的入口4，在所述容器体中供流体排出的出口5和供固体微粒排出的出口6。所述容器包含主管板18，该主管板18把容器体1的容纳流体的区域与容纳流体和固体微粒的区域分开。所述容器还包括设有回冲装置9的多个过滤元件7(为了简明起见只示出4个过滤元件)。所述过滤元件7可以用多孔陶瓷材料或多孔金属材料制造。过滤元件7的下端连接到过滤器支座10上，所述支座包含于过滤网11内。所述容器1可以包括一个带过滤元件的过滤网，但容器1一般有多个过滤网，例如，在容器1内放置6到24个过滤网，每个网例如带30到50个过滤元件7。
图2内示出的是过滤网的特定实施例。所述网包括网元件12。各种与过滤器容器配合的形状都可使用。本例中的形状为六边形，包括18个网元件12。根据本实施例的结构，一共有52个交叉点13，其中的4个用作把网，例如通过支座8固定于主管板18或直接固定于过滤器容器内的锚定点14。在本例里，所有其它交叉点都有过滤器支座10，在本例里，所述支座有销形突出部的形式。当然，在一个或数个交叉点13上可以没有过滤器支座10。优选地，网元件12的90％以上的交叉点13都有过滤器支座10。
在本实施例里，平行四边形的孔是以四个交叉点13为角顶点围成的。在所述过滤元件放在过滤器支座上或放入过滤器支座时，围绕过滤元件横断面的尺寸的交叉点的空间为过滤元件7占据。网元件12最大厚度处的水平截面(图2的顶视图内显示)的总面积与过滤网11的孔15的总面积之比小于1∶1.5，优选地为1∶1.5到1∶15，更优选地为1∶3.5到1∶5。这一比率对于防止孔15被堵塞很重要。孔的大小通常至少要比通过孔的微粒或微粒块的大小大7倍，优选地为9到12倍。销形元件10或与所述销形元件10配合的过滤元件的凹部可以如WO87/07180号专利说明的那样安装弹性帽。
在图3内，沿图2的A-A线剖开的断面图显示交叉点13、网元件12和销形突出部10(过滤器支座)，所述支座与交叉点13上的孔或凹部配合。
图4中示出的是网元件12的断面图。所述网元件有尖17，其τ角等于或小于2×(90-α)，所述尖17的各边与垂线19的夹角τ1和τ2小于(90-α)，其中的α是固体微粒的静止角。在图4中，τ角为大约30度，τ1和τ2角为大约15度，这使本实施例适合于分离静止角为75度及小于75度的固体微粒。这些角度对于避免固体物质在网元件12上累积是必要的。如果固体物质积累起来，过滤元件7之间最终会接触，从而增加其损坏或断裂的危险。网元件12的厚度是所述网元件12的最大厚度。优选地，这一厚度应尽量地小，但必须足以保证过滤网11的刚度。优选地，网元件12例如通过抛光成光滑的，以进一步提高其防止固体微粒在其上面累积的性能。

Claims (10)

1.一种过滤器组件，包括适合把固体微粒与流体分离开的多个纵向细长的过滤元件(7)，所述过滤元件具有封入密封装置(8)的开放上端(2)和连接到过滤器支座(10)的封闭下端，所述过滤器支座安装在过滤网(11)上，其特征为所述过滤网(11)有多个一起形成过滤网(11)的网元件(12)，其中在两个相邻的过滤元件(7)之间的网元件(12)的至少一部分截面是尖形的。
2.按照权利要求1的过滤器组件，其特征为所述网元件(12)的截面在所述过滤元件(7)之间的网元件(12)的全部上都是尖形的。
3.按照权利要求1或2的过滤器组件，其特征为所述网元件(12)的截面的尖(17)有一个等于或小于2*(90-α)的τ角，所述尖(17)的各边与垂线(19)的夹角τ1和τ2等于或小于(90-α)，其中α是固体微粒的静止角。
4.按照权利要求1或2的过滤器组件，其特征为所述过滤元件(7)是垂直安装的。
5.按照权利要求1或2的过滤器组件，其特征为所述网元件(12)的表面是光滑的。
6.按照权利要求1或2的过滤器组件，其特征为所述过滤器支座(10)是与所述过滤元件(7)的凹部配合的纵向的细长延伸部。
7.按照权利要求1或2的过滤器组件，其特征为所述过滤器支座(10)配置于至少两个网元件(12)的交叉点(13)上。
8.按照权利要求1或2的过滤器组件，其特征为所述网元件(12)最大厚度处的水平截面的总面积与所述过滤网(11)的孔(15)的总面积之比率小于1∶1.5。
9.按照权利要求8的过滤器组件，其特征为所述网元件(12)最大厚度处的水平截面的总面积与所述过滤网(11)的孔(15)的总面积之比率在1∶3.5与1∶5之间。
10.一种过滤器容器，包括：
—纵向容器体(1)，该容器体具有上端(2)和下端(3)；
—主管板(18)，该主管板把所述容器体(1)容纳流体的区域与容纳流体和固体微粒的区域分隔开；
—至少一个位于所述容器体(1)上的入口(4)，供要分离固体微粒的流体进入之用；
—位于所述容器体上的出口(5、6)，分别用于流体和固体微粒的排出；和
—按照权利要求1-9中任一项的至少一个过滤器组件。
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