CN210826068U

CN210826068U - 一种高效的燃油脱水设备

Info

Publication number: CN210826068U
Application number: CN201921887077.XU
Authority: CN
Inventors: 孙子高; 吴浩赟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2020-06-23
Anticipated expiration: 2029-11-05

Abstract

本公开涉及一种高效的燃油脱水设备。将PP、PE、PVDF、PTFE等膜材料用于燃油脱水。选用热致相分离（TIPS）法制成的管式膜，其均匀的小孔结构能够大幅度提高过滤精度，同时增大燃油在膜表面的流动速度；膜元件主要采用焊接方式封装，确保使用的稳定性。含水燃油由进口经中心管进入多孔板与封头形成的腔体，折流向下进入管式膜内腔，燃油迅速润湿膜材料，在压力作用下渗透到膜壁外排出；而管式膜内腔的水粒子被燃油润湿的膜阻挡并被冲离膜表面。随着含水燃油的迅速浓缩，管式膜内腔的水粒子会聚集、聚并成水珠，在经过聚结网时，较大的水珠被截留，在重力作用下由溢流孔落入排水区域，通过排水口体系，而未被截留的水珠进入新一轮的循环。

Description

一种高效的燃油脱水设备

技术领域

本公开属于油水分离领域，具体涉及一种高效的燃油脱水设备。

背景技术

汽油、煤油、柴油等燃油在开采、加工、生产、运输环节中带入水分，会产生设备腐蚀，供油系统管道堵塞或发动机突然熄火等危害。油品的脱水效果直接影响生产安全和经济效益。

水分在燃油中的形态可分为溶解水、乳状水及沉降水。目前，燃油脱水主要是对乳状水、沉降水的脱除，精度较低。近些年来，膜技术在油水分离领域取得了长足发展，然而滤膜易被堵塞，膜自身强度小，连续操作稳定性差，膜元件需要经常更换与清洗，因此需要开发一种高效耐用的膜分离设备。

发明内容

采用低表面能高分子膜对燃油进行脱水，如聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚偏氟乙烯PVDF、聚四氟乙烯PTFE膜，燃油会迅速在膜表面铺展、润湿、进而穿透膜壁渗出，而水分则对燃油以及高分子膜不润湿，直径大于膜孔径的水粒子被阻挡在膜外，从而达到脱水目的。

燃油脱水的精度取决于膜孔的大小以及孔径分布，表面孔径越小并且孔径分布越窄的膜脱水效率越高，对于PP、PE、PVDF等膜材料，宜采用热致相分离（TIPS）法制备。实验发现，水粒子在膜表面的聚集对稳定操作是不利的，会对膜产生污堵，需要迅速将其转移、去除。因此采取错流操作方式将截留的水粒子迅速冲离膜表面；增大膜内径，选用管式膜，从而提高燃油在膜内的流动速度；对浓度逐渐增大的水粒子进行聚结、去除，维持过膜燃油含油水量的稳定；膜元件本身需要较高的机械强度，但是膜材料的表面能低，利用封灌胶粘结的方法不适用，需采用焊接方式封装膜元件。

燃油脱水器由滤芯、定位块、聚结网、筒体、底盖、快装法兰构成。脱水器的核心部件滤芯由滤芯封头、上端多孔板、中心管、有机管式膜、筒状支撑网、下端多孔板构成。滤芯封头与多孔板的外圆相连，可采用机械连接或热熔焊接；多孔板的中心孔、非中心孔分别与中心管、有机管式膜热熔焊接；多孔板的非中心孔与有机管式膜的另一端热熔焊接，而其中心孔被中心管穿过且相接触部分为热熔连接；为保证两个多孔板之间的距离稳定，多孔板与多孔板之间连接有筒状支撑网；多孔板的外圆上、下端分别与筒体下端口、底盖的上端口连接并通过O圈密封，分别形成滤液腔、原液腔；在原液腔内斜向设置带有溢流孔的聚结网；中心管与燃油进口相连通，并通过O型圈的密封与原液腔分隔开；备用口、滤液排出口与滤液腔相连通；排水口、燃油出口与原液腔连通。

通过上述结构，实现了一种高效的燃油脱水设备。

附图说明

图1为燃油脱水器示意图。

图2为含水燃油净化流程。

附图标记

1-滤芯 2-滤芯封头 3-上端多孔板 4-净化器筒体 5-中心管 6-有机管式膜 7-滤液排出口 8-下端多孔板 9-底盖 10-排水口 11-燃油进口 12，16-O型圈 13-燃油出口14-聚结网 15-快装法兰 17筒状支撑网 18-定位块 19-备用口。

具体实施方式

燃油脱水器由滤芯1、定位块18、聚结网14、筒体4、底盖9、快装法兰15构成。脱水器的核心部件滤芯1由滤芯封头2、上端多孔板3、中心管5、有机管式膜6、筒状支撑网17、下端多孔板8构成。其中有机管式膜与上端多孔板3、下端多孔板8使用材质一致，可以是PP、PE、PVDF、PTFE等材料，管式膜由热致相分离法制成，管式膜的孔径在0.01-0.5μm之间。管式膜内径大于2mm，壁厚在0.2-5mm之间。

滤芯封头2与上端多孔板3的外圆相连，可采用机械连接或热熔焊接；多孔板3的中心孔、非中心孔分别与中心管5、有机管式膜6热熔焊接；多孔板8的非中心孔与有机管式膜6的另一端热熔焊接，而其中心孔被中心管5穿过且相接触部分为热熔连接；为保证两个多孔板之间的距离稳定，多孔板3与多孔板8之间连接有筒状支撑网17；下端多孔板8的外圆上、下端分别与筒体4下端口、底盖9的上端口连接并通过O圈密封，分别形成滤液腔、原液腔；在原液腔内斜向设置带有溢流孔的聚结网14；中心管5与燃油进口11相连通，并通过O型圈12的密封与原液腔分隔开；备用口19、滤液排出口7与滤液腔相连通；排水口10、燃油出口13与原液腔连通。

含水燃油由进口11，经中心管5的下端向上进入多孔板3与滤芯封头2形成的腔体后，折流向下进入管式膜6的内腔，燃油迅速润湿膜材料，在压力作用下渗透到膜壁外，进入滤液腔由滤液排出口7排出；而管式膜内腔的水粒子被燃油润湿的膜阻挡并被流体带离膜表面，进入原液腔。由于含水燃油被迅速浓缩，管式膜内腔的水粒子会聚集、聚并成水珠，在经过聚结网14时，较大的水珠被截留，并在重力作用下由溢流孔落入排水区域，通过排水口10排出体系，而未被截留的水珠随燃油经燃油出口13进入新一轮的循环。

当燃油脱水器脱水效率有所下降时，需要进行通量恢复，此时将所有腔体内的液体放净，打开排水口10、燃油出口13，将压缩气体通入燃油进口11进行吹扫；也可将脱水后的燃油由备用口19或滤液口7反向注入，使滤液由排水口10、燃油出口13排出。

对于严重污堵的滤芯1以及聚结网14，可取出进行再生和更换，通过筒体4与底盖9连接的快装法兰15，可快速完换装操作。

实施例1

燃油脱水器采用聚丙烯管式膜，膜孔径0.2微米，内径4.0mm，壁厚1.0mm；多孔板3,8、中心管5、滤芯封头2、筒状支撑网17、筒体4、定位块18、聚结网14均采用聚丙烯材质，底盖9为有机玻璃材质，聚结网的孔径100目。

将市售的0#柴油配置成含水量4000ppm的油水混合物，在室温20℃的条件下，采用图2所示的流程对含水柴油进行净化。含水柴油在入口压力为1.0×10⁵Pa的条件下由进口11进入进化器，经过中心管5的下端向上进入多孔板3与封头2形成的腔体后，折流下向进入管式膜6的内腔，柴油迅速润湿膜材料，在压力作用下渗透到膜壁外，进入滤液腔由滤液排出口7排出；而管式膜内腔的水粒子被柴油润湿的膜阻挡，并被油水混合液带离膜表面，进入原液腔。由于含水柴油被迅速浓缩，管式膜内腔的水粒子会聚集、聚并成水珠，在经过聚结网14时，较大的水珠被截留，并在重力作用下由溢流孔落入排水区域，通过排水口10排出体系，而未被截留的水珠随燃油经燃油出口13进入新一轮的循环。将过滤液引回原液槽，经过连续运行72h后，滤液平均含水量为86ppm；同时由透明底盖可以看到，排水口上方有聚集水落下。

实施例2

将市售航空煤油配置成含水量300ppm的油水混合物，在室温20℃的条件下，采用图2所示的流程对含水煤油进行净化。含水煤油在入口压力为1.0×10⁵Pa的条件下由进口11进入进化器，经过中心管5的下端向上进入多孔板3与封头2形成的腔体后，折流下向进入管式膜6的内腔，煤油迅速润湿膜材料，在压力作用下渗透到膜壁外，进入滤液腔由滤液排出口7排出；而管式膜内腔的水粒子被煤油润湿的膜阻挡，并被油水混合液带离膜表面，进入原液腔。由于含水煤油被迅速浓缩，管式膜内腔的水粒子会聚集、聚并成水珠，在经过聚结网14时，较大的水珠被截留，并在重力作用下由溢流孔落入排水区域，通过排水口10排出体系，而未被截留的水珠随燃油经燃油出口13进入新一轮的循环。将过滤液引回原液槽，经过连续运行72h后，滤液平均含水量为24ppm；同时由透明底盖可以看到，排水口上方有聚集水落下。

Claims

1.一种燃油脱水器，其特征在于，燃油脱水器由筒体、底盖、可更换滤芯、定位块、聚结网、快装法兰构成；

筒体的顶部与下端侧面分别设置有备用口、滤液排出口；

筒体内部上端设置有间隔分布的定位块；

筒体下端设置有底盖，底盖上端与筒体下端通过快装法兰连接；

底盖下端侧面设置有排水口和燃油出口，底盖下端中心设置有燃油进口，排水口和燃油出口与底盖的内腔连通，燃油进口的上端设置有O型圈；底盖的内腔斜向设置有聚结网，聚结网侧面设置有溢流孔；

可更换滤芯由滤芯封头、上端多孔板、中心管、有机管式膜、筒状支撑网、下端多孔板构成，在滤芯的上端设置有滤芯封头，滤芯封头的下端与上端多孔板的外圆上端热熔焊接，上端多孔板的中心孔与中心管的端口热熔连接，上端多孔板的非中心孔与有机管式膜的一端热熔焊接；上端多孔板的外圆下端与筒状支撑网的上端口热熔焊接；筒状支撑网的下端口与下端多孔板的上端焊接连接；下端多孔板的中心孔被中心管穿过，中心管与下端多孔板的中心孔相接触部分采用焊接连接；下端多孔板的非中心孔与有机管式膜的另一端热熔焊接；

滤芯的顶部插入定位块限定的区域；中心管的下端口插入燃油进口的上端，与燃油进口连通；下端多孔板的外圆上端与筒体下端口通过O圈密封，下端多孔板的外圆下端与净化器底盖上端口通过O圈密封。

2.根据权利要求1所述的燃油脱水器，其特征在于，有机管式膜、上端多孔板、下端多孔板使用材质相同，为PP、PE、PVDF或PTFE。

3.根据权利要求1所述的燃油脱水器，其特征在于，有机管式膜由热致相分离法制成。

4.根据权利要求1所述的燃油脱水器，其特征在于，有机管式膜的孔径为0.01-0.5μm，管式膜内径大于2.0mm，壁厚为0.2-5mm。