專利名稱：高效動態(tài)漿液分離過濾裝置及其過濾方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效動態(tài)漿液分離過濾裝置及其過濾方法，屬于液固兩相(或氣液固三相)漿液的分離技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種過濾粘度較大的漿液過濾裝置及其過濾方法。
背景技術(shù)：
貴金屬催化劑是ー種能改變化學(xué)反應(yīng)速度而本身又不參與反應(yīng)生成最終產(chǎn)物的貴金屬材料，幾乎所有的貴金屬都可用作催化劑，但常用的是鉬、鈀、銠、銀、釕等，它們的d 電子軌道都未填滿，表面易吸附反應(yīng)物，且強度適中，利于形成中間“活性化合物”，具有較高的催化活性，同時還具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕性等綜合優(yōu)良特性，成為最重要的催化劑材料，然而貴金屬的資源和成本因素一直是制約該類催化劑推廣應(yīng)用的主要因素之一。中國專利CN 101623574A提出了ー種采用費托合成重質(zhì)蠟的磁過濾方法，該方法要求催化劑有磁性，載體也有磁性，適用范圍窄，同時隨著催化劑破碎的嚴重過濾效果難以保證。中國專利CN 101391196A提出了ー種將費托合成產(chǎn)物重餾分從漿態(tài)床反應(yīng)器抽出的方法，過濾機精度為催化劑粉末粒徑的130 300%，過濾精度只達到25 35 ii m,該方法只是起到將重餾分粗過濾，廢催化劑仍然留在反應(yīng)器里，未能實現(xiàn)催化劑真正分離，過濾精度也不高，且重餾分里依然含有較多的催化劑，產(chǎn)品質(zhì)量也難以達到要求。中國專利CN 101314120A雖然實現(xiàn)了固體催化劑顆粒、液態(tài)產(chǎn)品和反應(yīng)氣體的連續(xù)高效分離，但是催化劑帶液較高，同時不可避免的帶走部分新鮮催化劑，產(chǎn)品流失也較多。中國專利CN 101417219A采用外過濾方法實現(xiàn)漿態(tài)床反應(yīng)器蠟和催化劑分離，該方法國內(nèi)外有過多次嘗試，蠟外過濾器存在過濾能力快速飽和，反吹、再生周期頻繁，蠟過濾后的催化劑返回線經(jīng)常發(fā)生堵塞，影響反應(yīng)器正常運轉(zhuǎn)，精過濾器也存在經(jīng)常堵塞的現(xiàn)象。中國專利CN 1589957A采用的內(nèi)過濾方法，雖然實現(xiàn)產(chǎn)品與催化劑的分離，同時也解決了堵塞的問題，然而未考慮廢催化劑從反應(yīng)器內(nèi)移出的問題，同時液固分離段也增加了反應(yīng)器的高度，對于大型化而言，反應(yīng)器的造價會有較大的増加。中國專利CN 101396647A采用的也是內(nèi)過濾方法，雖然較好地解決了產(chǎn)品與催化劑的分離，同時也解決了堵塞的問題，然而在實際運行中操作不當會造成內(nèi)過濾發(fā)生濾網(wǎng)損壞的現(xiàn)象，同時也未考慮廢催化劑從反應(yīng)器內(nèi)移出的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高效動態(tài)漿液分離過濾裝置及其過濾方法，有利于液固兩相(或氣液固三相)漿液在較高溫度和較高壓力條件下過濾分離的高效動態(tài)漿液過濾器，特別是解決漿液中貴金屬廢催化劑的回收問題，為廢催化劑的再生、回收利用提供了可能，切實降低貴金屬催化劑成本，從而推進貴金屬催化劑的廣泛使用；同時也有效的解決了任何液固兩相(或氣液固三相)漿液的分離，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明的技術(shù)方案為本發(fā)明的一種高效動態(tài)漿液分離過濾裝置包括過濾器筒體，安裝在過濾器筒體中的濾管和濾管上的濾芯，過濾器筒體上的物料入口，位于過濾器筒體底部的固體濾渣出口，位于過濾器筒體中下部的濾液出口，其濾芯是多個與濾管連接的過濾盤，過濾盤與過濾器筒體的縱軸垂直，濾管上端與變頻電動機的轉(zhuǎn)軸連接，在過濾器筒體頂部與變頻電動機傳動軸之間采用高壓硬密封；在濾管下部與濾液出口管道之間通過連接管頭過渡，連接管頭與濾液出口管道垂直固定連接，連接管頭上口與濾管下部轉(zhuǎn)動連接部分采用高壓硬密封，連接管頭下部封閉。 所述的每個過濾盤與濾管獨自連通，過濾盤與濾管是槽型連接，過濾盤固定在承接液槽板上，過濾盤與槽板之間形成密閉空腔，密閉空腔的內(nèi)側(cè)有管口與濾管內(nèi)腔相通，槽板通過卡箍連接在濾管上，濾管中匯聚各槽板承接的濾液。所述的過濾盤采用燒結(jié)多孔金屬材料，孔徑分布15 160 V- m,厚度I 3mm,適用溫度范圍在-200 800°C ;過濾盤上表面涂抹納米級表面劑。所述的過濾器筒體底部采用錐形結(jié)構(gòu)，過濾器筒體外壁設(shè)有保溫夾套層，在過濾器筒體中上部設(shè)蒸汽入口與保溫夾套層相通。所述的過濾器筒體的直筒體與上部封頭之間采用法蘭連接。所述的物料入口高度在濾液出口上部，高出Hl=200-700mm;濾液出口至底部距離H2=400-700mm。所述的筒體下部設(shè)余料出口，余料出口比固體濾渣出口高出H3 = 200-300mm;在濾液出口與固體濾渣出口之間設(shè)凝結(jié)水出口 ；在過濾器筒體上部設(shè)放空口。所述的過濾器筒體的直筒體與上部封頭之間采用法蘭連接。本發(fā)明的一種高效動態(tài)漿液分離方法，步驟如下I)過濾器預(yù)熱后，過濾器開始過濾操作時，物料從物料入口進入過濾器本體漿液腔，至過濾盤，過濾盤轉(zhuǎn)速維持在l(Tl00 r/min范圍內(nèi)，物料在過濾盤處分離出固體濾洛，濾液從過濾盤至過濾盤流道流入濾液出口管道排出過濾器；2)過濾持續(xù)一段時間后，在過濾盤上的濾渣濾餅層積累達到一定厚度使濾管內(nèi)外壓差達到2. OMPa時，將過濾盤轉(zhuǎn)動電動機轉(zhuǎn)速提高到10(T300 r/min，將過濾盤上的濾渣薄層濾餅清除掉，待過濾盤上的濾渣濾餅層清除完畢，濾管內(nèi)外壓差低于50kPa時，繼續(xù)將濾盤轉(zhuǎn)動電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)回1(T100 r/min范圍內(nèi)，維持正常過濾操作,如此反復(fù)運行；3)直至過濾完畢或過濾器底部濾渣需要排出時，停止過濾，并及時清除濾渣，為下一次過濾做準備；4)當過濾盤需要進行清理時，啟用反吹系統(tǒng)，停止物料進入過濾器本體漿液腔，濾液出口改為反吹介質(zhì)入口，反吹介質(zhì)為過濾清液或柴油，反吹介質(zhì)對過濾盤進行反吹操作，過濾盤以10-100 r/min低速運轉(zhuǎn),反吹完成后繼續(xù)過濾操作。所述的過濾器筒體的漿液腔的溫度為20(T40(TC，壓力為 (T5. OMpa (G)0本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明特別適用于濾渣(貴金屬廢催化劑)的回收，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，本發(fā)明為濾渣(貴金屬廢催化劑)回收和產(chǎn)品質(zhì)量保障探索了一種可行方法，從而促進貴金屬催化劑工業(yè)化應(yīng)用；實現(xiàn)了物料在高溫下過濾，與傳統(tǒng)的低溫過濾方法相比，若產(chǎn)品的后續(xù)加工采用熱進料方式，本發(fā)明既提高了過濾效果，又降低了裝置的冷卻能耗和產(chǎn)品后續(xù)加工升級升溫過程所必需的加熱能耗，綜合能耗大幅降低；同時實現(xiàn)了高壓過濾，也有效降低了后續(xù)加工的高壓工藝升壓所需的能耗；系統(tǒng)反吹介質(zhì)采用過濾清液，不會對過濾物料造成二次污染，同時也不會產(chǎn)生傳統(tǒng)過濾器中、高壓蒸汽反吹所造成的廢水。


圖I是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的過濾盤的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的過濾盤上過濾物料的流動形式示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步詳細說明。圖I是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖本發(fā)明的高效動態(tài)漿液分離過濾裝置包括過濾器筒體1，安裝在過濾器筒體I中的濾管2a和濾管2a上的濾芯，過濾器筒體I上的物料入口 3，位于過濾器筒體I底部的固體濾渣出口 4，位于過濾器筒體I中下部的濾液出口 5，濾芯是多個與濾管2a連接的過濾盤2b，過濾盤2b與過濾器筒體I的縱軸垂直，濾管2a上端與變頻電動機7的轉(zhuǎn)軸連接，在過濾器筒體I頂部與變頻電動機傳動軸之間采用高壓硬密封；在濾管2a下部與濾液出口 5管道之間通過連接管頭2c過渡，連接管頭2c與濾液出口管道垂直固定連接，連接管頭2c上口與濾管2a下部轉(zhuǎn)動連接部分采用高壓硬密封，連接管頭2c下部封閉。圖2是本發(fā)明的過濾盤的結(jié)構(gòu)示意圖所述的每個過濾盤2b與濾管2a獨自連通，過濾盤2b與濾管2a是槽型連接，過濾盤2b固定在承接液槽板2g上，過濾盤2b與槽板2g之間形成密閉空腔2d，密閉空腔2d的內(nèi)側(cè)有管口 2e與濾管2a內(nèi)腔相通，槽板2g通過卡箍2f連接在濾管2a上，濾管2a中匯聚各槽板2g承接的濾液。過濾盤2b采用燒結(jié)多孔金屬材料，孔徑分布15 160iim，厚度I 3mm，適用溫度范圍在-200 800°C ;過濾盤2b上表面涂抹納米級表面劑。過濾盤2b的燒結(jié)多孔金屬材料具有各種不同的孔隙度、孔徑與孔徑分布，孔道縱橫交錯。本發(fā)明的過濾盤2b適用溫度范圍寬，耐高溫、抗急冷急熱；抗腐蝕，適用于多種酸、堿等腐蝕性介質(zhì)；而且強度高、韌性好，適用于高壓環(huán)境中；該材料孔形穩(wěn)定，保證過濾性能穩(wěn)定，再生性能好，再生后過濾性能可恢復(fù)90%。過濾盤2b上表面涂抹納米級表面劑(涂層厚度約10-1000 Pm。)，使過濾器過濾物料時濾盤不易附著濾渣。所述的過濾器筒體I底部采用錐形結(jié)構(gòu)，過濾器筒體I外壁設(shè)有保溫夾套層la，在過濾器筒體I中上部設(shè)蒸汽入口 6與保溫夾套層Ia相通。夾套保溫介質(zhì)可以是水蒸氣、高溫?zé)崴驅(qū)嵊偷冉橘|(zhì)。該過濾器采用保溫夾套設(shè)計，可以實現(xiàn)粘度較大的液體漿料能在較高溫度下進行過濾操作而不會冷凝附著在過濾器的過濾元件上，使過濾操作能夠順利的進行。所述的過濾器筒體I底部采用錐形結(jié)構(gòu)，底部固體濾渣出口 4出口口徑設(shè)計較大，便于過濾器底部濾渣的清理。過濾器筒體I外壁設(shè)有保溫夾套層la。所述的物料入口 3高度在濾液出口 5上部，高出Hl=200-700mm;濾液出口 5至底部距離H2=400-700mm。物料入口 3較一般過濾器物料入口設(shè)計高度更高，能有效解決固含量較高的粘稠液體順利進入過濾器本體而不在過濾器底部發(fā)生堵塞。所述的過濾器筒體I的直筒體與上部封頭之間采用法蘭Ib連接。所述的筒體下部設(shè)余料出口 10，余料出口 10比固體濾渣出口 4高出H3 =200-300_;當過濾器出現(xiàn)故障，或過濾完成后，可從此出口排出未能完全過濾的物料，保證安全生產(chǎn)。在濾液出口 5與固體濾渣出口 4之間設(shè)凝結(jié)水出口 8 ;在過濾器筒體I上部設(shè)放空口 9。過濾器筒體的漿液腔的溫度為20(T40(TC，壓力為3. 0^5. OMpa (G)0本發(fā)明的一種高效動態(tài)漿液分離方法是過濾器進行過濾操作前，往過濾器筒體內(nèi)通入保溫介質(zhì)(蒸汽、高溫?zé)崴驅(qū)嵊?對過濾器進行預(yù)熱，并一直維持到過濾操作完畢。 步驟如下I)過濾器預(yù)熱后，過濾器開始過濾操作時，物料從物料入口進入過濾器筒體I內(nèi)衆(zhòng)液腔，至過濾盤，過濾盤轉(zhuǎn)速維持在l(Tl00 r/min范圍內(nèi)，如圖3所示,物料在過濾盤上旋轉(zhuǎn)流動，在過濾盤處分離出固體濾渣，濾液從過濾盤至過濾盤流道流入濾液出口管道排出過濾器；2)過濾持續(xù)一段時間后，在過濾盤上的濾渣濾餅層積累到厚度達到0. 5_5mm，使濾管內(nèi)外壓差達到2. OMPa時，將過濾盤轉(zhuǎn)動電動機轉(zhuǎn)速提高到10(T300 r/min，將過濾盤上的濾渣薄層濾餅清除掉，待過濾盤上的濾渣濾餅層清除完畢(濾管內(nèi)外壓差低于50kPa時)，繼續(xù)將濾盤轉(zhuǎn)動電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)回l(Tl00 r/min范圍內(nèi)，維持正常過濾操作,如此反復(fù)運行；3)直至過濾完畢或過濾器底部濾渣需要排出時，停止過濾，并及時清除濾渣，為下一次過濾做準備；4)當過濾盤需要進行清理時，啟用反吹系統(tǒng)，停止物料進入過濾器本體漿液腔，濾液出口改為反吹介質(zhì)入口，反吹介質(zhì)對過濾盤進行反吹操作,過濾盤以10-100 r/min低速運轉(zhuǎn)，反吹完成后繼續(xù)過濾操作。反吹介質(zhì)為過濾清液，對物料不會造成二次污染，也不會產(chǎn)生廢水。如此反復(fù)進行，直至過濾完畢或過濾器底部濾渣需要排出時停止過濾。并及時清除濾渣，為下一次過濾做準備。本發(fā)明采用變頻電動機實現(xiàn)了直接的動態(tài)過濾，直接的動態(tài)過濾方法(又稱為薄層濾餅過濾或限制濾餅過濾)與傳統(tǒng)的濾餅層過濾機理不同，動態(tài)過濾使物料平行于過濾介質(zhì)表面流動(見圖1，圖3)，使固體顆粒物不易存積于過濾介質(zhì)表面，因而可以保持高的過濾速率，動態(tài)過濾是有濾餅層過濾和無濾餅層過濾相互交替的過濾過程，動態(tài)過濾最根本的目的就是要在過濾時不形成濾餅或者僅形成薄層濾餅，以避免濾餅增厚引起的過濾阻力增加和過濾速率下降。直接的動態(tài)過濾方法使得該特殊過濾器適用于長周期，大量顆粒物的去除和凈化。本發(fā)明所述的過濾器筒體I采用全密閉結(jié)構(gòu)，過濾盤2b及濾管2a轉(zhuǎn)動時，濾液出口 5管道固定不動，濾管與濾液出口管道連接處采用硬密封，用高壓密封圈進行密封(0型圈)，能有效解決旋轉(zhuǎn)密封問題，實現(xiàn)零泄漏。過濾器筒體I的直筒體與上部封頭之間采用法蘭Ib連接，易于拆卸，便于過濾元件的檢修和更換。本發(fā)明漿液腔的高溫為20(T40(TC，壓力為3.(T5.0Mpa (G);過濾精度設(shè)定在1-25 u m ;適用于間斷性的過濾操作，需要過濾的物料經(jīng)特殊過濾器過濾處理后，濾渣聚集在過濾器錐形底部出口處，當濾渣達到一定厚度時，停止過濾操作，并打開過濾器錐型底部 出口閥門，排出濾渣(固體貴金屬催化劑)，為進一步回收利用提供了可能；過濾后的濾液產(chǎn)品含有部分小顆粒的固體雜質(zhì)(5 ii m以下)，即貴金屬廢催化劑，如有需要，可進一步進入過濾精度更高的過濾設(shè)備進行下一步精制過濾處理。
權(quán)利要求
1.一種高效動態(tài)漿液分離過濾裝置，包括過濾器筒體(1)，安裝在過濾器筒體(I)中的濾管(2a)和濾管(2a)上的濾芯，過濾器筒體(I)上的物料入口(3)，位于過濾器筒體(I)底部的固體濾渣出ロ(4)，位于過濾器筒體(I)中下部的濾液出ロ(5)，其特征在于濾芯是多個與濾管(2a)連接的過濾盤(2b)，過濾盤(2b)與過濾器筒體(I)的縱軸垂直，濾管(2a)上端與變頻電動機(7)的轉(zhuǎn)軸連接，在過濾器筒體(I)頂部與變頻電動機傳動軸之間采用高壓硬密封；在濾管(2a)下部與濾液出ロ(5)管道之間通過連接管頭(2c)過渡，連接管頭(2c)與濾液出口管道垂直固定連接，連接管頭(2c)上ロ與濾管(2a)下部轉(zhuǎn)動連接部分采用高壓硬密封，連接管頭(2c)下部封閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效動態(tài)漿液分離過濾裝置，其特征在于每個過濾盤(2b)與濾管(2a)獨自連通，過濾盤(2b)與濾管(2a)是槽型連接，過濾盤(2b)固定在承接液槽板(2g)上，過濾盤(2b)與槽板(2g)之間形成密閉空腔(2d)，密閉空腔(2d)的內(nèi)側(cè)有管ロ(2e)與濾管(2a)內(nèi)腔相通，槽板(2g)通過卡箍(2f)連接在濾管(2a)上，濾管(2a)中匯聚各槽板(2g)承接的濾液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高效動態(tài)漿液分離過濾裝置，其特征在于過濾盤(2b)采用燒結(jié)多孔金屬材料，孔徑分布15 160iim，厚度I 3mm，適用溫度范圍在-200 8000C ;過濾盤(2b)上表面涂抹納米級表面劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高效動態(tài)漿液分離過濾裝置，其特征在于過濾器筒體(I)底部采用錐形結(jié)構(gòu)，過濾器筒體(I)外壁設(shè)有保溫夾套層(la)，在過濾器筒體(I)中上部設(shè)蒸汽入ロ(6)與保溫夾套層(Ia)相通。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高效動態(tài)漿液分離過濾裝置，其特征在于過濾器筒體(I)的直筒體與上部封頭之間采用法蘭(Ib)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高效動態(tài)漿液分離過濾裝置，其特征在于物料入口(3)高度在濾液出ロ(5)上部，高出Hl=200-700mm;濾液出ロ(5)至底部距離H2=400-700mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高效動態(tài)漿液分離過濾裝置，其特征在于筒體下部設(shè)余料出口(10)，余料出口(10)比固體濾渣出口(4)高出H3 = 200-300mm;在濾液出口(5)與固體濾渣出ロ(4)之間設(shè)凝結(jié)水出ロ(8);在過濾器筒體(I)上部設(shè)放空ロ(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效動態(tài)漿液分離過濾裝置，其特征在于過濾器筒體(I)的直筒體與上部封頭之間采用法蘭(Ib)連接。
9.一種高效動態(tài)漿液分離方法，步驟如下 1)過濾器預(yù)熱后，過濾器開始過濾操作時，物料從物料入口進入過濾器本體漿液腔，至過濾盤，過濾盤轉(zhuǎn)速維持在1(T100 r/min范圍內(nèi)，物料在過濾盤處分離出固體濾渣，濾液從過濾盤至過濾盤流道流入濾液出ロ管道排出過濾器； 2)過濾持續(xù)一段時間后，在過濾盤上的濾渣濾餅層積累達到一定厚度使濾管內(nèi)外壓差達到2. OMPa時，將過濾盤轉(zhuǎn)動電動機轉(zhuǎn)速提高到10(T300 r/min，將過濾盤上的濾渣薄層濾餅清除掉，待過濾盤上的濾渣濾餅層清除完畢，濾管內(nèi)外壓差低于50kPa時，繼續(xù)將濾盤轉(zhuǎn)動電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)回1(T100 r/min范圍內(nèi)，維持正常過濾操作,如此反復(fù)運行； 3)直至過濾完畢或過濾器底部濾渣需要排出時，停止過濾，并及時清除濾渣，為下一次過濾做準備； 4)當過濾盤需要進行清理時，啟用反吹系統(tǒng)，停止物料進入過濾器本體漿液腔，濾液出ロ改為反吹介質(zhì)入ロ，反吹介質(zhì)為過濾清液或柴油，反吹介質(zhì)對過濾盤進行反吹操作，過濾盤以10-100 r/min低速運轉(zhuǎn),反吹完成后繼續(xù)過濾操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高效動態(tài)漿液分離方法，其特征在于過濾器筒體的漿液腔的溫度為200 400で，壓カ為3. 0 5. OMpa (G)0
全文摘要
本發(fā)明提供一種高效動態(tài)漿液分離過濾裝置及其過濾方法，過濾裝置的過濾器筒體上的物料入口，過濾器筒體底部的固體濾渣出口，過濾器筒體中下部的濾液出口，其濾芯是多個與濾管連接的過濾盤，過濾盤與過濾器筒體的縱軸垂直，濾管上端與變頻電動機的轉(zhuǎn)軸連接，在過濾器筒體頂部與變頻電動機傳動軸之間采用高壓硬密封；在濾管下部與濾液出口管道之間通過連接管頭過渡，連接管頭與濾液出口管道垂直固定連接，連接管頭上口與濾管下部轉(zhuǎn)動連接部分采用高壓硬密封，連接管頭下部封閉。每個過濾盤與濾管獨自連通，過濾盤與濾管是槽型連接，過濾盤固定在承接液槽板上，過濾盤與槽板之間形成密閉空腔，密閉空腔的內(nèi)側(cè)有管口與濾管內(nèi)腔相通，濾管中匯聚各槽板承接的濾液。
文檔編號B01D29/66GK102728123SQ20121022191
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者姜滿意, 張巖豐, 金家琪, 陳義龍 申請人:陽光凱迪新能源集團有限公司