CN205007784U - 一种具有气水分离功能的煤层气过滤器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于过滤器技术领域，具体涉及一种具有气水分离功能的煤层气过滤器。提出的具有气水分离功能的煤层气过滤器的壳体（1）具有空心长方体；壳体空心长方体的左右两侧均具有向外突出的锥台；锥台为由空心长方体向外侧尺寸渐缩小的空心结构；壳体（1）所述空心长方体的下端设置有与滤芯连通的聚水壳（14）；滤芯（2）包括有用以对煤层气进行一级过滤的叶片分离器（15）和用以对煤层气进行二级过滤的丝网凝聚器（16）。本实用新型分离出水不易随气流流出，提高了气水分离效率。

Description

一种具有气水分离功能的煤层气过滤器

技术领域

本实用新型属于过滤器技术领域，具体涉及一种具有气水分离功能的煤层气过滤器。

背景技术

煤层气在煤矿被称为煤矿瓦斯，其主要成分为甲烷，甲烷在空气中浓度达到5%～16%时，遇明火会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气若直接排发到大气中，其温室效应为二氧化碳的21倍。

利用煤矿瓦斯发电，既可以有效的解决煤矿瓦斯爆炸事故，改善煤矿安全生产条件，又有利于增加洁净能源供应，减少温室气体排放，达到保护生命、保护资源、保护环境的多重目标；煤层气除了可燃的甲烷以外，还有氮气、氧气、水蒸气以及少量氨气等组成，其中水蒸气是以饱和状态存在的，气体本身还携带有大量固体粉尘颗粒；这样成份复杂的煤层气进入燃气内燃机燃烧，会严重的影响内燃机效率，大大缩减燃气内燃机使用寿命。因此煤层气在进入内燃机之前要对其进行除尘、脱水、稳压处理使之满足燃气内燃机进口对煤层气品质的要求，同时对煤层气的流量、温度、压力、浓度进行控制，使其适应机组在各工况下运行。

现有燃气内燃机除尘、脱水使用的过滤装置主要由壳体及滤芯组成，滤芯为多层丝网叠加而成，横置于壳体中，当含有一定尘埃和雾沫的煤层气进入过滤装置后，煤层气中携带雾沫与丝网细线相互碰撞，丝网上的雾沫在扩散及重力作用下，使雾沫逐渐形成较大的液滴，直到液滴重力越过气体的上升及液体表面张力的合力时，液体就从丝线上分离下来，同时丝网对煤层气中夹带的固体粉尘颗粒起到过滤的作用。

这种过滤装置对煤层气中水蒸汽有一定的分离作用，且能过滤煤层气中的固体粉尘颗粒，但仍存在以下问题：1、滤芯为单级丝网过滤，丝网滤芯对小液滴及较小气体流速分离效果较好，对较大液滴及较大气体流速分离效果很差；2、由于丝网滤芯横置于过滤壳体中，液滴下落需克服气体上升冲力及液体表面张力合力，因此液滴不易下落，细小雾沫容易随煤层气流出过滤装置。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提出一种具有气水分离功能的煤层气过滤器。

本实用新型采用下述技术方案完成其实用新型任务：

一种具有气水分离功能的煤层气过滤器，所述煤层气过滤器的壳体具有用以安装滤芯的空心长方体；壳体的上端面具有用以安装滤芯的安装孔；壳体的左右两侧均具有向外突出的锥台，位于壳体空心长方体左侧的所述锥台上具有过滤器进口，位于壳体空心长方体右侧的所述锥台上具有过滤器出口；空心长方体的左右两侧的所述锥台均为由空心长方体向外侧尺寸渐缩小的空心结构，用以对煤层气进行导流；壳体所述空心长方体的下端具有用以支撑滤芯的矩形底框，并在所述矩形底框的正下方设置有所述滤芯连通的聚水壳；所述的滤芯包括有安装在滤芯壳体内的叶片分离器和丝网凝聚器；所述的叶片分离器位于丝网凝聚器的前部；所述的叶片分离器由前后平行设置的多个的金属叶片构成；所述的金属叶片垂直设置；所述金属叶片的横截面为具有多个折弯点的波浪状，用以改变进入滤芯的煤层气的运动方向；金属叶片的每个折弯点处均具有向过滤器进口侧伸出的平板，且平板与金属叶片之间形成弯钩输水槽，煤层气所夹带的液滴在惯性力的作用下撞击到金属叶片上，金属叶片上所形成的水膜由折弯点处的弯钩输水槽阻挡并沿其流向底部，进入聚水壳内，至此叶片分离器完成煤层气气水分离的一级过滤，使煤层气中的大部分液滴拦截滤除掉，同时煤层气中的一部分大尺寸液滴通过与叶片分离器壁面碰撞变成小尺寸液滴；所述的丝网凝聚器，由细金属丝编制网层叠而成，用以对叶片分离器碰撞后的小尺寸液滴进行吸附并对煤层气中的固体粉尘颗粒进行过滤，形成二级过滤；所述的聚水壳上安装有放水阀，排放过滤器分离的水；所述的聚水壳上具有排污口，用于在过滤器清洗时排放污水、污泥。

壳体内具有左右对称设置、用于对滤芯进行限位的矩形框。

所述的锥台上具有与外部煤层气进出管路相连的圆形法兰口。

所述滤芯的上端面安装有用以方便滤芯起吊的吊耳。

本实用新型提出的一种具有气水分离功能的煤层气过滤器，采用上述技术方案，具有如下有益效果：

1、过滤器采用两级过滤，滤芯竖直布置于过滤壳体内，分离出水不易随气流流出；

2、滤芯内的叶片分离器负责分离煤层气中大尺寸液滴，并通过碰撞将大尺寸液滴分离成小尺寸液滴，滤芯内的丝网凝集器作为第二级过滤器负责分离第一级漏过的小尺寸液滴并过滤煤层气中的固体粉尘颗粒，提高了气水分离效率；

3、过滤壳体下部设计有放水口、排污口，操作、清洗更方便；

4、过滤器整体采用对称性结构设计，外形美观、大方；

5、滤芯总成上端设计两个圆形吊环，滤芯安装及拆卸方便；

6、过滤器体、滤芯均可清洗、重复使用，节约后期使用成本。

附图说明

图1：本实用新型的组装示意图；

图2：本实用新型中滤芯的外形图；

图3：本实用新型中滤芯的横剖面局部放大图；

图4：本实用新型的工作原理图。

图中：1、壳体；2、滤芯；3、密封垫片Ⅰ；4、密封盖板Ⅰ；5、密封垫片Ⅱ；6、密封盖板Ⅱ；7、放水阀；8、垫圈Ⅰ；9、螺栓Ⅰ；10、垫圈Ⅱ；11、螺栓Ⅱ，12、过滤器进口，13、过滤器出口,14、聚水壳，15、叶片分离器，16、丝网凝聚器。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明。

如图1所示，一种具有气水分离功能的煤层气过滤器，所述煤层气过滤器的壳体1具有用以安装滤芯2的空心长方体；壳体的上端面具有用以安装滤芯2的安装孔；所述的安装孔为带螺纹孔的矩形法兰口，法兰中间矩形开口用于滤芯2的下落安放，安放完滤芯2，用密封垫片Ⅰ3、密封盖板Ⅰ4、垫圈Ⅱ10、螺栓Ⅱ11进行密封；壳体的左右两侧均具有向外突出的锥台，位于壳体空心长方体左侧的所述锥台上具有过滤器进口12，位于壳体空心长方体右侧的所述锥台上具有过滤器出口12；空心长方体的左右两侧的所述锥台均为由空心长方体向外侧尺寸渐缩小的空心结构，用以对煤层气进行导流；壳体1所述空心长方体的下端具有用以支撑滤芯的矩形底框，并在所述矩形底框的正下方设置有所述滤芯连通的聚水壳14，用于盛放过滤器分离的水；结合图2、图3，所述的滤芯2包括有安装在滤芯壳体内的叶片分离器15和丝网凝聚器16；所述的叶片分离器15位于丝网凝聚器的前部；所述的叶片分离器15由前后平行设置的多个的金属叶片构成；所述的金属叶片垂直设置；所述金属叶片的横截面为具有多个折弯点的波浪状，用以改变进入滤芯的煤层气的运动方向；金属叶片的每个折弯点处均具有向过滤器进口侧伸出的平板，且平板与金属叶片之间形成弯钩输水槽，煤层气所夹带的液滴在惯性力的作用下撞击到金属叶片上，金属叶片上所形成的水膜由折弯点处的弯钩输水槽阻挡并沿其流向底部，进入聚水壳内，至此叶片分离器完成煤层气气水分离的一级过滤，使煤层气中的大部分液滴拦截滤除掉，同时煤层气中的一部分大尺寸液滴通过与叶片分离器壁面碰撞变成小尺寸液滴；所述的丝网凝聚器16由细金属丝编制网层叠而成，用以对叶片分离器碰撞后的小尺寸液滴进行吸附并对煤层气中的固体粉尘颗粒进行过滤，形成二级过滤；所述的聚水壳14上安装有放水阀7，排放过滤器分离的水；所述的聚水壳14上具有排污口，所述的排污口带螺纹孔的圆形法兰口，平时用密封垫片Ⅱ5、密封盖板Ⅱ6、垫圈Ⅰ8、螺栓Ⅰ9进行密封，用于在过滤器清洗时排放污水、污泥；壳体1的前后各设计有两个底板中心带一圆形通孔的支脚，用于过滤器的安放、固定。

壳体内具有左右对称设置、用于对滤芯进行限位的矩形框。

所述的锥台上具有与外部煤层气进出管路相连的圆形法兰口。

所述滤芯的上端面安装有用以方便滤芯起吊的吊耳。

本实用新型的安装过程：通过滤芯2上端两个圆形吊环将滤芯2吊起，通过壳体1正上方中间位置带螺纹孔的矩形法兰口将滤芯2放置于壳体1的空心长方体内，通过空心长方体内内部左右对称设计有矩形框限制滤芯2左右位置，通过空心长方体内底部设计有矩形框，支撑滤芯2；将放水阀7拧紧在壳体1下部的聚水壳14上的螺纹孔上，用垫圈Ⅱ10、螺栓Ⅱ11将密封垫片Ⅰ3、密封盖板Ⅰ4安装在壳体1正上方中间位置带螺纹孔的矩形法兰口，进行密封；用垫圈Ⅰ8、螺栓Ⅰ9将密封垫片Ⅱ5、密封盖板Ⅱ6安装在壳体1中段下部的聚水壳底部的排污口，进行密封；

一种带气水分离功能的煤层气过滤器工作过程：如图4所示，煤层气通过由过滤器进口进入壳体1内，首先经过滤芯2的叶片分离器，煤层气沿着叶片组成的“W”字形槽道数次改变运动方向，所夹带的液滴在惯性力的作用下撞击到叶片上，叶片上所形成的水膜由端部的输水槽拦住并沿其流向底部，进入壳体1中段底部的聚水壳内，叶片分离器可以将煤层气中的大部分液滴拦截滤除掉，同时煤层气中的一部分大尺寸液滴通过与叶片分离器壁面碰撞变成小尺寸液滴，小尺寸液滴进入后面的丝网凝聚器，小液滴碰撞到丝网凝聚器上并不会马上沿丝网流下，而是继续粘在丝网上，并且在丝网上还会粘住一些流过它附近的小液滴，这样小液滴会越积越大，当它积到自身重力大于丝网作用在液滴上的表面张力时候，液滴会沿丝网下落，进入壳体1中段底部的聚水壳内；同时煤层气中的固体颗粒杂质也被丝网凝聚器过滤，随着液滴流入壳体1中段底部的聚水壳内；经过两级充分过滤煤层气经过滤器出口排出；聚水壳内分离的水通过放水阀7排除过滤器。当过滤器需要进行清洗时，拆掉过滤器中段上部密封垫片Ⅰ3、密封盖板Ⅰ4、垫圈Ⅱ10、螺栓Ⅱ11，聚水壳底部的密封垫片Ⅱ5、密封盖板Ⅱ6、垫圈Ⅰ8、螺栓Ⅰ9，通过滤芯2上端两个圆形吊环将滤芯2吊出壳体，用高压水清洗滤芯、壳体，壳体内污水、污泥通过聚水壳底部排污口排除；滤芯、壳体清洗完毕后，将所有零部件安装复位。

Claims (4)

1.一种具有气水分离功能的煤层气过滤器，其特征在于：所述煤层气过滤器的壳体（1）具有用以安装滤芯（2）的空心长方体；壳体的上端面具有用以安装滤芯（2）的安装孔；壳体的左右两侧均具有向外突出的锥台，位于壳体空心长方体左侧的所述锥台上具有过滤器进口（12），位于壳体空心长方体右侧的所述锥台上具有过滤器出口（12）；空心长方体的左右两侧的所述锥台均为由空心长方体向外侧尺寸渐缩小的空心结构；壳体（1）所述空心长方体的下端具有用以支撑滤芯的矩形底框，并在所述矩形底框的正下方设置有所述滤芯连通的聚水壳（14）；所述的滤芯（2）包括有安装在滤芯壳体内的叶片分离器（15）和丝网凝聚器（16）；所述的叶片分离器（15）位于丝网凝聚器的前部；所述的叶片分离器（15）由前后平行设置的多个的金属叶片构成；所述的金属叶片垂直设置；所述金属叶片的横截面为具有多个折弯点的波浪状；金属叶片的每个折弯点处均具有向过滤器进口侧伸出的平板，且平板与金属叶片之间形成弯钩输水槽；所述的丝网凝聚器（16）由细金属丝编制网层叠而成；所述的聚水壳（14）上安装有放水阀（7），排放过滤器分离的水；所述的聚水壳（14）上具有排污口。

2.如权利要求1所述的一种具有气水分离功能的煤层气过滤器，其特征在于：壳体内具有左右对称设置、用于对滤芯进行限位的矩形框。

3.如权利要求1所述的一种具有气水分离功能的煤层气过滤器，其特征在于：所述的锥台上具有与外部煤层气进出管路相连的圆形法兰口。

4.如权利要求1所述的一种具有气水分离功能的煤层气过滤器，其特征在于：所述滤芯的上端面安装有用以方便滤芯起吊的吊耳。