CN203355617U - 一种分子筛过滤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种分子筛过滤装置，其针对以往技术不能有效过滤分子筛料液，容易导致过滤膜管堵塞使过滤膜报废的问题，提供如下结构的过滤装置：其具备过滤罐(2)和过滤膜管组件，其特征在于，所述过滤膜管组件(3)为有机膜管组件，环绕过滤罐(2)装配于过滤罐(2)内部；其中，在过滤罐(2)底部还设有分子筛成品出口(10)，在过滤罐(2)的顶部设有分子筛母液入口(7)和压力表(11)，在过滤罐(2)的侧壁间隔设有空气进口(8)和滤出液出口(9)。通过本实用新型的过滤装置能适应分子筛过滤的酸碱环境，大大延长了使用寿命；提高了分子筛的收率；可以使分子筛提浓到固含量40～50％，大幅降低了分子筛的生产成本。

Description

一种分子筛过滤装置

技术领域

本实用新型涉及一种分子筛过滤装置，用于分子筛晶化和/或交换工段，可以实现分子筛与母液的分离。

背景技术

分子筛的生产过程，通常包括晶化，交换、过滤，洗涤，干燥，焙烧等单元过程，有时为了制备催化性能合格的分子筛催化材料，上述单元过程要重复多次。在分子筛的晶化和交换过程中，分子筛分散在母液中，成为一种固液混合物，其固含量一般在5～10％之间，需要过滤将固液两相分离，以进行后续的干燥或焙烧过程。

分子筛通常是在强碱性条件下合成的，因此其晶化母液具有碱性，pH值一般在10～14之间。而分子筛的交换通常是在酸性条件下进行，根据交换介质的不同pH值有所不同，如，以酸为交换介质，其pH值一般在0～2之间，以铵盐为交换介质，其pH值一般在3～5之间。

分子筛是一种粉末状的晶体物质，其晶粒一般在0.05～5μm之间。分子筛生产传统的过滤方式为板框过滤，带滤机过滤，离心过滤等方式。CN1417120公开了一种带滤机过滤方法，过滤所用的滤布过滤精度不够，大量的分子筛会穿滤，因此分子筛的收率不高，通常在80～95％之间，随着分子筛晶粒的变小，分子筛的收率显著降低。并且由于母液酸碱环境，滤布使用寿命短需要经常更换。

CN101134572公开了一种采用无机膜集成系统处理和分离超细分子筛的方法。该发明解决了传统过滤方法带来的过滤精度不高，分子筛，尤其是超细分子筛，收率低的问题，使分子筛的收率达到95％以上。该发明还解决了由于分子筛母液酸碱环境，滤布使用寿命短需要经常更换的问题。该发明采用的无机膜系统，核心的过滤元件为无机膜。无机膜的过滤精度足以满足分子筛的过滤要求。

分子筛过滤过程中，随着滤出液体量的增加，分子筛浆液的固含量逐渐增加，浆液的粘度也逐渐增加，在膜表面形成的滤饼厚度逐渐增加，当浆液提浓到一定程度后，就不能继续提浓，否则容易堵塞膜管。无机膜的制备过程决定了无机膜的流体的流道较小，通常为2～4mm。因此无机膜分子筛的过滤过程，只能使分子筛提浓到固含量20～30％，否则容易堵塞膜管，使无机膜报废，而分子筛浆液中含有的70～80％的水只能在后续的干燥或焙烧过程除去，因此该发明的方法能耗很大。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是现有技术存在的不能有效过滤分子筛料液，容易导致过滤膜管堵塞使过滤膜报废的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种分子筛过滤装置，其具备过滤罐2和过滤膜管组件3，其特征在于，

所述过滤膜管组件3为有机膜管组件，环绕装配于过滤罐2内部；

其中，在过滤罐2底部还设有分子筛成品出口10，

在过滤罐2的顶部设有分子筛母液入口7和压力表11，

在过滤罐2的侧壁间隔设有空气进口8和滤出液出口9。

其中，优选地，在上述分子筛过滤装置中，在过滤罐2内上方设有由顶板12a和底板12b形成的封闭通道12，各有机膜管组件的各个膜管顶部末端设于底板12b上，各个管芯与该封闭通道12相通，贯通顶板12a和底板12b的中央设有圆筒13。

其中，更优选地，在上述分子筛过滤装置中，搅拌装置4通过圆筒13插入过滤罐2内下方。

或者，其中，更优选地，在上述分子筛过滤装置中，在过滤罐2内，有机膜管组件的各个膜管顶部末端彼此连通形成环形管，搅拌装置4通过位于过滤罐2中央的环形管间隙插入过滤罐2内下方。

其中，更优选地，在上述分子筛过滤装置中，所述环形管为一个螺旋形环形管或彼此连通的多个环形管。

其中，更优选地，在上述分子筛过滤装置中，泵5设于连通过滤罐2底部分子筛成品出口10的分子筛成品管线5a上。

其中，更优选地，在上述分子筛过滤装置中，在过滤罐2的顶部设有放空阀6。

其中，更优选地，在上述分子筛过滤装置中，在连接滤出液出口9的滤出液管线9a上设有流量计14，连通分子筛母液入口7的分子筛母液管线7a上设有泵。

其中，进一步更优选地，在上述分子筛过滤装置中，有机膜管组件3的膜管道直径在8～15mm之间，更优选所述膜管道直径为10mm。

其中，更优选地，在上述分子筛过滤装置中，所述各个膜管彼此间隔距离为2cm～5cm。

本实用新型的分子筛过滤装置采用有机膜管式膜组件优选聚四氟乙烯有机过滤膜管组件环绕过滤罐设于过滤罐内部，通过压力表调节过滤膜管内外压差，间隔一定时间用空气吹扫，由此，能够使该装置适应分子筛过滤的酸碱环境，大大延长了使用寿命；与传统的板框过滤相比，避免了分子筛的穿滤，提高了分子筛的收率；与管道直径仅为3mm左右的传统的无机过滤膜管道相比，聚四氟乙烯管式膜流道尺寸大，可以在8～15mm之间，可以使分子筛提浓到固含量40～50％，可以降低后续干燥或焙烧过程除去的水量，大幅降低了分子筛的生产成本。

附图说明

图1是本实用新型的分子筛过滤装置的结构示意图。

图2是本实用新型的分子筛过滤装置的过滤罐2沿M-M的剖视图。

图3是将图1的过滤装置的过滤罐中各有机膜管3的顶部末端变更设计为3个彼此连通的同心环形管后沿M-M的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选的装置结构和操作过程。

如图1所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，本实用新型的过滤装置1具备过滤罐2和过滤膜管组件3，其特征在于，所述过滤膜管组件为聚四氟乙烯膜管组件，环绕过滤罐2装配于其内部，聚四氟乙烯膜管彼此间隔排列，优选所述过滤膜管的管径为8～15mm，而且该聚四氟乙烯膜管还可以用聚丙烯、聚乙烯或尼龙膜代替，所述过滤膜的滤孔的孔径为0.05～0.1μm；过滤膜管彼此间隔距离优选为2cm～5cm(以管外壁间隔距离计)；在过滤罐2中央装配有搅拌装置4；另外，在过滤罐2底部设有分子筛成品出口10，在过滤罐2的顶部间隔设有分子筛母液入口7、放空阀6和压力表11，其中，在连通分子筛母液入口7的分子筛母液管线7a上设有泵(图未示)，用于将分子筛母液泵入过滤罐2内；另外，在过滤罐2的一个侧壁设有空气进口8，在过滤罐2的另一个侧壁还设有滤出液出口9，而且在连通滤出液出口9的滤出液管线9a上设有流量计14，用于随时监测滤出液的流量；其中，在过滤罐2内上方设有由顶板12a和底板12b形成的封闭通道12，聚四氟乙烯膜管组件3的各个膜管顶部末端设于底板12b上，各个管芯与该封闭通道12相通，所述封闭通道12中央设有圆筒13(该圆筒13高度与封闭通道12相同)供搅拌装置4插入过滤罐2下方，且供分子筛母液流入过滤罐2下方，并且，所述空气进口8和滤出液出口9均位于顶板12a和12b之间，以便空气经由空气进口8进入聚四氟乙烯膜管组件3的各个膜管内，吹扫附着于膜管外壁的分子筛固含物，滤出液经由聚四氟乙烯膜管组件3的各个膜管管芯通过滤出液出口9流出过滤罐2外；另外，泵5设于连通过滤罐2底部分子筛成品出口10的分子筛成品管线5a上，阀门B设于连通空气进口8的管线8a上，以便控制空气进入过滤罐2内，阀门A设于连接滤出液出口9的滤出液管线9a上，阀门C设于分子筛成品管线5a上，阀门D设于分子筛母液管线7a上。

图2是图1的分子筛过滤装置中过滤罐2沿封闭通道12的M-M方向上的剖视图，其中，一系列虚线圆3是封闭通道12的底板12b上贯通设置的多个有机膜管。

作为一种优选的实施方式，各有机膜管顶部末端也可以连通形成环形管来代替上述封闭通道12，所述环形管可以设为一个螺旋形环形管(图未示)，也可以设计为多个彼此连通的环形管优选同心环形管12G，如图3所示，3个同心环形管12G彼此通过它们之间的管道T相互连通，这样一来，当分子筛母液进入过滤罐2后，可以穿过环形管12G的各个管道之间的空隙流入过滤罐2下方，从而在压差作用下由管外向管内渗出滤出液，在环形管12G中通过滤出液出口9将滤出液导出于过滤罐2外。

下面具体说明采用本实用新型的过滤装置1对分子筛母液进行过滤的过程。分子筛的晶化料液或交换料液(固含量为5～20％)经由分子筛母线管线7a，用泵(图未示)打入分子筛母液入口7，进而经由圆筒13流入过滤罐2内部，开启过滤罐2内的搅拌装置4，料液逐渐没过过滤罐2内的聚四氟乙烯有机膜管组件3进行过滤，最后整个过滤罐2被分子筛料液充满，过滤罐2内压力逐渐增加，压力达到0.1～0.4MPa范围后，开始过滤，此时滤出液从聚四氟乙烯管芯内流入封闭通道12，然后经由滤出液管线9a内流出来。用滤出液管线9a上的流量计14检测滤出液的流量，用连接过滤罐2的压力表管线11a上的压力表11检测过滤罐2内的压力。过滤一定时间后，滤出液的流量减小至初始流量的30％后，关闭滤出液管线9a上的阀门A，然后打开管线8a上的空气阀门B，用大于过滤罐2内压力0.2～0.3MPa的空气吹扫1～2s，接着，关闭空气阀门B，打开滤出液阀门A重新开始过滤，直至分子筛料液的固含量达到40～50％，停止过滤，用过滤罐2底部的泵5将得到的分子筛成品输送至分子筛生产的后续单元过程。

Claims (10)

1.一种分子筛过滤装置，具备过滤罐(2)和过滤膜管组件(3)，其特征在于，所述过滤膜管组件(3)为有机膜管组件，环绕过滤罐(2)装配于过滤罐(2)内部；

其中，在过滤罐(2)底部还设有分子筛成品出口(10)，

在过滤罐(2)的顶部设有分子筛母液入口(7)和压力表(11)，

在过滤罐(2)的侧壁间隔设有空气进口(8)和滤出液出口(9)。

2.如权利要求1所述的分子筛过滤装置，其中，在过滤罐(2)内上方设有由顶板(12a)和底板(12b)形成的封闭通道(12)，有机膜管组件的各个膜管顶部末端设于底板(12b)上，各个管芯与该封闭通道(12)相通，贯通顶板(12a)和底板(12b)的中央设有圆筒(13)。

3.如权利要求2所述的分子筛过滤装置，其中，搅拌装置(4)通过圆筒(13)插入过滤罐(2)内下方。

4.如权利要求1所述的分子筛过滤装置，其中，在过滤罐(2)内，有机膜管组件的各个膜管顶部末端彼此连通形成环形管，搅拌装置(4)通过位于过滤罐(2)中央的环形管间隙插入过滤罐(2)内下方。

5.如权利要求4所述的分子筛过滤装置，其中，所述环形管为一个螺旋形环形管或彼此连通的多个环形管。

6.如权利要求3或5所述的分子筛过滤装置，其中，泵(5)设于连通过滤罐(2)底部分子筛成品出口(10)的分子筛成品管线(5a)上。

7.如权利要求6所述的分子筛过滤装置，其中，在过滤罐(2)的顶部设有放空阀(6)。

8.如权利要求7所述的分子筛过滤装置，其中，在连接滤出液出口(9)的滤出液管线(9a)上设有流量计(14)，连通分子筛母液入口(7)的分子筛母液管线(7a)上设有泵。

9.如权利要求8所述的分子筛过滤装置，其中，所述有机膜管组件的膜管道直径在8～15mm之间。

10.如权利要求9所述的分子筛过滤装置，其中，所述各个膜管彼此间隔距离为2cm～5cm。

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