CN215692422U - 泄压过滤装置以及泄压过滤系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种泄压过滤装置以及泄压过滤系统，该泄压过滤装置包括锁斗、过滤件以及下料管；锁斗的内腔由上至下依次包括反吹区、过滤区和固体颗粒存储区；下料管的进料端用于与上游固体颗粒存储装置连通；下料管的出料端伸入至固体颗粒存储区内；固体颗粒存储区的底部具有出料口；过滤件设置在过滤区，过滤件用于在锁斗内腔泄压时对固体颗粒进行拦截；反吹区上具有泄压管路和反吹管路；泄压管路用于供所述锁斗内腔泄压；反吹管路用于向锁斗内腔送气，以对锁斗内腔充压和/或将过滤件上拦截的固体颗粒吹扫至固体颗粒存储区，从而减小了整个装置的体积和投资，且提高了整个装置的运行效率。

Description

泄压过滤装置以及泄压过滤系统

技术领域

本公开涉及固体颗粒处理技术领域，尤其涉及一种泄压过滤装置以及泄压过滤系统。

背景技术

固体颗粒降压排放技术是一种通用的固体处理工艺，在能源化工行业特别是煤化工、有机硅等领域是重要的工艺处理过程。

化工行业中的固体颗粒降压大多采用锁斗系统来完成，锁斗系统泄压过程中固体颗粒的拦截则通过过滤器来实现。由于现有技术的锁斗系统和过滤器为分体设计结构，即锁斗系统和过滤器为两个独立的设备(比如在将过滤器拦截的固体颗粒输送返回至锁斗系统时，需在锁斗系统和过滤器之间连接额外的输送管道)，如此导致现有的整个泄压过滤系统的设备数量较多，系统体积较大，整体投资较大。

实用新型内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种泄压过滤装置以及泄压过滤系统。

第一方面，本公开提供了一种泄压过滤装置，包括锁斗、过滤件以及竖向设置在所述锁斗内的下料管；

所述锁斗的内腔由上至下依次包括反吹区、过滤区和固体颗粒存储区；所述下料管的顶端为进料端，所述进料端用于与上游固体颗粒存储装置连通；所述下料管的底端为出料端，所述出料端伸入至所述固体颗粒存储区内，以使固体颗粒由所述下料管进入至所述固体颗粒存储区；所述固体颗粒存储区的底部具有出料口；

所述过滤件设置在所述过滤区，所述过滤件用于在所述锁斗内腔泄压时对所述固体颗粒进行拦截；所述反吹区上具有泄压管路和反吹管路；所述泄压管路用于供所述锁斗内腔泄压；所述反吹管路用于向所述锁斗内腔送气，以对所述锁斗内腔充压和/或将所述过滤件上拦截的所述固体颗粒吹扫至所述固体颗粒存储区。

可选的，所述反吹区上开设有泄压反吹口；

所述泄压管路包括设置在所述锁斗外部的泄压管和设置在所述泄压管上的泄压控制阀，所述泄压管的进气端与所述泄压反吹口连通；

所述反吹管路包括设置在所述锁斗外部的反吹管和设置在所述反吹管上的反吹控制阀，所述反吹管的出气端与所述泄压反吹口连通。

可选的，所述泄压反吹口至少为两个；

至少两个所述泄压反吹口沿所述反吹区的周向均匀排布。

可选的，所述固体颗粒存储区包括竖直段以及位于所述竖直段底部的锥形段；

所述出料端位于所述竖直段；在沿所述锥形段的顶端至所述锥形段的底端的方向上，所述锥形段的内径逐渐减小，所述出料口位于所述锥形段的底端。

可选的，所述锥形段所在的圆锥的锥角A的范围为A<180°-2*θ；

其中，θ为进入至所述下料管内的固体颗粒的安息角。

可选的，所述下料管的底部具有喇叭状扩口段；

在沿所述喇叭状扩口段的顶端至所述喇叭状扩口段的底端的方向上，所述喇叭状扩口段的内径逐渐增大，所述喇叭状扩口段的底端形成为所述出料端。

可选的，所述出料端的直径D2为所述下料管的管径D1的2～5倍；

和/或，所述喇叭状扩口段所在的圆锥的锥角B的范围为B<180°-2*θ；其中，θ为进入至所述下料管内的固体颗粒的安息角。

可选的，所述过滤件包括滤芯，所述滤芯的顶部通过上固定件固定在所述锁斗内，所述滤芯的底部通过下固定件固定在所述锁斗内。

可选的，所述下料管的中轴线与所述锁斗的竖向中轴线重合。

第二方面，本公开提供了一种泄压过滤系统，包括上游固体颗粒存储装置以及如上所述的泄压过滤装置；

所述上游固体颗粒存储装置具有固体颗粒出口，所述进料端与所述固体颗粒出口连通。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供的泄压过滤装置以及泄压过滤系统，通过设置锁斗、过滤件和下料管，使锁斗内腔由上至下依次形成为反吹区、过滤区和固体颗粒存储区，将过滤件设置在过滤区，将下料管竖向设置在锁斗内，使下料管的顶端与上游固体颗粒存储装置连通，使下料管的底端伸入至固体颗粒存储区内；同时在反吹区上设置泄压管路和反吹管路，通过泄压管路实现锁斗内腔的泄压，通过反吹管路向锁斗内腔送气，不仅可以实现对锁斗内腔的充压，还能够实现将过滤件上拦截的固体颗粒直接吹扫至固体颗粒存储区，实现过滤件的再生。也就是说，将过滤件设置在锁斗内，并通过下料管下料，从而将锁斗和过滤件集成为一体，实现了锁斗和过滤件的耦合，且在对过滤件上拦截的固体颗粒吹扫时，固体颗粒能够直接下落至固体颗粒存储区，无需额外设置输送管道，从而减少了设备数量，进而大大减小了整个装置的体积和投资，且提高了整个装置的运行效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述的泄压过滤装置的结构示意图；

图2为本公开实施例所述的泄压过滤装置中的过滤件和下料管的结构示意图；

图3为本公开实施例所述的泄压过滤系统的结构示意图。

其中，1、锁斗；11、反吹区；110、反吹区人孔；12、过滤区；13、固体颗粒存储区；130、存储区人孔；131、竖直段；132、锥形段；133、出料口；134、出料控制阀；14、泄压反吹口；15、泄压管；151、泄压控制阀；16、反吹管；161、反吹控制阀；2、过滤件；20、滤芯；21、上固定件；22、下固定件；3、下料管；31、进料端；32、喇叭状扩口段；321、出料端；4、上游固体颗粒存储装置；41、固体颗粒出口；42、下料控制阀。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

参照图1至图3所示，本实施例提供一种泄压过滤装置，示例性的，该泄压过滤装置比如可以应用在煤气化领域，比如用于向煤气炉提供煤料。

该泄压过滤装置包括：锁斗1、过滤件2以及竖向设置在锁斗1内的下料管3。

其中，锁斗1的内腔由上至下依次包括反吹区11、过滤区12和固体颗粒存储区13。下料管3的顶端为进料端31，进料端31用于与上游固体颗粒存储装置4连通。下料管3的底端为出料端321，出料端321伸入至固体颗粒存储区13内，以使固体颗粒由下料管3直接进入至固体颗粒存储区13。固体颗粒存储区13的底部具有出料口133。

具体实现时，锁斗1的顶部具有安装孔，下料管3穿设在该安装孔中，具体地，上游固体颗粒存储装置4的底部具有固体颗粒出口41，固体颗粒出口41与下料管3的进料端31之间通过下料管道连通，其中，下料管道上设置有下料控制阀42。下料管3的直径可以与下料管道的直径一致，下料管3和下料管道具体可通过法兰连接。

其中，过滤件2设置在过滤区12，过滤件2用于在锁斗1内腔泄压时对固体颗粒进行拦截。反吹区11上具有泄压管路和反吹管路，其中，泄压管路用于供锁斗1内腔泄压，反吹管路用于向锁斗1内腔送气，以对锁斗1内腔充压和/或将过滤件2上拦截的固体颗粒吹扫至固体颗粒存储区13。

可以理解的是，在对锁斗1内腔泄压时，锁斗1内腔中的气体携带固体颗粒向上流动，过滤件2对固体颗粒进行拦截，气体经过过滤件2后到达反吹区11，然后经泄压管路排出至锁斗1外部。在通过反吹管路向锁斗1内腔送气时，气体进入至锁斗1中，使锁斗1内腔升压，且进入的气体作用于过滤件2，对过滤件2进行吹扫，将过滤件2上拦截的固体颗粒吹扫至固体颗粒存储区13中，实现过滤件2的再生。

当然，由反吹管路进入至锁斗1内腔的气体也可以仅起到对锁斗1内腔升压的作用，或者仅起到对过滤件2进行吹扫的作用。

具体实现时，反吹区11上开设有泄压反吹口14，其中，泄压管路包括设置在锁斗1外部的泄压管15和设置在泄压管15上的泄压控制阀151，泄压管的进气端与泄压反吹口14连通，在泄压时，锁斗1内腔的气体经泄压反吹口14进入至泄压管15，经泄压管15排放出去。通过泄压控制阀151实现对泄压管15的开启、关闭以及泄压速率等的控制。其中，反吹管路包括设置在锁斗1外部的反吹管16和设置在反吹管16上的反吹控制阀161，反吹管16的出气端与泄压反吹口14连通，进入至反吹管16中的气体经泄压反吹口14进入至锁斗1内腔中。通过反吹控制阀161实现对反吹管16的开启、关闭以及送气速率等的控制。

需要说明的是，上述的泄压反吹口14具体可以指一个口，在对锁斗1内腔泄压时，该泄压反吹口14即作为泄压口，在对锁斗1内腔送气时，该泄压反吹口14即作为反吹口。或者，上述的泄压反吹口14也可以指两个口，其中一个口为泄压口，泄压管15与该泄压口连接，其中另一个口为反吹口，反吹管16与该反吹口连接，该泄压口和该反吹口整体称之为泄压反吹口14。

具体可以使下料管3的中轴线与锁斗1的竖向中轴线重合。也就是说，下料管3可设置在锁斗1的中部，这样使得固体颗粒存储区13内物料堆积的更加均匀，进一步提高了排料的顺畅性。

其中，过滤件2具体包括滤芯20，滤芯20可采用陶瓷、金属烧结、金属丝网等形式。参照图2，示例性的，滤芯20的顶部具体通过上固定件21固定在锁斗1内，滤芯20的底部具体通过下固定件22固定在锁斗1内。其中，上固定件21具体可以为固定管板，反吹区11和过滤区12通过该固定管板进行分割。下固定件22具体可以为固定框。上固定件21和下固定件22的具体结构形式并不限于此。通过上固定件21和下固定件22分别对滤芯20的顶部和底部进行固定，实现了滤芯20的双点固定，提高了整体强度。

具体实现时，为了对上游固体颗粒存储装置4和泄压过滤装置进行有效保护，可先对锁斗1内腔进行升压，具体可通过泄压反吹口14对锁斗1进行充压，当锁斗1内腔升压至指定压力(比如，充压终止压力要求上游固体颗粒存储装置4与锁斗1内腔之间正负压差不大于0.2MPaG，既|ΔP|≤0.2MPaG)后，泄压过滤装置进行收料泄压步骤，开启下料控制阀42后，开启泄压管15上的泄压控制阀151，并控制锁斗1与上游固体颗粒存储装置4之间维持恒定压差，可以理解的是，此时上游固体颗粒存储装置4内的压力大于锁斗1内的压力。在压差和重力双作用下，上游固体颗粒存储装置4内的固体颗粒通过下料管3进入锁斗1内腔的固体颗粒存储区13，正向压差的存在可以促进固体颗粒的下落。

当固体颗粒进入固体颗粒存储区13后达到指定料位后结束收料，此时关闭下料管道上的下料控制阀42，锁斗1内腔进入泄压步骤，泄压管15上的泄压控制阀151维持恒定泄压速率直至锁斗1内腔释放至指定压力。泄压过程中，锁斗1内的气体夹杂固体颗粒向上流动，直接进入过滤区12，过滤区12的过滤件2对其进行拦截过滤，过滤后的气体经过滤区12进入至反吹区11，进而从泄压反吹口14排出，由泄压管15排出至整个装置外。

其中，当装置完成泄压步骤后，若固体颗粒存在危险组成(即锁斗1内腔存在危险气体)，未满足排放要求则需对锁斗1进行置换充压，此时充压气依次通过反吹管16、泄压反吹口14进入反吹区11，实现锁斗1内腔的升压，同时，充压气还可以实现对过滤件2的吹扫，将过滤件2拦截下来的固体颗粒吹扫至固体颗粒存储区13，实现过滤件2的再生。置换充压完成后续进行置换泄压从而完成整个装置的全部置换及降压，此过程具体可通过泄压控制阀151进行控制。在泄压及置换泄压过程中若过滤件2的压差超过设定值则需进行反吹再生过程，此过程与置换充压类似，反吹气通过反吹管16进入锁斗1的反吹区11，完成对过滤件2的再生，反吹再生过程可以为时间控制也可为压差控制。完成泄压后进入排料步骤，具体实现时，可以在出料口133处设置出料控制阀134，通过开启出料控制阀134，即可将固体颗粒存储区13内部的固体颗粒排出，完成排料后进入充压步骤。此时充压气通过反吹管16进入锁斗1内腔完成对过滤件2的再生和系统的升压，当压力升至指定压力后系统完成充压操作，本次顺控时序完成，开始进入下一轮排料顺控过程，既重复上一次操作过程。充压终止压力要求即为收料步骤控制压力要求。

本实施例提供的泄压过滤装置，通过设置锁斗1、过滤件2和下料管3，使锁斗1内腔由上至下依次形成为反吹区11、过滤区12和固体颗粒存储区13，将过滤件2设置在过滤区12，将下料管3竖向设置在锁斗1内，使下料管3的顶端与上游固体颗粒存储装置4连通，使下料管3的底端伸入至固体颗粒存储区13内；同时在反吹区11上设置泄压管路和反吹管路，通过泄压管路实现锁斗1内腔的泄压，通过反吹管路向锁斗1内腔送气，不仅可以实现对锁斗1内腔的充压，还能够实现将过滤件2上拦截的固体颗粒直接吹扫至固体颗粒存储区，实现过滤件2的再生。也就是说，本公开将过滤件2设置在锁斗1内，并通过下料管3下料，从而将锁斗和过滤件2集成为一体，实现了锁斗和过滤件2的耦合，且在对过滤件2上拦截的固体颗粒吹扫时，固体颗粒能够直接下落至固体颗粒存储区13，无需额外设置输送管道，从而减少了设备数量，进而大大减小了整体装置的体积和投资，且提高了整个装置的运行效率。

本实施例使得收料和泄压可以同时进行，采用压差输送的方式提高了整体收料速率，缩短了收料时间，提高了系统处理量。在置换充压和充压过程中直接完成对过滤件2的反吹再生，再生后的固体颗粒直接下落至锁斗1内腔的固体颗粒存储区13，不再经过返料管道返回至锁斗1内腔，降低了其对锁斗1内部流场的冲击。

在一些实施例中，可将泄压反吹口14设置为至少两个，至少两个泄压反吹口14沿反吹区11的周向间隔排布。较优的，至少两个泄压反吹口14沿反吹区11的周向均匀排布。这样设置可提高泄压、充压效率，提高装置的运行效率。

为了保证固体颗粒存储区13内的固体颗粒能够顺利从固体颗粒存储区13底部的出料口133排放出去，继续参照图1或图2所示，在一些实施例中，固体颗粒存储区13具体可包括：竖直段131以及位于竖直段131底部的锥形段132。

其中，下料管3的出料端321位于竖直段131。其中，在沿锥形段132的顶端至锥形段132的底端的方向上，锥形段132的内径逐渐减小，出料口133位于锥形段132的底端。即，该锥形段132的上端大、下端小。

较为优选的，锥形段132所在的圆锥的锥角A的范围为A<180°-2*θ；其中，θ为进入至下料管3内的固体颗粒的安息角，如此设置能够进一步提高固体颗粒排放的顺畅性，提高排料效率。

在一些实施例中，下料管3的底部具有喇叭状扩口段32。在沿喇叭状扩口段32的顶端至喇叭状扩口段32的底端的方向上，喇叭状扩口段32的内径逐渐增大，喇叭状扩口段32的底端形成为出料端321。即，喇叭状扩口段32的顶端小、底端大。这样设置可以控制收料过程中固体颗粒在流速变化过程中实现与气体的快速分离。

其中，下料管3的直径D1的数值取决于该泄压过滤装置处理量Q(kg/s)与固体颗粒堆密度ρ(kg/m³)，具体为D1＝α*(Q/ρ)^0.5，其中α为控制系数，范围在2～10。其中，下料管3的出料端321的直径D2(即喇叭状扩口端的大端直径)与下料管3直径D1相关，D2为2～5倍D1。

其中，喇叭状扩口段32所在的圆锥的锥角B的范围为B<180°-2*θ；其中，θ为进入至下料管3内的固体颗粒的安息角。这样设置主要是为了实现反吹过程中固体颗粒的顺利下落。

为满足固体颗粒分离要求，防止泄压气体夹带过量固体颗粒进入过滤区12，其中，下料管3的出料端321至滤芯20底部的下固定件22之间的高度H的范围可设置为0.2～1.5m，并根据设备实际处理量进行调整。

参照图1所示，具体实现时，反吹区11上设置有反吹区人孔110，固体颗粒存储区13上设置有存储区人孔130，通过设置反吹区人孔110和存储区人孔130，可实现内部清理及过滤件2等内件的安装。

实施例二

参照图1至图3所示，本实施例提供一种泄压过滤系统，包括上游固体颗粒存储装置4以及泄压过滤装置。

其中，上游固体颗粒存储装置4具有固体颗粒出口41，固体颗粒出口41处设置有下料管道，下料管道上设置有下料控制阀42，通过下料控制阀42控制下料。

泄压过滤装置的下料管3的进料端31与该固体颗粒出口41连通，以使上游固体颗粒存储装置4中的固体颗粒经固体颗粒出口41进入至下料管3中，进而进入至泄压过滤装置的锁斗1中。

本实施例中的泄压过滤装置与实施例一提供的泄压过滤装置的具体结构和实现原理相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述，具体可参照实施例一的描述。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种泄压过滤装置，其特征在于，包括锁斗(1)、过滤件(2)以及竖向设置在所述锁斗(1)内的下料管(3)；

所述锁斗(1)的内腔由上至下依次包括反吹区(11)、过滤区(12)和固体颗粒存储区(13)；所述下料管(3)的顶端为进料端(31)，所述进料端(31)用于与上游固体颗粒存储装置(4)连通；所述下料管(3)的底端为出料端(321)，所述出料端(321)伸入至所述固体颗粒存储区(13)内，以使固体颗粒由所述下料管(3)进入至所述固体颗粒存储区(13)；所述固体颗粒存储区(13)的底部具有出料口(133)；

所述过滤件(2)设置在所述过滤区(12)，所述过滤件(2)用于在所述锁斗(1)内腔泄压时对所述固体颗粒进行拦截；所述反吹区(11)上具有泄压管路和反吹管路；所述泄压管路用于供所述锁斗(1)内腔泄压；所述反吹管路用于向所述锁斗(1)内腔送气，以对所述锁斗(1)内腔充压和/或将所述过滤件(2)上拦截的所述固体颗粒吹扫至所述固体颗粒存储区(13)。

2.根据权利要求1所述的泄压过滤装置，其特征在于，所述反吹区(11)上开设有泄压反吹口(14)；

所述泄压管路包括设置在所述锁斗(1)外部的泄压管(15)和设置在所述泄压管(15)上的泄压控制阀(151)，所述泄压管(15)的进气端与所述泄压反吹口(14)连通；

所述反吹管路包括设置在所述锁斗(1)外部的反吹管(16)和设置在所述反吹管(16)上的反吹控制阀(161)，所述反吹管(16)的出气端与所述泄压反吹口(14)连通。

3.根据权利要求2所述的泄压过滤装置，其特征在于，所述泄压反吹口(14)至少为两个；

至少两个所述泄压反吹口(14)沿所述反吹区(11)的周向均匀排布。

4.根据权利要求1至3任一项所述的泄压过滤装置，其特征在于，所述固体颗粒存储区(13)包括竖直段(131)以及位于所述竖直段(131)底部的锥形段(132)；

所述出料端(321)位于所述竖直段(131)；在沿所述锥形段(132)的顶端至所述锥形段(132)的底端的方向上，所述锥形段(132)的内径逐渐减小，所述出料口(133)位于所述锥形段(132)的底端。

5.根据权利要求4所述的泄压过滤装置，其特征在于，所述锥形段(132)所在的圆锥的锥角A的范围为A<180°-2*θ；

其中，θ为进入至所述下料管(3)内的固体颗粒的安息角。

6.根据权利要求1至3任一项所述的泄压过滤装置，其特征在于，所述下料管(3)的底部具有喇叭状扩口段(32)；

在沿所述喇叭状扩口段(32)的顶端至所述喇叭状扩口段(32)的底端的方向上，所述喇叭状扩口段(32)的内径逐渐增大，所述喇叭状扩口段(32)的底端形成为所述出料端(321)。

7.根据权利要求6所述的泄压过滤装置，其特征在于，所述出料端(321)的直径D2为所述下料管(3)的管径D1的2～5倍；

和/或，所述喇叭状扩口段(32)所在的圆锥的锥角B的范围为B<180°-2*θ；其中，θ为进入至所述下料管(3)内的固体颗粒的安息角。

8.根据权利要求1至3任一项所述的泄压过滤装置，其特征在于，所述过滤件(2)包括滤芯(20)，所述滤芯(20)的顶部通过上固定件(21)固定在所述锁斗(1)内，所述滤芯(20)的底部通过下固定件(22)固定在所述锁斗(1)内。

9.根据权利要求1至3任一项所述的泄压过滤装置，其特征在于，所述下料管(3)的中轴线与所述锁斗(1)的竖向中轴线重合。

10.一种泄压过滤系统，其特征在于，包括上游固体颗粒存储装置(4)以及如权利要求1至9任一项所述的泄压过滤装置；

所述上游固体颗粒存储装置(4)具有固体颗粒出口(41)，所述进料端(31)与所述固体颗粒出口(41)连通。

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