渣蠟過濾設備與工藝的製作方法
2023-10-11 15:47:59
渣蠟過濾設備與工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種渣蠟過濾設備，以位於立式圓筒殼體內部中央的中心收集管為中軸，平行安裝有若干水平葉片，每片水平葉片至少包括葉片本體與表面過濾通道層，所述中心收集管底部與出料管連接處設置有密封裝置，密封裝置採用密封圈與摩擦板綜合進行密封。本發明基於現有的水平託盤式葉濾機進行對於密封、葉片、進料與清洗等多處改進，可以滿足渣蠟過濾的高溫特殊要求。本發明的過濾工藝可以高效地對渣蠟進行固液分離，工藝合理，過濾效果優異且安全，完全滿足費託合成的分離過濾的高要求。
【專利說明】渣蠟過濾設備與工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及化工設備領域，尤其是一種渣蠟與穩定蠟的過濾設備與工藝。
【背景技術】
[0002]費託合成是煤制油工藝中將煤間接液化的主要反應，費託合成生成的蠟經過加氫精制和加氫裂化，可以製造高標號的汽柴油；經過脫氣、冷卻也可以直接生產高熔點蠟。中國專利201120472284.6— 一種費託合成用的蠟及渣蠟、穩定蠟處理系統中，需要利用過濾器將含鐵質催化劑粉末的液相渣蠟或者蠟進行固液分離，將固相鐵質催化劑分離收集以循環利用，而高純度的液態蠟則用於深加工製造汽柴油。從費託合成反應器排出的渣蠟中，含有大量的粉狀費託合成催化劑，其含固量約在8?20%，經過分離過濾後最終的含固量需要小於等於5ppm,過濾要求非常高。
[0003]渣蠟是指含有大量粒徑為20?200um的催化劑等固體雜質的液態蠟，熔點為90°C?100°C，在180°C時密度約為689?800kg/ m3 ;渣蠟中固體雜質的密度約為液態蠟密度的4?6倍，固液密度差非常大。液態蠟即使在熔化狀態，粘性仍然很大，流動性很差，因此不能直接採用現有分離過濾設備對渣蠟進行固液分離。
【發明內容】
[0004]本 申請人:針對上述現有分離過濾設備不能對渣蠟進行固液分離的缺點，提供一種合理的渣蠟過濾設備與工藝，從而可以有效地實現渣蠟的固液分離。
[0005]本發明所採用的技術方案如下:
一種渣蠟過濾設備，以位於立式圓筒殼體內部中央的中心收集管為中軸,平行安裝有若干水平葉片，每片水平葉片至少包括葉片本體與表面過濾通道層，所述中心收集管底部與出料管連接處設置有密封裝置，密封裝置採用密封圈與摩擦板綜合進行密封。
[0006]作為上述技術方案的進一步改進:
所述密封裝置的中心收集管底端固定有密封套筒，密封內筒固定在出料管上，在密封套筒與密封內筒之間，形成密封室；在密封室的上下兩端設置有非金屬V形密封圈，在上下密封圈之間，設置有非金屬摩擦板。
[0007]在與未過濾的混合液接觸的一端設置一用以擋住固體顆粒的過濾套，通過上下壓環固定在密封室的下部。
[0008]所述摩擦板結構為，在密封套筒側壁開設有槽口，摩擦板圍成環形嵌在密封套筒內側壁後，其兩端部並排塞入槽內。
[0009]所述摩擦板的板面上開設有若干膨脹孔。
[0010]所述摩擦板為帶料，旋繞成螺旋形式安裝在密封套筒內側壁。
[0011]在殼體頂部設置有上進料管，在殼體內部位於上進料管下方設置有擋板，或者設置環形的上進料分布管。
[0012]在殼體內部豎直設置有至少一根側進料管，在側進料管的管壁設置有若干側進料孔，側進料孔開孔方向為沿殼體圓筒的切線方向。
[0013]葉片的葉片本體為淺底的碟片，外錐角α為3?5度，且不具有豎直拉深段。
[0014]在殼體內壁附近豎直設置至少一根噴淋管，在噴淋管上安裝有若干噴頭，以一定角度對準水平葉片的上表過濾面。
[0015]本發明的有益效果如下:
本發明基於現有的水平託盤式葉濾機進行多處改進，通過增加葉片從而增加其工作處理量，通過改進進料系統使設備內部腔體中的混合液分布均勻，從而保證了葉片的工作負荷均勻，適應了渣蠟固液密度差異大的特點。本發明通過減小葉片的外錐角與取消拉深段，使葉片圓盤更為平緩，避免固相分布的不均與減少殘留的液相，從而適應渣蠟的特質，也提高了設備的安全性。本發明通過增加葉片清洗系統，可以在工作的間隙隨時進行洗滌，及時恢復葉片的過濾效果。
[0016]本發明利用密封圈與非金屬摩擦板實現迴轉件與靜止件之間的動靜密封，利用了V型圈來實現密封，摩擦板受熱膨脹時能吸收膨脹量，避免其厚度的增加而導致的電機過載與設備損壞，因而可以滿足渣蠟過濾的高溫密封要求。
[0017]本發明的過濾工藝可以高效地對渣蠟進行固液分離，工藝合理，過濾效果優異且安全,完全滿足費託合成的分離過濾的高要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的主視圖。
[0019]圖2為圖1中Α-Α截面的俯視圖。
[0020]圖3為圖2中D部放大圖。
[0021]圖4為現有技術的水平葉片的中剖圖。
[0022]圖5為本發明水平葉片的中剖圖。
[0023]圖6為圖5的俯視圖。
[0024]圖7為圖1中Β部的放大圖。
[0025]圖8為圖1中C部的放大圖。
[0026]圖9為圖8中的Ε-Ε剖視圖。
[0027]圖10為圖9的中剖圖。
[0028]圖11為非金屬密封件的第二種實施例的示意圖。
[0029]圖12為非金屬密封件的第三種實施例的示意圖。
[0030]圖13為本發明所述渣蠟過濾工藝。
[0031]圖中:1、葉片；2、下進料管；3、出料管；4、密封裝置；5、中心收集管；6、殼體；7、電動機；11、葉片本體；12、拉深段；21、上進料管；22、擋板；23、側進料口 ；24、側進料管；25、側進料孔；26、噴淋管；27、噴頭；28、清洗液；41、密封圈；42、密封套筒；43、摩擦板；44、密封內筒；45、壓環；46、過濾套；47、槽；48、膨脹孔；61、夾套層。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖，說明本發明的【具體實施方式】。
[0033]如圖1、圖2所示，本發明所述的渣蠟過濾設備基於現有的水平託盤式葉濾機進行改進，以位於立式圓筒殼體6內部中央的中心收集管5為中軸，平行安裝有若干水平葉片1，每片水平葉片1由葉片本體11、過濾通道層、密封件、間隔圈等構成。立式圓筒殼體6底部設置有下進料管2，液固混合液通過下進料管2進入殼體6內部，並向上溢滿內部腔體，混合液中的液體通過葉片1表面的過濾通道層流入中心收集管5，並經過出料管3向外排出；混合液中的固體被截留在過濾通道層表面並逐漸堆積，當工作一定時間後，堆積過多的固體會影響過濾效率，此時將殼體6內部的混合液排出，並通過鼓風裝置將氮氣從頂部向殼體6內部鼓風,對葉片1上表面殘留的固體進行吹乾，同時也儘可能地回收液相成分。然後啟動過濾器頂部的電動機7，帶動中心收集管5與所有葉片1高速旋轉，利用離心力將葉片1表面固體拋灑至殼體6內壁進行脫渣，殘渣下落至底部錐鬥，最後通過底部排渣口將固體排出。
[0034]現有的水平託盤式葉濾機多在常溫下對固液進行分離，殼體6為單層結構。本發明需要在流動性較好的液態蠟狀態下分離混雜的固體渣粒，工作溫度通常在160?180攝氏度，因此本發明的殼體6為夾層結構，設置有夾套層61，工作時在夾套層61內通入高溫蒸汽，對殼體6內部腔室進行加溫。
[0035]現有的水平託盤式葉濾機所處理的混合液中的液相通常是流動性較好的水或者溶液，固相通常為活性炭或砂粒等，這種固液相的密度差並不是很大，因而固相能比較容易均勻地分布在液相中，因而現有的水平託盤式葉濾機僅在下部設置下進料管2即可。而本發明所處理的渣蠟固液密度差非常大，渣蠟從底部進入殼體6內腔後，密度較大的固相在重力作用下會快速地沉積在下部，造成下部的水平葉片1表面較快就堆積有過厚的固相層，而上部的水平葉片1表面基本沒有截留固相，使上下水平葉片1所攔截的固體顆粒極不均勻。這種不平衡的工作負荷不僅需要頻繁地對葉片1進行脫渣與清洗，而且也嚴重縮短了整臺設備的工作壽命。針對本發明所處理物料的特點，如圖1所示，本發明在殼體6頂部設置有上進料管21，在殼體6內部位於上進料管21下方設置有擋板22，工作時通過上進料管21與下進料管2同時向殼體6內腔進行進料，並通過擋板22降低流速，實現混合液的平均穩定分布。通過上述改進，上下葉片1表面所截留的固體顆粒基本相等，有效地平均了工作負荷，提高了過濾效率，延長了設備壽命。當然也可以設置環形的上進料分布管，實現均勻的布料。
[0036]現有的水平葉片分離過濾器處理量較小，通常僅設置30片左右的水平葉片1 ;而本發明的工程處理量大，水平葉片1需要設置為60片以上，處理量為現有過濾器的兩倍以上。為了進一步平均葉片1的工作負荷，本發明在殼體6側面開設有側進料口 23，在殼體6內部豎直設置有至少一根側進料管24，如圖3所示，在側進料管24的管壁均布有若干側進料孔25，側進料孔25不可直接正對葉片方向開設，其開孔方向為沿殼體圓筒的切線方向。進料時，混合液沿圓周切向進入殼體6內腔，避免對葉片1上被截留的渣層產生直接衝擊而影響過濾效果。通過設置側進料管24，可以保證混合液在整個高度上的均勻分布，可以實現大處理量的設備上下葉片1的工作負荷相對均衡。
[0037]實際工作時，因為上下進料口的料口比較大，進料快，所以利用其作為起始的快速進料；在過濾工作期間則利用側進料管作為補充進料，側進料管進料比較平緩，因而能保證腔體內部的混合液上下分布均勻。
[0038]現有的水平葉片1截面如圖4所示，外錐角α為5.5度，且存在拉深段12，在圓盤中部進行拉深，不僅工序複雜，模具成本高，而且由於拉深變形時可以補充的材料很少，因此在轉角處發生材料變薄的現象特別明顯，由於水平葉片分離過濾器在脫渣時需要高速旋轉，離心力較大，此轉角薄弱處容易發生變形甚至斷裂，導致過濾功能失效甚至設備損壞。而較大的外錐角α，也會導致葉片1的中央堆積有較多的固相，而邊緣固相較少，同時在盤面上也會殘留更多的液體，在吹乾時往往需要較高的溫度與較長的時間。但是本發明所處理的渣蠟混合液密度較大，重力作用下固體顆粒更容易聚集在圓盤中央，而且由於蠟的燃點較低，有大量的可燃成分，因而採用氮氣進行吹乾時，如果過分乾燥，則會發生爆燃危險。
[0039]如圖5、圖6所示，本發明的葉片本體11取消了拉深段12，直接衝壓成型為淺底的碟片；同時將外錐角α減小為3?5度，優選為4.5度，使碟片更為平緩。通過這項改進，一方面可以使固相在葉片1的表面分布更為均勻，避免碟片中央與邊緣的工作負荷不均的缺陷；同時平緩的碟片中不會殘留過多的液體，吹乾時間更短，更容易實現工藝控制，降低事故發生的概率。而且由於取消了拉深段12，使葉片本體11的加工製造更為方便，降低了成本，更提高了葉片強度，可以承載更多的固體顆粒且不易發生損壞。
[0040]現有的水平葉片過濾機在過濾一段時間後，仍然會有一些固相容易粘在水平葉片1的過濾網上影響過濾效果。現有的設備通常在立式殼體灌滿清洗液，通過模擬過濾過程，實現對葉片的清洗，但是這種清洗方式中清洗液浪費嚴重，嚴重堵塞時甚至需要將整組葉片吊出殼體6逐片拆解後進行清洗，費工費力費時。尤其是本發明所處理的物料的固體顆粒外表面包裹蠟液，溫度下降後蠟極容易凝固並粘附在濾網的表面，造成脫渣困難與濾網堵塞，更加增加了清洗的難度。
[0041]如圖7所示，本發明在殼體6內壁附近豎直設置至少一根噴淋管26，在噴淋管26上安裝有若干噴頭27，以一定角度對準水平葉片1的上表過濾面，每一層水平葉片都能被一件或多件噴頭27噴淋。在水平葉片1高速旋轉脫渣以後，，在噴淋管26中通入清洗液28，流經噴頭27對旋轉的水平葉片1上的濾網進行高壓噴淋進行洗滌。這種清洗方式有效地減少了洗滌液用量；而且可以在工作的間隙隨時進行洗滌，及時恢復葉片1的過濾效果。通過調節進清洗液的壓力，可以對葉片1盤面的中央與邊緣部分進行全面的洗滌。
[0042]中心收集管5與整套葉片脫渣時需要旋轉，本發明在中心收集管5底部與出料管3連接處設置有密封裝置4，實現迴轉件與靜止件之間的動靜密封。如圖8所示，中心收集管5底端通過緊固件固定有密封套筒42，密封內筒44通過緊固件固定在出料管3上，在密封套筒42與密封內筒44之間，形成密封室。在密封室的上下兩端設置有多層組合的非金屬V形密封圈41，在上下非金屬V型密封圈41之間，設置有非金屬摩擦板43。摩擦板43可利用轉動摩擦產生的熱量膨脹而自動調節厚度，以在保證主軸旋轉精度的前提下實現密封。為了防止混合液中的固體顆粒進入非金屬V形密封圈41導緻密封圈失效，在與未過濾的混合液接觸的一端設置一用以擋住固體顆粒的過濾套46，通過上下壓環45固定在密封室的下部，並用一彈性體對過濾套46進行緊固。
[0043]本發明的工作溫度在160?180攝氏度，因此非金屬摩擦板43的熱膨脹變形較大，若其在板厚方向發生膨脹，則會發生抱死導致電動機過載。本發明中摩擦板43的第一種實施例結構如圖9、圖10所示，在密封套筒42側壁開設有槽口，非金屬摩擦板43圍成環形嵌在密封套筒42內側壁後，其兩端部並排塞入槽47內，如此當摩擦板43受熱膨脹後，沿長度方向伸長後其端部在槽47內自由延長以吸收膨脹量。摩擦板43的第二種實施例如圖11所示，在非金屬摩擦板43的板面上開設有若干膨脹孔48，同樣熱膨脹後利用圓周邊緣的變形可吸收膨脹量。摩擦板43的第三種實施例如圖12所示，非金屬摩擦板43落料為帶料，然後旋繞成螺旋形式安裝在密封套筒42內側壁；受熱膨脹後帶料變長，但被螺旋結構與節距所吸收，同樣不會產生厚度增加。
[0044]圖13所示為本發明的渣蠟過濾工藝流程，該流程採用本發明兩套過濾設備前後串聯對渣蠟進行二級過濾。輸入的渣蠟混合液含固量約在10?20%，第一級過濾設備所輸出的渣蠟混合液含固量為50?lOOOppm ;繼續進入第二級過濾設備進行過濾，該級設備輸出為含固量5ppm以下的純淨蠟。
[0045]以上描述是對本發明的解釋，不是對發明的限定，在不違背本發明精神的情況下，本發明可以作任何形式的修改。
【權利要求】
1.一種渣蠟過濾設備，以位於立式圓筒殼體(6 )內部中央的中心收集管(5 )為中軸，平行安裝有若干水平葉片(I )，每片水平葉片(I)至少包括葉片本體(11)與表面過濾通道層，其特徵在於:所述中心收集管(5)底部與出料管(3)連接處設置有密封裝置(4)，密封裝置(4)採用密封圈(41)與摩擦板(43)綜合進行密封。
2.按照權利要求1所述的渣蠟過濾設備，其特徵在於:所述密封裝置(4)的中心收集管(5)底端固定有密封套筒(42)，密封內筒(44)固定在出料管(3)上，在密封套筒(42)與密封內筒(44)之間，形成密封室；在密封室的上下兩端設置有非金屬V形密封圈(41 )，在上下密封圈(41)之間，設置有非金屬摩擦板(43)。
3.按照權利要求2所述的渣蠟過濾設備，其特徵在於:在與未過濾的混合液接觸的一端設置一用以擋住固體顆粒的過濾套(46)，通過上下壓環(45)固定在密封室的下部。
4.按照權利要求2所述的渣蠟過濾設備，其特徵在於:所述摩擦板(43)結構為，在密封套筒(42)側壁開設有槽口，摩擦板(43)圍成環形嵌在密封套筒(42)內側壁後，其兩端部並排塞入槽(47)內。
5.按照權利要求2所述的渣蠟過濾設備，其特徵在於:所述摩擦板(43)的板面上開設有若干膨脹孔(48)。
6.按照權利要求2所述的渣蠟過濾設備，其特徵在於:所述摩擦板(43)為帶料，旋繞成螺旋形式安裝在密封套筒(42)內側壁。
7.按照權利要求1所述的渣蠟過濾設備，其特徵在於:在殼體(6)頂部設置有上進料管(21)，在殼體(6)內部位於上進料管(21)下方設置有擋板(22)，或者設置環形的上進料分布管。
8.按照權利要求1所述的渣蠟過濾設備，其特徵在於:在殼體(6)內部豎直設置有至少一根側進料管(24 )，在側進料管(24 )的管壁設置有若干側進料孔(25 )，側進料孔(25 )開孔方向為沿殼體(6)圓筒的切線方向。
9.按照權利要求1所述的渣蠟過濾設備，其特徵在於:葉片(I)的葉片本體(11)為淺底的碟片，外錐角α為3?5度，且不具有豎直拉深段(12)。
10.按照權利要求1所述的渣蠟過濾設備，其特徵在於:在殼體(6)內壁附近豎直設置至少一根噴淋管(26)，在噴淋管(26)上安裝有若干噴頭(27)，以一定角度對準水平葉片(I)的上表過濾面。
11.一種採用如權利要求1所述的渣蠟過濾設備進行渣蠟過濾的工藝，其特徵在於:將至少兩套所述渣蠟過濾設備前後串聯對渣蠟進行二級過濾。
12.按照權利要求11所述的渣蠟過濾工藝，其特徵在於:第一級過濾設備所輸入的渣蠟混合液含固量為8?20%，第一級過濾設備所輸出的渣蠟混合液含固量為50?100ppm ；繼續進入第二級過濾設備進行過濾，第二級設備輸出為含固量5ppm以下的純淨蠟。
【文檔編號】B01D35/30GK104307235SQ201410548249
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月17日 優先權日:2014年10月17日
【發明者】牟富君, 王應軍 申請人:江蘇巨能機械有限公司