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1种新型管道过滤器的工作原理及应用

                       1种新型管道过滤器的工作原理及应用
                                       杨建红
    (中国蓝星集团化工新材料股份有限责任公司广西分公司,广西百色533011)
    摘要:分析了钛白粉生产线所用外购管道过滤器易出现故障的原因,结构不合理造成物料阻力大、排渣和清洗操作复杂,采用的普通不锈钢材质强度低、易腐蚀。针对这些原因和缺陷进行技术改进,研制出1 种适合钛白粉生产的新型管道过滤器,投入使用后,操作简便灵活、高效节能、成本降低,提高了产品质量。
    关键词:管道过滤器;钛白粉;缺陷;新型
    中图分类号:TQ051.8+5  文献标识码:B DOI 10.3969/j.issn.1006-6829.2013.03.019
    管道过滤器主要由接管、筒体、过滤芯及紧固件等组成, 安装在流体物料输送管道上能除去流体物料中的较大固体杂质, 使机器设备和仪表能正常工作,减少物料堵塞故障,达到稳定工艺过程,保障安全生产的作用。
    管道过滤器在钛白生产线上广泛使用, 对最终的化工产品———钛白粉的质量具有重要的影响。某钛白粉公司使用的管道过滤器操作人员劳动强度大,故障频繁,维修难度大、成本高,影响了钛白生产中流体物料的过滤质量和产量。
    1· 外购管道过滤器缺陷及分析
    外购管道过滤器其结构原理如图1 所示。
        
    经对外购管道过滤器故障进行统计分析, 发现在进行物料过滤过程中, 外购管道过滤器存在3 个主要使用缺陷:
    1)进料管和出料管在同一高度,且物料在过滤过程中的流向分别有3 次90°转向。这种设计不能适应钛白生产流体状物料含有较粗大且量多的杂质残渣和流体物料呈絮状粘性的特征,过滤速率慢,过滤压降大,滤芯易损坏,易使细小的钛白颗粒与过滤出的杂质残渣一起沉积在滤芯里, 或通过滤芯后沉积在过滤器内壁和出口管道上, 造成内壁和出口管道堵塞,影响滤后物料收率和质量;
    2)排渣和清洗操作复杂。排渣和清洗操作需要拧开管道过滤器顶部封板的螺钉, 取出滤芯后才能清洗滤芯里的杂质残渣,清洗完滤芯装进过滤器,需要拧紧管道过滤器顶部封板的螺钉, 整个排渣和清洗时间长,劳动强度大;
    3)整体采用普通不锈钢材质,强度比一般的钢铁材低, 特别是过滤部件滤芯和滤芯支撑装置因强度低, 难以承担管道物料的重量和沉积的杂质残渣重量,且不耐100 ℃左右的高温钛白物料的过滤,使滤芯和滤芯支撑装置易变形开裂,维修难度大,维修频繁,维修成本高。不能适应钛白生产工艺的高温强酸流体物料。
    2 ·新型管道过滤器原理及应用
    针对外购管道过滤器的缺陷, 该公司研制出1种新型管道过滤器,主要包括过滤芯体、过滤筒体和排渣装置,依次自上而下通过六角螺钉紧固连接。新型管道过滤器在理论上能减少原外购管道过滤器的排渣清洗频率和维修报废频率,提高过滤效率,减轻操作劳动强度,降低成本。结构原理如图2 所示。
        
    新型管道过滤器特点:
    1)新型管道过滤器使得物料从进料口到出料口的整个过滤通道流向只有1 次90°转向的结构设计, 克服了原外购管道过滤器进料管和出料管在同一高度, 且物料在过滤过程中的流向分别有3 次90°转向的缺陷,过滤速率增加,过滤压降低;减少滤芯磨损, 避免细小钛白颗粒在滤芯里及滤器内壁和出口管道上沉积堵塞,提高滤后物料收率和质量。
    进料、出料结构原理如下:上端接进料管,侧面垂直90°开孔接出料管, 管道过滤器下端为滤渣出口。过滤芯体由1 条根据过滤流量和过滤介质粒径设计开有滤孔的圆管状芯体、2 个都位于圆管状芯体上部的上端面法兰和中间法兰构成, 过滤芯体的上端面法兰通过进料管法兰与进料管连接。过滤筒体上端与中间法兰紧固连接。过滤筒体包括1 个圆筒和分别位于圆筒2 端的第1 连接法兰、第2 连接法兰,圆筒侧壁中央开有一孔,开孔处的出口连接法兰和圆筒之间由圆管连接, 过滤筒体的第1 连接法兰与过滤芯体的中间法兰通过六角螺钉连接,过滤筒体的出口连接法兰通过出料管法兰与出料管连接。
    2)排渣和清洗操作更加简便易操作。下端为滤渣出口, 并在滤渣出口下面设有残渣槽。排渣装置包括一端用于支撑和固定过滤芯体的管状短接、位于管状短接上部的上连接法兰、位于管状短接下端的下连接法兰以及1 个球阀, 上连接法兰与过滤筒体下端的第2 连接法兰通过六角螺钉连接, 下连接法兰与球阀通过六角螺钉固定连接。管状短接最上端部分的外径与过滤芯体的圆管状芯体下端内径相同,管状短接最上端部分插入在圆管状芯体内,用于支撑和固定过滤芯体。球阀下方设置有残渣槽,上连接法兰下方还设置有过滤器支架。
    新型管道过滤器的排渣、清洗操作相比原外购管道过滤器更简便、灵活,还具有反冲洗能力,能在不用装拆、不用停管道物料输送的情况下通过开关排渣球阀随时排渣, 在停止管道物料输送但不用装拆管道过滤器的情况下, 用水从排渣口反向清洗各部件实现清洗操作,降低了劳动强度,节省了操作时间,具有很高的优越性。而且进料、过滤、排渣通道呈直线无曲径变化的设计装配, 有效保护设备管道上的配件免受磨损和堵塞,高效节能。
    3)选用适应钛白生产的玻璃钢和聚丙烯。过滤芯体和过滤筒体选用由玻璃钢材质整体制成, 或由聚丙烯材质焊接成一整体。排渣装置中的管状短接以及上连接法兰和下连接法兰也是由玻璃钢材质制成一体或由聚丙烯材质焊接成一整体, 球阀优选玻璃钢材料整体外购,也可以用聚丙烯材料整体外购。耐高温耐腐蚀的玻璃钢、聚丙烯材质,提高了管道过滤器使用寿命,且玻璃钢、聚丙烯材质的市场价格比不锈钢材质便宜一半左右, 降低了制造成本和维修成本。
    3· 结束语
    新型管道过滤器投入钛白粉生产线使用2 年来, 相比原使用的外购管道过滤器具有更加简便灵活操作、高效节能、成本大幅降低,每年节约的各项相关成本可比使用外购管道过滤器的少2/3 以上,同时也提高了产品质量。


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