專利名稱：包括過(guò)濾元件和過(guò)濾網(wǎng)的過(guò)濾器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過(guò)濾器組件，它包括多個(gè)適于把流體與固體微粒分離開來(lái)的細(xì)長(zhǎng)過(guò)濾元件，所述過(guò)濾元件有封入密封裝置的開口的上端和安裝在過(guò)濾器支座的封閉底端，所述支座安裝于過(guò)濾網(wǎng)上。本發(fā)明還涉及所述過(guò)濾網(wǎng)和包括所述過(guò)濾器組件的過(guò)濾容器。
背景技術(shù)：
更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及從含固體微粒的流體中濾出固體微粒的裝置。在許多生產(chǎn)過(guò)程中，特別是在上升到高溫或高壓的情況下，會(huì)產(chǎn)生包含大量固體微粒的流體，流體必須在清除固體微粒之后方可使用、進(jìn)一步處理或排放。例如，煤的普通燃燒過(guò)程產(chǎn)生含有煙灰粉末的廢氣，不可排入大氣。與此類似，煤的氣化或部分燃燒產(chǎn)生的氣流，在清除固體后，在其氣體和固體粒子總中含有0.1-4重量％的各種固體微粒，包括灰渣或煙灰，在有些情況下，包括沒(méi)有燃燒的煤。流體催化過(guò)程也常常產(chǎn)生包含污染產(chǎn)品或環(huán)境的不允許的殘留催化劑微粒的氣流或液流。
為了克服這一困難，可以使用各種處理方法。例如，可以使含有殘留固體微粒的流體連續(xù)或斷續(xù)通過(guò)過(guò)濾器或稀疏過(guò)濾單元組。過(guò)濾器要間斷地擦拭或清洗，使之不被完全堵塞。例如過(guò)濾器可以經(jīng)過(guò)氣體或液體的反沖，把清除的微粒收集于過(guò)濾器容器的底部以便不斷地或定期地清除。如EP-A-551951說(shuō)明的那樣也可使用聲波、超音波或亞音波清除。
許多過(guò)濾系統(tǒng)的共同問(wèn)題是過(guò)濾元件/密封或者過(guò)濾裝置組或密封裝置中的一個(gè)或數(shù)個(gè)過(guò)濾元件/密封可能發(fā)生故障。在EP-A-601733中提出了改善陶瓷型過(guò)濾元件密封(典型地為棒式過(guò)濾器)的辦法。
由于過(guò)濾元件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，例如，在回沖作業(yè)時(shí)的壓力波動(dòng)引起的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，密封的問(wèn)題更多?；剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可能進(jìn)一步導(dǎo)致過(guò)濾元件的損壞或斷裂，因?yàn)檫^(guò)濾元件的位置優(yōu)選地互相很接近。WO 87/07180提出了解決這一問(wèn)題的辦法，在過(guò)濾元件的底端鉆一盲孔，該盲孔裝在銷形限制元件中。所述銷形限制元件安裝于一個(gè)夾持裝置上，該裝置與圖中的不同，將進(jìn)一步說(shuō)明。這種銷形限制元件可以安裝彈性帽，使回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)緩解以避免銷形限制元件損壞過(guò)濾元件。這被證明是避免損壞的一種好辦法，但從運(yùn)行效率看，似乎令人失望。主要問(wèn)題在于大量渣或凝塊堵塞包括所述銷形限制元件的夾持裝置的情況，嚴(yán)重到只有在經(jīng)常進(jìn)行各種擦拭的情況下才可能有效運(yùn)行。而且，堵塞減少過(guò)濾元件的有效表面并可能導(dǎo)致所述過(guò)濾元件斷裂。在實(shí)際上及實(shí)用上，這種情況是很不理想的。
因此，需要有一種能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行而不發(fā)生一個(gè)或數(shù)個(gè)過(guò)濾元件斷裂故障的過(guò)濾元件組合。本發(fā)明可以滿足這種需要，以新的有效方法解決堵塞問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種過(guò)濾器組件，一種包括具有上端和下端的縱向容器體的過(guò)濾器容器；一種把容納流體的容器體區(qū)域與容納流體和固體微粒的區(qū)域分隔開的主管板；在所述容器體上至少有一個(gè)讓需把固體微粒過(guò)濾出去的流體進(jìn)入的入口；所述容器上有供流體排出的出口和固體微粒排出的出口，和所述過(guò)濾器組件內(nèi)使用的至少一個(gè)過(guò)濾網(wǎng)。為此目的，本發(fā)明涉及包括過(guò)濾網(wǎng)的過(guò)濾器組件，其特征為所述過(guò)濾網(wǎng)有多個(gè)一起形成過(guò)濾網(wǎng)的網(wǎng)元件，兩個(gè)相鄰的過(guò)濾元件之間的網(wǎng)元件截面的至少一部分是尖形的。為了防止固體物質(zhì)堆積到網(wǎng)元件上，網(wǎng)元件的尖朝向重力的相反方向。所述過(guò)濾器組件用于把流體與固體微粒分開，優(yōu)選地，固體微粒的靜止角在30度到90度之間，更具體地說(shuō)在40度到70度之間。具有這種靜止角的固體微粒例如是煙灰。正如ElsevierScience Publishers Ltd的K·Rietema 1991年在《細(xì)粉末的動(dòng)態(tài)特性》一文53-56頁(yè)所說(shuō)的那樣，靜止角是粉末在水平面上自由堆積時(shí)粉末堆的坡度。根據(jù)本發(fā)明的過(guò)濾器組件在清除煤的氣化氣的煙灰上特別有用。主要包括一氧化碳、氫、氮、二氧化碳和水的煤的氣化氣是在煤炭氣化過(guò)程中產(chǎn)生的一種普通氣體。本發(fā)明的過(guò)濾器容器可以用作生產(chǎn)冷卻純凈煤的氣化氣的煤炭氣化設(shè)備的一部分。煤的氣化氣適合用作氣體發(fā)生器自身的冷卻氣體。優(yōu)選地，要在氣體處理過(guò)程中進(jìn)一步處理，除去硫的成分之后用于化學(xué)或動(dòng)力的應(yīng)用上。化學(xué)應(yīng)用的例子有氨和甲醇的制備和作為費(fèi)托合成的進(jìn)料。煙灰可以用作陶瓷材料之類的建筑材料的粘合劑。


下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不具有限制性。有以下附圖圖1繪制的是有密封裝置、主管板、過(guò)濾元件、過(guò)濾器支座和過(guò)濾網(wǎng)的過(guò)濾器容器；圖2繪制的是過(guò)濾網(wǎng)的頂視圖；圖3繪制的是圖2沿A-A線剖開的斷面圖；圖4繪制的是圖3沿B-B線剖開的網(wǎng)元件斷面圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，縱向容器體1有上端2和下端3，在所述容器體中供要濾去固體微粒的流體進(jìn)入的入口4，在所述容器體中供流體排出的出口5和供固體微粒排出的出口6。所述容器包含主管板18，該主管板18把容器體1的容納流體的區(qū)域與容納流體和固體微粒的區(qū)域分開。所述容器還包括設(shè)有回沖裝置9的多個(gè)過(guò)濾元件7(為了簡(jiǎn)明起見只示出4個(gè)過(guò)濾元件)。所述過(guò)濾元件7可以用多孔陶瓷材料或多孔金屬材料制造。過(guò)濾元件7的下端連接到過(guò)濾器支座10上，所述支座包含于過(guò)濾網(wǎng)11內(nèi)。所述容器1可以包括一個(gè)帶過(guò)濾元件的過(guò)濾網(wǎng)，但容器1一般有多個(gè)過(guò)濾網(wǎng)，例如，在容器1內(nèi)放置6到24個(gè)過(guò)濾網(wǎng)，每個(gè)網(wǎng)例如帶30到50個(gè)過(guò)濾元件7。
圖2內(nèi)示出的是過(guò)濾網(wǎng)的特定實(shí)施例。所述網(wǎng)包括網(wǎng)元件12。各種與過(guò)濾器容器配合的形狀都可使用。本例中的形狀為六邊形，包括18個(gè)網(wǎng)元件12。根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，一共有52個(gè)交叉點(diǎn)13，其中的4個(gè)用作把網(wǎng)，例如通過(guò)支座8固定于主管板18或直接固定于過(guò)濾容器內(nèi)的錨定點(diǎn)14。在本例里，所有其它交叉點(diǎn)都有過(guò)濾器支座10，在本例里，所述支座有銷形突出部的形式。當(dāng)然，在一個(gè)或數(shù)個(gè)交叉點(diǎn)13上可以沒(méi)有過(guò)濾器支座10。優(yōu)選地，網(wǎng)元件12的90％以上的交叉點(diǎn)13都有過(guò)濾器支座10。
在本實(shí)施例里，平行四邊形的孔是以四個(gè)交叉點(diǎn)13為角頂點(diǎn)圍成的。在所述過(guò)濾元件放在過(guò)濾器支座上或放入過(guò)濾器支座時(shí)，圍繞過(guò)濾元件橫斷面的尺寸的交叉點(diǎn)的空間為過(guò)濾元件7占據(jù)。網(wǎng)元件12最大厚度處的水平截面(圖2的頂視圖內(nèi)顯示)的總面積與過(guò)濾網(wǎng)11的孔15的總面積之比小于1∶1.5，優(yōu)選地為小于1∶1.5到1∶15，更優(yōu)選地為小于1∶3.5到1∶5。這一比率對(duì)于防止孔15被堵塞很重要?？椎拇笮⊥ǔＶ辽僖韧ㄟ^(guò)孔的微粒或微粒塊的大小大7倍，優(yōu)選地為9到12倍。銷形元件10或與所述銷形元件10配合的過(guò)濾元件的凹部可以如WO 87/07180號(hào)專利說(shuō)明的那樣安裝彈性帽。
在圖3內(nèi)，沿圖2的A-A線剖開的斷面圖顯示交叉點(diǎn)13、網(wǎng)元件12和銷形突出部10(過(guò)濾器支座)，所述支座與交叉點(diǎn)13上的孔或凹部配合。
圖4中示出的是網(wǎng)元件12的斷面圖。所述網(wǎng)元件有尖17，其τ角等于或小于2×(90-α)，所述尖17的各邊與垂線19的夾角τ1和τ2小于(90-α)，其中的α是固體微粒的靜止角。在圖4中，τ角為大約30度，τ1和τ2角為大約15度，這使本實(shí)施例適合于分離靜止角為75度及小于75度的固體微粒。這些角度對(duì)于避免固體物質(zhì)在網(wǎng)元件12上累積是必要的。如果固體物質(zhì)積累起來(lái)，過(guò)濾元件7之間最終會(huì)接觸，從而增加其損壞或斷裂的危險(xiǎn)。網(wǎng)元件12的厚度是所述網(wǎng)元件12的最大厚度。優(yōu)選地，這一厚度應(yīng)盡量地小，但必須足以保證過(guò)濾網(wǎng)11的剛度。優(yōu)選地，網(wǎng)元件12例如通過(guò)拋光成光滑的，以進(jìn)一步提高其防止固體微粒在其上面累積的性能。
權(quán)利要求
1.一種過(guò)濾器組件，包括適合把固體微粒與流體分離開的多個(gè)縱長(zhǎng)過(guò)濾元件(7)，所述過(guò)濾元件具有封入密封裝置(8)的開放上端(2)和連接到過(guò)濾器支座(10)的封閉下端，所述過(guò)濾器支座安裝在過(guò)濾網(wǎng)(11)上，特征為所述過(guò)濾網(wǎng)(11)有多個(gè)一起形成過(guò)濾網(wǎng)(11)的網(wǎng)元件(12)，其中在兩個(gè)相鄰的過(guò)濾元件(7)之間的網(wǎng)元件(12)的至少一部分截面是尖形的。
2.按照權(quán)利要求1的過(guò)濾器組件，其特征為所述網(wǎng)元件(12)的截面至少在所述過(guò)濾元件(7)之間的網(wǎng)元件(12)的全部是尖形的。
3.按照權(quán)利要求1或2的過(guò)濾器組件，其特征為所述網(wǎng)元件(12)的截面的尖(17)有一個(gè)等于或小于2*(90-α)的τ角，所述尖(17)的各邊與垂線19的夾角τ1和τ2小于(90-α)，其中α是固體微粒的靜止角。
4.按照權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的過(guò)濾器組件，其特征為所述過(guò)濾元件(7)至少基本上是垂直安裝的。
5.按照權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的過(guò)濾器組件，其特征為所述網(wǎng)元件(12)的表面是光滑的。
6.按照權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的過(guò)濾器組件，其特征為所述過(guò)濾器支座(10)是與所述過(guò)濾元件(7)的凹部配合的縱向的細(xì)長(zhǎng)延伸部。
7.按照權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的過(guò)濾器組件，其特征為所述過(guò)濾器支座(10)配置于至少兩個(gè)網(wǎng)元件(12)的交叉點(diǎn)(13)上。
8.按照權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的過(guò)濾器組件，其特征為所述網(wǎng)元件(12)最大厚度處的水平截面的總面積與所述過(guò)濾網(wǎng)(11)的孔(15)的總面積之比率小于1∶1.5。
9.按照權(quán)利要求8的過(guò)濾器組件，其特征為所述網(wǎng)元件(12)最大厚度處的水平截面的總面積與所述過(guò)濾網(wǎng)(11)的孔(15)的總面積之比率在1∶3.5與1∶5之間。
10.一種容納多個(gè)適于把固體微粒與流體分離開的過(guò)濾元件(7)的過(guò)濾網(wǎng)(11)，包括多個(gè)過(guò)濾器支座(10)，優(yōu)選地，所述過(guò)濾器支座是與所述過(guò)濾元件(7)的凹部配合的縱向的細(xì)長(zhǎng)延伸部，其特征為兩個(gè)相鄰的過(guò)濾元件(7)之間的網(wǎng)元件(12)的截面的至少一部分是尖形的。
11.一種過(guò)濾器容器，包括—縱向容器體(1)，該容器體具有上端(2)和下端(3)；—主管板(18)，該主管板把所述容器體(1)容納流體的區(qū)域與容納流體和固體微粒的區(qū)域分隔開；—至少一個(gè)入口(4)，該入口位于所述容器體(1)，供要分離固體微粒的流體進(jìn)入之用；—出口(5、6)，該出口位于所述容器體中，分別用于流體和固體微粒的排出；和—按照權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的至少一個(gè)過(guò)濾器組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種過(guò)濾器組件，包括多個(gè)適于把流體與固體微粒內(nèi)分離開來(lái)的縱向細(xì)長(zhǎng)過(guò)濾元件(7)，優(yōu)選地，這些過(guò)濾元件至少基本垂直安裝，具有封入密封裝置(8)的開放的上端(2)和連接到過(guò)濾器支座(10)的封閉底端，所述過(guò)濾器支座安裝在過(guò)濾網(wǎng)(11)上，其特征為所述過(guò)濾網(wǎng)(11)有多個(gè)一起形成過(guò)濾網(wǎng)的網(wǎng)元件(12)，其中兩個(gè)相鄰過(guò)濾元件之間的網(wǎng)元件截面的至少一部分是尖形的。本發(fā)明還涉及過(guò)濾網(wǎng)和包括至少一個(gè)過(guò)濾器組件的過(guò)濾容器。
文檔編號(hào)B01D46/42GK1642617SQ03806975
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2003年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月26日
發(fā)明者許貝特斯·W·A·德賴斯 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司