一种错流式料液过滤装置论文和设计-郭启刚

全文摘要

一种错流式料液过滤装置，包括过滤组件、第一来料阀、第一出料阀、第二来料阀、第二出料阀；过滤组件的第一料液进出口与所述第一来料阀和第一出料阀连通；所述过滤组件的第二料液进出口与所述第二来料阀和第二出料阀连通。通过间隔交替地改变第一来料阀、第一出料阀、第二来料阀、第二出料阀的开关状态，可实现正向流动模式和反向流动模式的间隔交替运行，实现料液对过滤管管壁上的附着物正向\/反向交替冲洗，从而大幅减少过滤管管壁的附着物，避免滤饼现象发生，大大提高滤水装置的工作效率，减少维护工作量。

主设计要求

1.一种错流式料液过滤装置，其特征在于，包括：至少一个过滤组件、第一来料阀、第一出料阀、第二来料阀、第二出料阀；所述至少一个过滤组件包括壳体、滤芯、第一料液进出口、第二料液进出口和滤液出口；所述滤芯设在所述壳体内，所述滤芯包括过滤管；所述第一料液进出口和第二料液进出口与所述过滤管的端部开口相连通；所述过滤管的管壁上设置有多个滤孔，所述过滤管为一根或多根；所述过滤管的外围形成滤液空间，所述滤液空间与所述滤液出口连通；所述第一料液进出口与第一来料阀和第一出料阀连通；所述第二料液进出口与第二来料阀和第二出料阀连通；所述第一来料阀、第二来料阀用于控制含有固体颗粒物的料液的输入；所述第一出料阀、第二出料阀用于控制流经整根过滤管后的料液的输出；所述滤液出口用于输出滤液。

设计方案

1.一种错流式料液过滤装置，其特征在于，包括：至少一个过滤组件、第一来料阀、第一出料阀、第二来料阀、第二出料阀；

所述至少一个过滤组件包括壳体、滤芯、第一料液进出口、第二料液进出口和滤液出口；所述滤芯设在所述壳体内，所述滤芯包括过滤管；所述第一料液进出口和第二料液进出口与所述过滤管的端部开口相连通；所述过滤管的管壁上设置有多个滤孔，所述过滤管为一根或多根；所述过滤管的外围形成滤液空间，所述滤液空间与所述滤液出口连通；

所述第一料液进出口与第一来料阀和第一出料阀连通；所述第二料液进出口与第二来料阀和第二出料阀连通；

所述第一来料阀、第二来料阀用于控制含有固体颗粒物的料液的输入；所述第一出料阀、第二出料阀用于控制流经整根过滤管后的料液的输出；所述滤液出口用于输出滤液。

2.根据权利要求1所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，还包括料液入口管和料液出口管，所述料液入口管与所述第一来料阀和第二来料阀连通，所述料液出口管与所述第一出料阀和第二出料阀连通。

3.根据权利要求1所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，所述过滤组件的所述滤芯还包括第一管板和第二管板；所述第一管板和第二管板上设有通孔；所述过滤管的一端穿入或穿过所述第一管板的通孔，另一端穿入或穿过所述第二管板的通孔；所述过滤管的一端部开口与壳体和第一管板构成的第一腔室相连通，所述过滤管的另一端部开口与壳体和第二管板构成的第二腔室相连通；所述壳体、第一管板、第二管板以及过滤管在所述过滤管外围形成的空间构成所述滤液空间。

4.根据权利要求3所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，所述壳体包括本体部分、第一封头和第二封头，所述本体部分、第一封头和第二封头为一体成型，或者由分体组装而成。

5.根据权利要求4所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，所述第一管板设置于所述壳体的本体部分与第一封头的连接处，所述第二管板设置于所述壳体的本体部分与第二封头的连接处；所述过滤管的一端部开口与第一封头和第一管板构成的第一腔室相连通，所述过滤管的另一端部开口与第二封头和第二管板构成的第二腔室相连通；所述壳体的本体部分、第一管板、第二管板以及过滤管在所述过滤管外围形成的空间构成所述滤液空间。

6.根据权利要求5所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，所述第一料液进出口设在所述第一封头上，所述第二料液进出口设在所述第二封头上；或者所述第一腔室被分割成第一分支腔室和第二分支腔室，所述第一料液进出口设置于第一分支腔室所对应的封头处，所述第二料液进出口设置在所述第二分支腔室所对应的封头处。

7.根据权利要求6所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，所述滤液出口设在所述壳体本体部分的侧壁上，所述滤液出口可以为1个或多个。

8.根据权利要求7所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，根据所述滤液空间可以分为二个或以上的相互隔离的分支滤液空间，各个所述分支滤液空间所对应的所述壳体的侧壁上分别设置有滤液出口。

9.根据权利要求1-8任一项所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，所述连通可以是直接连接连通，或者通过管道或通道间接连通。

10.根据权利要求1-8任一项所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，所述过滤管的管壁上设置的滤孔孔径为0.01-50微米，所述过滤管长度为20-300cm。

11.根据权利要求1-8任一项所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，所述过滤管为陶瓷膜过滤管或金属膜过滤管。

12.根据权利要求1-8任一项所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，所述过滤组件可以二个或二个以上串联使用，各个过滤组件通过第一料液进出口\/第二料液进出口连通，一端部的过滤组件的第一料液进出口与第一来料阀和第一出料阀连通；另一端部的过滤组件的第二料液进出口与第二来料阀和第二出料阀连通。

13.根据权利要求12所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，所述过滤组件为两个或以上串联且构成U型。

14.根据权利要求1-8任一项所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，所述过滤组件可为两个或以上的并联使用。

15.根据权利要求1-8任一项所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，所述第一来料阀、第二来料阀、第一出料阀、第二出料阀中任意两者可以根据需要采用一体化三通阀结构。

16.根据权利要求15所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，所述第一来料阀和第一出料阀为一体化三通阀结构，此时三通阀有两个位置，位置1：第一来料阀开启、第一出料阀关闭；位置2：第一来料阀关闭、第一出料阀开启；和\/或所述第二来料阀和第二出料阀为一体化三通阀结构，此时三通阀有两个位置，位置1：第二来料阀开启、第二出料阀关闭；位置2：第二来料阀关闭、第二出料阀开启；

或者，

所述第一来料阀和第二来料阀为一体化三通阀结构，此时，三通阀有两个位置，位置1：第一来料阀开启、第二来料关闭；位置2：第一来料阀关闭、第二来料阀开启，和\/或所述第一出料阀和第二出料阀为一体化三通阀结构，此时三通阀有两个位置，位置1：第一出料阀开启、第二出料阀关闭；位置2：第一出料阀关闭、第二出料阀开启。

17.根据权利要求1-8任一项所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，还包括净水缓冲罐，所述净水缓冲罐与所述滤液出口连通，或者所述净水缓冲罐通过管道直接与所述滤液空间连通；所述净水缓冲罐通过管道和控制阀与压缩空气源连通。

18.根据权利要求1-8任一项所述的错流式料液过滤装置，其特征在于，所述错流式料液过滤装置用于烟气脱硫系统中对烟气脱硫浆液进行过滤，所述烟气脱硫系统包括脱硫塔，所述脱硫塔底部设有浆液池；所述第一来料阀和第二来料阀与所述浆液池直接或间接连通，所述第一出料阀和第二出料阀直接或间接与所述脱硫塔连通。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种错流式料液过滤装置。

背景技术

在错流式过滤装置中，需要处理的含有一定浓度固体颗粒物的料液在过滤管内沿过滤管轴向流动，料液中的部分水和较小颗粒沿过滤管径向流动，透过过滤管管壁的微孔渗出至过滤管管壁外围，形成固体颗粒物含量较少、粒径较小的净水(滤液)，料液和净水在过滤管内部和管壁中构成错流形式。然而，当料液沿过滤管轴向单向流动时，未能透过过滤管管壁的较大的颗粒物，仍存在贴、挂在过滤管内壁上、甚至形成滤饼现象的可能性，进而影响过滤装置的过滤效率，增加维护工作量。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种错流式料液过滤装置，其特征在于，包括：至少一个过滤组件、第一来料阀、第一出料阀、第二来料阀、第二出料阀；

所述第一料液进出口与第一来料阀和第一出料阀连通；所述第二料液进出口与第二来料阀和第二出料阀连通；

所述第一来料阀、第二来料阀用于控制含有固体颗粒物的料液的输入；所述第一出料阀、第二出料阀用于控制流经整根过滤管后的料液输出至所述错流式料液过滤装置外；所述滤液出口用于输出滤液(由过滤管滤孔滤出的料液，即净水)。

优选地，所述错流式料液过滤装置还包括料液入口管和料液出口管，所述料液入口管与所述第一来料阀和第二来料阀连通，所述料液出口管与所述第一出料阀和第二出料阀连通。

优选地，所述过滤组件的所述滤芯还包括第一管板和第二管板；所述第一管板和第二管板上设有通孔；所述过滤管的一端穿入或穿过所述第一管板的通孔，另一端穿入或穿过所述第二管板的通孔；所述过滤管的一端部开口与壳体和第一管板构成的第一腔室相连通，所述过滤管的另一端部开口与壳体和第二管板构成的第二腔室相连通；所述壳体、第一管板、第二管板以及过滤管在所述过滤管外围形成的空间构成所述滤液空间。

优选地，所述壳体包括本体部分、第一封头和第二封头，所述本体部分、第一封头和第二封头可以为一体成型(此时所述本体部分、第一封头和第二封头之间的划分方式没有特别限制)，也可以是由分体组装而成。所述本体部分、第一封头和第二封头的形状没有特别限制。所述第一封头和第二封头也可以是连接所述过滤组件的管道的一部分。

优选地，所述第一管板设置于所述壳体的本体部分与第一封头的连接处，所述第二管板设置于所述壳体的本体部分与第二封头的连接处；所述过滤管的一端部开口与第一封头和第一管板构成的第一腔室相连通，所述过滤管的另一端部开口与第二封头和第二管板构成的第二腔室相连通；所述壳体的本体部分、第一管板、第二管板以及过滤管在所述过滤管外围形成的空间构成所述滤液空间。

优选地，所述第一料液进出口设在所述第一封头上，所述第二料液进出口设在所述第二封头上；或者所述第一腔室被分割成第一分支腔室和第二分支腔室，所述第一料液进出口设置于第一分支腔室所对应的封头处，所述第二料液进出口设置在所述第二分支腔室所对应的封头处。

优选地，所述滤液出口设在所述壳体本体部分的侧壁上。

所述滤液出口可以设1个或多个。

优选地，所述滤液空间可以分为二个或以上的相互隔离的分支滤液空间，各个所述分支滤液空间所对应的所述壳体的侧壁上分别设置有滤液出口。

所述连通可以是直接连接连通，也可以通过管道或其它通道间接连通。

优选地，所述过滤管的管壁上设置的滤孔孔径为0.01-50微米，所述过滤管长度为20-300cm。

优选地，所述过滤管为陶瓷膜过滤管或金属膜过滤管。陶瓷膜过滤管或金属膜过滤管可采用目前市面的相关产品。

所述过滤组件可以二个或二个以上串联使用，各个过滤组件通过第一料液进出口\/第二料液进出口连通，一端部的过滤组件的第一料液进出口与第一来料阀和第一出料阀连通；另一端部的过滤组件的第二料液进出口与第二来料阀和第二出料阀连通；优选地，所述过滤组件可以为两个或以上串联且构成U型。这样可以在基本不增加料液量的情况下提高产品水量，但需要提高料液入口的压力。

所述过滤组件可为两个或以上的并联使用。这样可以在基本不增加料液入口压力的情况下提高产品水量，但需要提高料液量。

所述第一来料阀、第二来料阀、第一出料阀、第二出料阀中任意两者可以根据需要采用一体化结构，如一体化三通阀结构。

例如，所述第一来料阀和第一出料阀为一体化三通阀结构。此时三通阀有两个位置，位置1：第一来料阀开启、第一出料阀关闭；位置2：第一来料阀关闭、第一出料阀开启，符合模式切换的要求。

又如，所述第二来料阀和第二出料阀为一体化三通阀结构。此时三通阀有两个位置，位置1：第二来料阀开启、第二出料阀关闭；位置2：第二来料阀关闭、第二出料阀开启，符合模式切换的要求。

又如，所述第一来料阀和第二来料阀为一体化三通阀结构。此时，三通阀有两个位置：位置1：第一来料阀开启、第二来料关闭；位置2：第一来料阀关闭、第二来料阀开启，符合模式切换的要求。

又如，所述第一出料阀和第二出料阀为一体化三通阀结构。此时三通阀有两个位置：位置1：第一出料阀开启、第二出料阀关闭；位置2：第一出料阀关闭、第二出料阀开启，符合模式切换的要求。

采用三通阀可以减少阀门数量，简化装置配置。三通阀在市面上可以采购。三通阀可以采用自动控制电动阀。

优先地，所述错流式料液过滤装置还包括净水缓冲罐，所述净水缓冲罐与所述滤液出口连通，或者所述净水缓冲罐通过管道直接与所述滤液空间连通；所述净水缓冲罐通过管道和控制阀与压缩空气源连通。这样可以在装置运行中通过间断地开启所述控制阀，使具有较高压力的压缩空气进入所述净水缓冲罐，将所述净水缓冲罐的净水瞬间反向压入所述滤液空间并进而反向穿过所述过滤管的管壁进入所述过滤管内，对所述过滤管进行反冲洗。所述控制阀可以采用脉冲开启方式。这样可以在基本不影响错流式料液过滤装置运行的情况下，对所述过滤管进行反冲洗，从而提高出水效率。

通过间隔交替地改变第一来料阀、第一出料阀、第二来料阀、第二出料阀的开关状态(可以通过设置自动控制装置和电动阀门实现自动交替运行)，可实现正向流动模式和反向流动模式的间隔交替运行，使料液在过滤管中流动方向间隔交替变化，实现料液对过滤管管壁上的附着物的正向\/反向的间隔交替冲洗，从而大幅减少过滤管管壁的附着物，避免滤饼现象发生，大大提高滤水装置的工作效率，减少维护工作量。

本实用新型的错流式料液过滤装置特别适合安装在烟气脱硫系统中，用于对烟气脱硫浆液进行过滤。所述烟气脱硫系统包括脱硫塔，所述脱硫塔底部设有浆液池；所述第一来料阀和第二来料阀与所述浆液池直接或间接连通，所述第一出料阀和第二出料阀直接或间接与所述脱硫塔连通。

在常规湿法烟气脱硫系统中，进入脱硫塔的烟气温度降低，或者湿度升高，或者对脱硫料液进行冷却等，都将导致脱硫塔内的蒸发量减少，冷凝析出的水分增多，导致脱硫塔内水分增加的量多于消耗和流出脱硫塔水分减少的量，料液池液位升高，从而给脱硫系统的水平衡带来困难。有时即使尽可能减少脱硫塔的工艺水的用量，仍然不能维持脱硫系统内的水平衡。为此，需要从脱硫料液中提取出一定数量和质量的水。

如果简单地将脱硫系统中的料液排出，一方面会造成料液不能被充分利用，造成料液和水资源浪费，另一方面由于该料液不符合排放标准而无法直接排放，需要进一步处理，导致处理成本增加。如果将料液中的水分通过闪蒸的方式蒸馏出来再度利用，则脱硫塔内循环使用的料液中水含量下降，含硫物质以及各种污染物浓度升高，pH值下降，降低脱硫除尘效果，并且各种物质浓度升高，导致喷淋系统喷射不均匀，雾化效果降低，影响脱硫、除尘等效果。而且，闪蒸过程中不凝气体通过真空泵抽出，还会导致另外的环境污染。而且，闪蒸装置制造成本高，占空间巨大，本身运行耗能大。

通过本实用新型的错流式料液过滤装置处理后的大部分料液返回至脱硫塔中继续用于脱硫处理，另一部分由过滤管滤孔滤出的滤液可用于其他用途，例如，用于冲洗脱硫塔中的除雾(尘)器，或用于石膏皮带脱水机滤布冲洗水，或用于脱硫废水的达标排放或脱硫废水零排放的前置处理，从而既保持了脱硫系统中料液量的平衡，又对多余的滤液进行即时、有效地处理和利用。

本实用新型错流式料液过滤装置用于烟气脱硫系统中的主要优势是：系统简单、运行稳定、运行费用低，应用广泛。可以解决湿法脱硫系统中的水平衡问题、氯离子浓度问题、污泥排放问题，可以替代传统的三联箱工艺，可用于：(1)冷凝法烟羽治理工作中的水平衡解决；(2)脱硫废水零排放系统中的前置处理；(3)脱硫废水及其它废水的处理。等等

附图说明

图1是本实用新型错流式料液过滤装置的一种实施方式的示意图；

图2是本实用新型过滤组件的一种实施方式的示意图；

图3是本实用新型错流式料液过滤装置的另一实施方式的示意图；

图4是本实用新型错流式料液过滤装置的另一实施方式的示意图；

图5是本实用新型错流式料液过滤装置的另一实施方式的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于示例性对本实用新型进行说明，并不用于限制本实用新型。其中，相同的部件采用相同的标号。

图1显示的是本实用新型错流式料液过滤装置的一种实施方式的示意图。如图1所示，所述错流式料液过滤装置包括：过滤组件1、第一来料阀2-1、第一出料阀3-1、第二来料阀2-2、第二出料阀3-2、料液入口管4、料液出口管5；

如图2所示，所述过滤组件1包括壳体6、滤芯7、第一料液进出口8、第二料液进出口9和滤液出口10。

所述壳体6包括本体部分6a、第一封头6b和第二封头6c。

所述滤芯7包括多根过滤管7a、第一管板7b和第二管板7c。多根所述过滤管7a沿所述壳体6的径向平行设置，所述过滤管7a的管壁上设置有多个滤孔，所述滤孔孔径为0.01-50微米，所述过滤管7a长度为20-300cm。所述第一管板7b设置于所述壳体6的本体部分6a与第一封头6b的连接处，所述第二管板7c设置于所述壳体6的本体部分6a与第二封头6c的连接处，所述第一管板7b和第二管板7c上设有通孔；所述过滤管7a的一端穿入或穿过所述第一管板7b的通孔，另一端穿入或穿过所述第二管板7c的通孔；所述过滤管7a的一端部开口与第一封头6b和第一管板7b构成的第一腔室11相连通，所述过滤管7a的另一端部开口与第二封头6c和第二管板7c构成的第二腔室12相连通；所述壳体6的本体部分6a、第一管板7b、第二管板7c以及过滤管7a在所述过滤管7a的外围形成的空间构成所述滤液空间13。

所述第一料液进出口8设在所述第一封头6b上，并通过第一腔室11与所述过滤管7a的端部开口相连通，所述第二料液进出口9设在所述第二封头6c上，并通过第二腔室12与所述过滤管7a的另一端部开口相连通。所述滤液出口10设在所述壳体6的本体部分6a的侧壁上，所述滤液空间13与所述滤液出口10连通。

所述第一料液进出口8与第一来料阀2-1和第一出料阀3-1连通；所述第二料液进出口9与第二来料阀2-2和第二出料阀3-2连通；

所述料液入口管4与所述第一来料阀2-1和第二来料阀2-2连通，所述料液出口管5与所述第一出料阀3-1和第二出料阀3-2连通；

所述料液入口管4用于输入含有固体颗粒物的料液，所述第一来料阀2-1、第二来料阀2-2用于控制含有固体颗粒物的料液的输入；所述料液出口管5用于将流经整根过滤管7a后的料液输出至所述错流式过滤装置外，所述第一出料阀3-1、第二出料阀3-2用于控制流经整根过滤管7a后的料液的输出；所述滤液出口10用于输出滤液(由过滤管滤孔滤出的料液，即净水)。

工作原理：上述错流式滤水装置可以实现正向流动模式和反向流动模式的交替运行。

正向流动模式：此模式下第一来料阀2-1、第二出料阀3-2处于开启状态，第二来料阀2-2、第一出料阀3-1处于关闭状态，来自料液入口管4的需要处理的料液经第一来料阀2-1和第一料液进出口8进入过滤组件1中的滤芯7中的过滤管7a内部，并沿过滤管7a轴向流动至第二料液进出口9流出过滤组件1，经第二出料阀3-2和料液出口管5流出错流式滤水装置；在料液沿过滤管7a轴向流动过程中，由于过滤管7a的管壁上设有微孔，并且管壁内外有压差，料液中的部分水夹杂着部分小于过滤管7a管壁微孔的细小颗粒物透过管壁微孔流至过滤管7a外围空间即滤液空间13，并经滤液出口10流出错流式料液过滤装置至净水用户。

反向流动模式：此模式下第一来料阀2-1、第二出料阀3-2处于关闭状态，第二来料阀2-2、第一出料阀3-1处于开启状态，来自料液入口管4需要处理的料液经第二来料阀2-2和第二料液进出口9进入过滤组件1中的滤芯7中的过滤管7a内部，并沿过滤管7a轴向流动至第一料液进出口8流出过滤组件1，经第一出料阀3-1和料液出口管5流出错流式料液过滤装置；在料液沿过滤管7a轴向流动过程中，由于过滤管7a的管壁上设有微孔，并且管壁内外有压差，料液中的部分水夹杂着部分小于过滤管7a管壁微孔的细小颗粒物透过管壁微孔流至过滤管7a外围空间即滤液空间13，并经滤液出口10流出错流式料液过滤装置至净水用户。

所述滤液出口12可以设1个或多个。

通过间隔交替地改变第一来料阀2-1、第一出料阀3-1、第二来料阀2-2、第二出料阀3-2的开关状态(可以通过设置自动控制装置和电动阀门实现自动交替运行)，即可实现正向流动模式和反向流动模式的间隔交替运行，使料液在过滤管7a中流动方向间隔交替变化，实现料液对过滤管7a管壁上的附着物的正向\/反向的间隔交替冲洗，从而大幅减少过滤管7a管壁的附着物，避免滤饼现象发生，大大提高滤水装置的工作效率，减少维护工作量。

图3显示的是本实用新型错流式料液过滤装置的另一实施方式的示意图。所述第一腔室11被分割成第一分支腔室11-1和第二分支腔室11-2，所述第一料液进出口8设置于所述第一分支腔室11-1所对应的封头处，所述第二料液进出口9设置在所述第二分支腔室11-2所对应的封头处。这样的好处是，装置很紧凑，连接管道较短。

图4显示的是本实用新型错流式料液过滤装置的另一实施方式的示意图。如图4所示，所述滤水组件1为两个串联且构成U型，两个滤水组件1通过U型管道串联。这样的好处是可以降低装置高度，减少连接管道的数量，使装置更加紧凑。

图5显示的是本实用新型错流式料液过滤装置的另一实施方式的示意图。如图5所示，所述错流式料液过滤装置还包括净水缓冲罐14，所述净水缓冲罐14通过所述净水管15和所述滤液出口10与所述滤液空间13连通。所述净水缓冲罐14通过管道和控制阀16与压缩空气源(图中未示出)连通。这样可以在装置运行中通过间断地开启所述控制阀16，使具有较高压力的压缩空气进入所述净水缓冲罐14，将所述净水缓冲罐14的净水反向压入所述滤液空间13并进而反向穿过所述过滤管7a的管壁进入所述过滤管7a内，对所述过滤管7a进行反冲洗。所述控制阀16可以采用脉冲开启方式。这样可以在基本不影响错流式料液过滤装置运行的情况下，对所述过滤管7a进行反冲洗，从而提高出水效率。

设计图

一种错流式料液过滤装置论文和设计

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