一種應(yīng)用于煤制油產(chǎn)物氣固分離的過濾單元制備方法與流程

本發(fā)明屬于煤制油技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于煤制油產(chǎn)物氣固分離的過濾單元制備方法。

背景技術(shù)：

我國目前的石油年消耗量5億多噸，其中60％依賴進口。尋找新的替代能源，緩解當前石油短缺問題勢在必行。我國的煤炭資源比較豐富，而且目前利用煤炭的手段大多是直接燃燒，煤炭熱能的利用率不足30％。用化學(xué)工藝，通過將煤炭氣化、加氫、液化為柴油汽油(簡稱：煤制油)既能提高煤炭熱能利用率、減少環(huán)境污染，又能緩解石油資源短缺問題。煤制油過程中煤氣化是首要工藝。氣化產(chǎn)出的混合氣，是加氫工藝的“原料”，混合氣體中除主要成分h2、co外，還有少量的未參與氣化的炭固體顆粒、煤焦油等物質(zhì)。其中固體物對加氫工藝造成嚴重障礙。所以尋找有效手段與設(shè)備，對混合氣中的固體顆粒物進行有效分離是非常必要的。目前市場上常用的氣固分離設(shè)備為旋風分離機、重力分離機、電除塵器和過濾分離機，煤制油工業(yè)上廣泛應(yīng)用的是旋風分離機和重力分離機。例如神華、兗礦集團等旗下的煤制油企業(yè)使用的是旋風分離機等原有的分離器。這些對較大顆粒(粒徑大于5μm)的分離效果比較理想，但是對粒徑處于0.1～2μm的固體顆粒分離效果較差，不能滿足后續(xù)工藝對混合氣的要求。旋風重力分離器工作原理為被分離氣體通過設(shè)備入口進入設(shè)備內(nèi)旋風分離區(qū)，當含雜質(zhì)氣體沿軸向進入旋風分離管后，氣流受導(dǎo)向葉片的導(dǎo)流作用而產(chǎn)生強烈旋轉(zhuǎn)，氣流沿筒體呈螺旋形向下進入旋風筒體，密度大的液滴和塵粒在離心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋風管排塵口至設(shè)備底部儲液區(qū)，從設(shè)備底部的出液口流出。旋轉(zhuǎn)的氣流在筒體內(nèi)收縮向中心流動，向上形成二次渦流經(jīng)導(dǎo)氣管流至凈化氣室，再經(jīng)設(shè)備頂部出口流出。陶瓷過濾機是一種用于細煤泥回收的過濾機，有一個機座，所述機座下部設(shè)有一個細煤泥液料槽，該細煤泥液料槽內(nèi)設(shè)有液位控制器，該細煤泥液料槽兩端設(shè)有負壓集水箱，該負壓集水箱一側(cè)裝有負壓連接組件定盤，另一側(cè)裝有真空泵管道，該真空泵管道與一個真空泵連通；所述機座上設(shè)有一個煤泥回收轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子由一個主軸、多級陶瓷過濾圓盤、卸料板、多節(jié)出水連接管道、管道支架板、負壓連接組件動盤組成；所述煤泥回收轉(zhuǎn)子位于所述細煤泥液料槽內(nèi)；所述陶瓷過濾圓盤由多個陶瓷空腔微孔板構(gòu)成，位于同一軸線上的多個陶瓷空腔微孔板通過所述出水連接管道連通。楔形絲過濾機過濾芯采用金屬繞絲焊接而成，所以可以使用法蘭、電焊等多種連接件連接。楔形絲在濾芯上的應(yīng)用，使篩管縫隙間形成v字形開口，根據(jù)實際需求設(shè)計的縱向支撐桿排列，及篩管的接續(xù)性縫隙形式，使得該產(chǎn)品具備更高的抗壓性能。過濾管縫隙范圍大，可以根據(jù)實際需求制作縫隙在0.02mm～60mm之間的任意篩管縫隙大小，以滿足不同的應(yīng)用條件。煤制油混合氣的工作狀況是溫度：500～700℃，壓力：4～8kg/cm²，焦油含量：0.6％(重量百分數(shù))，固體顆粒物粒徑：0.1～150μm。針對這種狀況，我國一些研究單位圍繞著高溫氣體介質(zhì)過濾除塵技術(shù)的開發(fā)做了人量的研究工作，在高性能過濾材料的研制、開發(fā)等方面取得了富有成效的研究成果。其中以feal金屬間化合物和310s以其突出的抗高溫氧化和耐硫腐蝕性能而倍受關(guān)注。尤其是feal金屬間化合物，它是種廉價的高新材料。多年來我國西北有色金屬研究院和鋼鐵研究總院(安泰科技公司)致力于金屬多孔材料新產(chǎn)品的研制，開發(fā)了多種金屬過濾材料制品。在燒結(jié)金屬方面有鎳基合金、316、316l和18-8不銹鋼等金屬過濾材料制品，在燒結(jié)金屬絲網(wǎng)方面有304、316、316l、18-8不銹鋼、gh30和gh44高溫合金等過濾材料制品。最近，又開發(fā)了310s燒結(jié)金屬絲網(wǎng)和fe3al燒結(jié)金屬粉末過材料制品。這些材料都有較高的過濾效率，對于10μm粒子的過濾效果＞99.5％，滿足工業(yè)氣體凈化除塵的需求。另外，310s-20過濾元件具有很好的透氣性，該材料可應(yīng)用于煤氣化高溫煤氣的凈化過濾。研制出310s材質(zhì)的燒結(jié)金屬絲網(wǎng)過濾元件(φ50mm×1000mm)，等效孔徑20μm。該材料在煤氣化爐中試裝置上開展的金屬過濾器高溫煤氣除塵試驗，表明我國高溫氣體過濾除塵技術(shù)的開發(fā)取得了一定進展，在高性能金屬過濾介質(zhì)制作技術(shù)、過濾介質(zhì)再生技術(shù)、高溫除塵工藝技術(shù)以及裝備技術(shù)等方面都已有了長足的進步。金屬絲編織網(wǎng)成本最低、柔韌性好，但相對精度較低(允許有大網(wǎng)孔)，網(wǎng)孔可能變形，一般需要具有高精度篩網(wǎng)生產(chǎn)能力的廠家才能保證大量生產(chǎn)(需要從大量的高精度篩網(wǎng)中選取符合gb/t6003.1-1997標準的篩網(wǎng))。金屬絲過濾網(wǎng)在編織過程中出現(xiàn)的斷經(jīng)問題一直是金屬絲編織網(wǎng)生產(chǎn)廠家共同面臨的難題，一旦出現(xiàn)嚴重斷經(jīng)(即通常說的斷機)就要把金屬網(wǎng)編織過程中最耗費人力和時間的遞綜、穿筘、插停經(jīng)片、綁機等工序重新走一遍，極大地浪費人力物力、增加成本，并且降低生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的除渣裝置使用刮刀將濾渣從分離單元上刮下來，但是由于刮刀與濾網(wǎng)之間總會存在3～5mm的間隙，所以濾渣會除不干凈，通常會繼續(xù)用水沖洗，這樣會造成物料的浪費。而使用脈沖反吹除渣效率高、能耗低，但是分離成本也會隨之提高。過濾單元易吹斷或折斷是在因為清渣過程中使用脈沖反吹氣將過濾單元上的濾餅吹落，除了制造過濾材料的金屬本身易斷之外，過濾介質(zhì)的厚度也是一個影響因素，當它比較薄時也會容易折斷，以及當分離機運行時使用的最高和最低溫度差異比較大時，過濾單元也比較容易被吹斷或者折斷。雖然使用不易折斷或者性能更好的材料能解決這個問題，但是往往材料的成本也會上升，對性能與價格無法同時兼顧。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：傳統(tǒng)的除渣裝置存在造成物料的浪費，分離成本高，容易折斷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于煤制油產(chǎn)物氣固分離的過濾單元制備方法。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種應(yīng)用于煤制油產(chǎn)物氣固分離的過濾單元制備方法，所述應(yīng)用于煤制油產(chǎn)物氣固分離的過濾單元制備方法包括以下步驟：

步驟一，將鐵鋁合金拉成正三角三棱柱；

步驟二，用鐵鋁合金絲制成三層燒結(jié)網(wǎng)，兩邊分別用不同孔徑的同質(zhì)編制網(wǎng)做保護層和分配層，經(jīng)高溫燒結(jié)形成三層燒結(jié)網(wǎng)；

步驟三，將三層網(wǎng)卷成圓筒；

步驟四，將正三角三棱柱以圓筒中軸線為中心、一邊緊貼三層網(wǎng)筒外柱面纏繞，構(gòu)成過濾元件。

進一步，所述驟二中用鐵鋁合金絲制成三層燒結(jié)網(wǎng)，間層控制孔徑為2μm。

進一步，所述驟三中匝間縫隙寬度控制在100～300μm。

進一步，所述鐵鋁成分符合給定比例：6％～10％合金絲織成金屬布并制成三層燒結(jié)網(wǎng)。

進一步，所述鐵鋁合金燒結(jié)網(wǎng)單層厚度為0.3mm。

本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果為：采用高溫下不易被氧化、不容易形變的鐵鋁制作過濾單元，將金屬加工成三層燒結(jié)金屬網(wǎng)并卷成筒、三棱柱型金屬絲螺旋狀繞筒結(jié)構(gòu)的過濾元件，并通過創(chuàng)新結(jié)構(gòu)代替現(xiàn)有技術(shù)中金屬燒結(jié)網(wǎng)過濾、楔形絲繞制筒等的方式，使得高溫工況下對細微固體物分離效率大大提高，工藝簡單，成本較低。同時使得過濾單元的平均離線清洗周期能大于6個月，過濾單元壽命大于60個月。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的應(yīng)用于煤制油產(chǎn)物氣固分離的過濾單元制備方法流程圖。

圖2是本發(fā)明實施例提供的燒結(jié)網(wǎng)平面展開示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例提供的金屬加工成三角形金屬絲繞制成筒型結(jié)構(gòu)的過濾元件剖面圖。

圖4是本發(fā)明實施例提供的分離機結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、進料口；2、濾筒；3、反吹氣孔；4、潔凈氣體出氣孔；5、球形閥；6、排渣孔。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細的描述。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的應(yīng)用于煤制油產(chǎn)物氣固分離的過濾單元制備方法包括以下步驟：

s101：將鐵鋁合金拉成正三角三棱柱；

s102：用鐵鋁合金絲制成三層燒結(jié)網(wǎng)，其間層控制孔徑為2μm，兩邊分別用不同孔徑的同質(zhì)編制網(wǎng)做保護層和分配層，經(jīng)高溫燒結(jié)形成三層燒結(jié)網(wǎng)；

s103：將三層網(wǎng)卷成圓筒；

s104：將正三角三棱柱以圓筒中軸線為中心、一邊緊貼三層網(wǎng)筒外柱面纏繞，匝間縫隙寬度控制在100～300μm，構(gòu)成過濾元件。

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的應(yīng)用原理作進一步的描述。

本發(fā)明實施例提供的應(yīng)用于煤制油產(chǎn)物氣固分離的過濾單元制備方法包括以下步驟：

步驟一，用鐵鋁(其成分符合給定比例：6％～10％)合金絲織成金屬布并制成三層燒結(jié)網(wǎng)，其單層平面圖如圖2所示。中間層控制孔徑為2μm，兩邊分別用不同孔徑的同材質(zhì)編制網(wǎng)做保護層和分配層，經(jīng)高溫燒結(jié)形成三層燒結(jié)網(wǎng)；

步驟二，采用的鐵鋁合金是以鐵、鋁(6％～10％)為主要成分，鐵鋁合金燒結(jié)網(wǎng)單層厚度為0.3mm。鐵鋁合金有高的電阻率和硬度，密度較小(6.5～7.2g/mm³)，抗振動和抗沖擊性能良好。用鐵鋁合金片制造的鐵心，渦流損耗小，重量較輕，易于加工和使用。

步驟三，將三層燒結(jié)網(wǎng)卷成圓筒，其剖面圖如圖3所示。在這里所設(shè)計的筒直徑、長度分別為，在實際工程應(yīng)用中可根據(jù)生產(chǎn)過程對產(chǎn)能的要求確定具體的尺寸；

步驟四，將鐵鋁合金(其成分符合給定比例：6％～10％)拉成正三角三棱柱，如圖3中最外側(cè)的兩排三角形；

步驟五，如圖3所示，將正三角三棱柱以圓筒中軸線為中心、一邊緊貼三層網(wǎng)筒外柱面纏繞，由筒的下底面繞到上底面，三棱柱絲匝間縫隙寬度控制到100～300μm之間。筒的下底焊接堵板，上底面焊接法蘭，構(gòu)成本發(fā)明所設(shè)計的過濾元件。

如圖4所示，為設(shè)計的氣固分離器結(jié)構(gòu)圖，主要由反吹氣進氣孔，球閥，潔凈氣體出氣孔，濾筒，進料口，排渣口六部分組成。反吹氣進氣孔用于輸入外界空氣將附著在濾筒上的濾餅吹掉落在集渣槽中，使得濾筒經(jīng)常能保持濾孔通暢，不被堵塞。球閥是一種自動控制通氣孔的裝置。出氣孔是用于將分離出來的有用潔凈氣體排出。濾筒的作用是用于過濾混合物，將氣體和固體進行徹底分離。濾筒是按照等邊三角形排列設(shè)置，進料口是將混合物通入到分離器。排渣口是用于將從濾筒中吹掉落到集渣槽的固體顆粒等廢渣排出。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。