CN202173829U - 一种过滤器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种过滤器，包括管板(1)、壳体(2)和外部接口(3)，还包括固定滤芯的支架结构(4)，该固定滤芯的支架结构包括滤芯(41)、定位销(42)、固定板(43)、紧锁螺母(44)、固定板螺栓(45)、直尺(46)和壳体法兰(47)，滤芯(41)安装在管板(1)上，定位销(42)固定在滤芯(41)上，安装在滤芯(41)的上方，定位销(42)插入固定板(43)上的孔中，紧锁螺母(44)安装在固定板螺栓(45)和固定板(43)的中间，直尺(46)安装在壳体法兰(47)的端面上，位于固定板螺栓(45)的上方。本实用新型独特的滤芯支架结构显著增加了滤芯的抗冲击能力，提高了过滤器的运行压力，延长了运行时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及过滤装置，尤其涉及一种过滤器。
背景技术
目前，精对苯二甲酸(PTA)行业公知的PTA母液过滤器为袋式过滤器，该过滤器具有处理能力大、拆装便捷、抗堵等一系列优点，得到了业内的一致认可。但是，由于该过滤器中使用的滤芯元件材质为尼龙，容易老化、破损，导致使用寿命较低，一般3-4个月就要拆换过滤元件，从而影响了整个PTA生产工艺。天津石化的王铭松，王会海在文献“天津PTA装置TA单元过滤机运行情况分析”中指出袋式过滤器对整个PTA工艺的重要性，但是同时也指出，袋式过滤器运行时存在操作参数过多，滤布易堵等问题需要进一步优化。中国专利43N4646424441设计了一种旋转式袋式过滤器，该过滤器设计新颖，操作简单，出水指标稳定，但是仍然存在布袋易破的问题，影响了其工业推广的进程。
PTA废水中含有大量对甲基苯甲酸(PT酸)、对苯二甲酸(TA)、苯甲酸(BA)等有机物，这些物质在水中的溶解度较小，大部分以悬浮颗粒的形式存在。在过滤过程中，滤芯内表面将不溶的悬浮颗粒拦截，溶解的部分则通过滤芯，但是，由于滤芯内外压力变化，引起了水中的有机物部分结晶，堵塞过滤通道，造成运行周期的缩短。近年来，有研究人员将陶瓷膜过滤器用来代替袋式过滤器过滤PTA生产中产生的悬浮颗粒，出水水质可以达到预期的要求，但是，由于陶瓷滤芯的过滤通道较大，很容易造成运行过程中会有部分PT酸等有机物结晶，堵塞通道，造成运行周期的缩短，碱洗再生频繁。国内专利43N47446438提出了应用陶瓷膜技术和阳离子交换树脂联合工艺处理PTA精制废水，出水水质可以达到回用水水质的要求，但是，陶瓷膜运行周期短影响了整个工艺的操作周期，给现实操作带来很多不便。
从2003年开始金属过滤器开始在PTA行业应用，用以改造44RM的袋式过滤器，目前的业绩有翔鹭石化PTA，洛阳石化PTA，BP珠海PTA，大连逸盛PTA，辽阳石化PTA，乌鲁木齐石化PTA，燕山石化PTA等。中国专利43N42438208461给出了金属过滤器的基本结构，该过滤器为圆柱形压力容器，其底部为椎体结构，过滤器内具有将容器上部与下部隔离和支撑滤芯的管板，空腔结构的圆柱型滤芯筒壁上具有多个直径小于母液中有机颗粒直径的滤孔，滤芯位于管板上。该过滤器具有操作简单、运行稳定、使用周期长的特点，该过滤器的出现大大提升了PTA工艺的稳定性。但是该过滤器没有对内部金属滤芯进行加固，容易导致滤芯受压变形。
实用新型内容
针对现有技术中滤芯易堵塞和易受压变形的缺陷，本实用新型的目的是提供一种过滤器，通过独特的支架将滤芯固定，增加了滤芯的坚固性，大大提升了过滤器的承压性能；同时该过滤器使用的滤芯，保证了反冲洗过程中不会有结晶颗粒堵塞孔道。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
本实用新型提供了一种内滤式过滤器，包括管板、壳体和外部接口，还包括固定滤芯的支架结构，该固定滤芯的支架结构包括滤芯、定位销、固定板、紧锁螺母、固定板螺栓、直尺和壳体法兰，滤芯安装在管板上，定位销固定在滤芯上，安装在滤芯的上方，定位销插入固定板上的孔中，紧锁螺母安装在固定板螺栓和固定板的中间，直尺安装在壳体法兰的端面上，位于固定板螺栓的上方。
所述的滤芯为对称的金属滤芯，优选钢材滤芯，滤芯的过滤形式为内过滤，过滤精度为0.5μm，滤芯的厚度为1.2mm。
所述的滤芯和管板接口采用螺纹连接加O型环密封。
所述的固定板螺栓顶部与直尺的下端间隙为1.5mm。
所述的壳体内部焊有管板，管板将过滤器分为上下两个腔体，管板上开有大量规则圆孔，滤芯穿过圆孔，固定于管板上；壳体的顶盖为封头式，顶盖可以打开，壳体顶部提供了吊耳和吊柱以便于打开顶盖。
所述的外部接口包括进料口、清液出料口、卸料口、反冲气进口、气体排空口、醋酸进口、碱液进口和去离子水进口；反冲气进口、醋酸进口位于过滤器上封头与条形板之间，醋酸进口在反冲气进口下方，气体排空口、清液出料口分别位于反冲气进口与醋酸进口正对面，碱液进口位于管板下方直边壳体2上，去离子水进口在锥形腔体上，进料口和卸料口在直管壁上。
所述的进料口、碱液进口和去离子水进口设置在直管壁上，使废水在过滤器底部呈漩涡状上升，确保了液体有足够的扰动力，使得其中的固体杂质能够分布均匀。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、为了提高运行效率，延长运行时间，本实用新型的过滤器滤芯过滤精度采用0.5μm，减少了建立滤饼的时间。PTA废水中的悬浮颗粒的粒径主要集中在5-42μm之间，过滤精度偏大的话，必须要先循环建立滤饼来达到过滤要求。
2、为了防止过滤通道过长引起堵塞，本实用新型的过滤器使用的滤芯为对称式且壁厚仅为1.2mm，保证了反冲洗过程中不会有结晶颗粒堵塞孔道。
3、为了确保在过滤的过程中形成的滤饼是均质的，本实用新型的过滤器底部介质进口位置设置在直管壁上，使废水在过滤器底部呈漩涡状上升，确保了液体有足够的扰动力，使得其中的固体杂质能够分布均匀。
4、为了防止在过滤过程中由于滤芯和管板接口不密封造成滤清液的污染，本实用新型采用螺纹连接加O型环密封。
5、本实用新型公开的内滤式过滤器，能够去除PTA废水中悬浮颗粒，可以确保较长的运行周期，同时，由于本实用新型滤芯使用的材质为钢材，确保了滤芯强度，保证了该过滤器的使用寿命。
6、本实用新型就是针对传统金属过滤器做进一步优化，通过独特的支架将滤芯固定，增加了滤芯的坚固性，大大提升了过滤器的承压性能。
附图说明
图1是本实用新型内滤式过滤器的正视图。
图2是本实用新型内滤式过滤器的剖视图。
图3是本实用新型内滤式过滤器固定滤芯的支架结构。
图中：管板1、壳体2、外部接口3、进料口31、清液出料口32、卸料口33、反冲气进口34、气体排空口35、醋酸进口36、碱液进口37、去离子水进口38、固定滤芯的支架结构4、滤芯41、定位销42、固定板43、紧锁螺母44、固定板螺栓45、直尺46、壳体法兰47、条形板48、凹槽49、固定板定位销40。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型内滤式过滤器的正视图；图2是本实用新型内滤式过滤器的剖视图；
图3是本实用新型内滤式过滤器固定滤芯的支架结构。本实用新型提供的内滤式过滤器包括管板1，壳体2、外部接口3以及固定金属滤芯的支架结构4；固定金属滤芯的支架结构4包括：滤芯41、定位销42、固定板43、紧锁螺母44、固定板螺栓45、直尺46和壳体法兰47。滤芯41安装在管板1上，定位销42固定在滤芯41上，安装在滤芯41的上方，同时定位销42插入固定板43上的孔中，紧锁螺母44安装在固定板螺栓45和固定板43的中间，直尺46安装在壳体法兰47的端面上，位于固定板螺栓45的正上方。
滤芯41为对称的金属滤芯，滤芯的过滤形式为内过滤，过滤精度为0.5微米，滤芯的厚度为1.2毫米；滤芯41为钢材滤芯。滤芯41和管板1接口采用螺纹连接加O型环密封。
管板1是焊接在内滤式过滤器金属壳体2的内部，管板1将过滤器分为上下两个腔体，管板1上开有大量规则圆孔，滤芯41穿过圆孔，固定于管板1上；壳体2的顶盖为封头式，顶盖可以打开，壳体2顶部提供了吊耳和吊柱以便于打开顶盖。
外部接口3包括进料口31、清液出料口32、卸料口33、反冲气进口34、气体排空口35、醋酸进口36、碱液进口37、去离子水进口38，反冲气进口34、醋酸进口36位于过滤器上封头与条形板48之间，醋酸进口36在反冲气进口34下方，气体排空口35、清液出料口32分别位于反冲气进口34与醋酸进口36正对面，碱液进口37位于管板1下方直边壳体2上，去离子水进口38在锥形腔体上，进料口31和卸料口33在直管壁上。
进料口31、碱液进口37和去离子水进口38设置在直管壁上，使废水在过滤器底部呈漩涡状上升，确保了液体有足够的扰动力，使得其中的固体杂质能够分布均匀。
将滤芯41仔细安装在管板1上后，调节滤芯41的顶部，使它们均匀、等距地分布在壳体2中央。将固定器的孔对准滤芯41的定位销42，将固定器缓慢向下放，先安装一行，一定要确保每一个滤芯41的定位销42都插入到固定器的开孔中。然后逐行安装，直到所有的定位销42全部进入固定器的孔中，确保固定器全部坐到滤芯41的定位销42上。
调整固定器调节固定板螺栓45，用一支直尺46放在壳体法兰47端面(端面上不要加垫片)上，使直尺46正好处于调节螺栓的上方。调节固定板螺栓45的高度，使固定板螺栓45的顶部与直尺46的下端正好有1.5mm的间隙，间隙调整完成后拧紧锁紧螺母44，按照上述方法调整好每一个固定板螺栓45。在壳体法兰47上放入垫片，过滤器顶盖安装在壳体法兰47上。
条形板48底部开有等间距的凹槽49，槽间距为每列金属滤芯41顶部定位销42间距相同，将条形板48扣到定位销42上，确保每个定位销42都在条形板48的凹槽49内，然后逐行安装，直到所有的定位销42全部进入条形板48凹槽49内。将固定板定位销40插到条形板顶部凹槽内，调整固定器上方的调节紧锁螺母44，用一直尺46放在壳体法兰47端面上，使直尺46正好处于固定板螺栓45的上方。调整固定板螺栓45的高度，使固定板螺栓45的顶部与直尺46的下端正好有1.5mm的间隙。间隙调整完成后拧紧紧锁螺母44。按照上述方法调整好每一个紧锁螺母44。安装完成后取下直尺46，在壳体法兰47上放入垫片，将封盖放在法兰垫片上，完成全部安装。
开车时，母液从进料口31进入，介质呈螺旋形在过滤腔体内流动，初始流量为47m3/48，便于滤芯表面形成均匀的助滤层，这一过程确保了最终能够形成均匀的滤饼，这是反冲洗过程能够将滤饼整体剥落的前提。母液低速注满过滤器的过程中，过滤器清液出料口32保持关闭，气体排空口35保持打开，将母液顶出的气体排空，当气体排空口35有液体流出时，打开清液出料口32，关闭气体排空口35，母液进料量增大至75m3/48，进行大流量过滤。母液经过滤芯时，滤清液流出滤芯通过清液出料口32排出，水中的有机颗粒则被截留在滤芯内表面而逐渐形成滤饼，随着时间的延长，滤饼的厚度逐渐增大，当过滤时间达到设定值时，关闭所有进出口，打开高压反冲气进口34，使氮气在过滤器顶部形成一个高压气包，当压力达到设定值0.5Mp时，迅速打开卸料口33，此时，在高压氮气的带动下，滤芯外侧的清液迅速向金属滤芯内部流动，瞬间的强大冲击力将滤芯内壁形成的均匀滤饼整体爆破脱落，随着过滤器的液体一起从卸料口33排出，反冲完成后关闭氮气进口，打开气体排空口35。由于在反冲过程中滤芯表面温度会有所降低，当母液再次接触到滤芯时会由于温度差，导致母液中有机物迅速结晶，堵塞滤芯孔道，从而降低运行周期。通过高温醋酸对过滤器进行喷淋，既可以将滤芯升温，也可以溶解残留在滤芯表面的有机固体颗粒，确保运行周期稳定。打开醋酸进料口36，醋酸温度为70℃，采用喷淋的方式对整个过滤器进行升温，5min后关闭醋酸进料口36，开始正常过滤，具体步骤同上。当过滤器运行1个月后，大量有机颗粒在滤芯孔道中形成，堵塞孔道，此时通过氮气反冲已无法达到过滤要求，需要通入5％氢氧化钠溶液，对整个滤芯通道进行再生，将滤芯通道中的固体有机物溶解。打开碱液进口37，进料流量为50m3/48，碱液由滤芯内表面向外表面冲洗，当碱洗时间达到20min时，关闭碱液进口37，打开去离子水进口38，对整个过滤器进行漂洗，去除过滤器中残留的碱液，当漂洗时间达到20min时，关闭去离子水进口38。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种过滤器，包括管板(1)、壳体(2)和外部接口(3)，其特征在于：还包括固定滤芯的支架结构(4)，该固定滤芯的支架结构包括滤芯(41)、定位销(42)、固定板(43)、紧锁螺母(44)、固定板螺栓(45)、直尺(46)和壳体法兰(47)，滤芯(41)安装在管板(1)上，定位销(42)固定在滤芯(41)上，安装在滤芯(41)的上方，定位销(42)插入固定板(43)上的孔中，紧锁螺母(44)安装在固定板螺栓(45)和固定板(43)的中间，直尺(46)安装在壳体法兰(47)的端面上，位于固定板螺栓(45)的上方。
2.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于：所述的滤芯(41)为对称的金属滤芯，滤芯的过滤形式为内过滤，过滤精度为0.5μm，滤芯的厚度为1.2mm。
3.根据权利要求2所述的过滤器，其特征在于：所述的滤芯(41)为钢材滤芯。
4.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于：所述的滤芯(41)和管板(1)接口采用螺纹连接加O型环密封。
5.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于：所述的固定板螺栓(45)顶部与直尺(46)的下端间隙为1.5mm。
6.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于：所述的壳体(2)内部焊有管板(1)，管板(1)将过滤器分为上下两个腔体，管板(1)上开有规则圆孔，滤芯(41)穿过圆孔，固定于管板(1)上；壳体(2)的顶盖为封头式，壳体(2)顶部提供了吊耳和吊柱以便于打开顶盖。
7.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于：所述的外部接口(3)包括进料口(31)、清液出料口(32)、卸料口(33)、反冲气进口(34)、气体排空口(35)、醋酸进口(36)、碱液进口(37)和去离子水进口(38)；反冲气进口(34)、醋酸进口(36)位于过滤器上封头与条形板(48)之间，醋酸进口(36)在反冲气进口(34)下方，气体排空口(35)、清液出料口(32)分别位于反冲气进口(34)与醋酸进口(36)正对面，碱液进口(37)位于管板(1)下方直边壳体(2)上，去离子水进口(38)在锥形腔体上，进料口(31)和卸料口(33)在直管壁上。
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