[發明專利]一種氣液聚結濾芯及應用和含有其的過濾裝置

在審

• 申請號: 202010002697.1
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN110917749A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 陳鋒;劉佳霖;吳小林;姬忠禮;邢顏凝;盧錦杰
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: B01D46/00
• 分類號: B01D46/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 張麗麗;韓蕾

本發明提供了一種氣液聚結濾芯及應用和含有其的過濾裝置。該濾芯沿氣流方向包括依次設置的預分離層、聚結層和排液層；預分離層的孔徑為8μm?12μm，預分離層的厚度為1mm?2mm，預分離層為異形纖維形成，整體具有疏水疏油性；聚結層的孔徑為3μm?8μm，聚結層的厚度為0.4mm?0.6mm，聚結層為異形纖維形成，聚結層沿周長方向分為間隔設置的疏水疏油區與親水親油區；排液層的孔徑為10μm?20μm，排液層的厚度為2mm?3mm，排液層為異形纖維形成，進氣側為親水親油區，排氣側為疏水疏油區。本發明的濾芯可以用于過濾氣液混合物。含有該濾芯的過濾裝置在提高過濾效率的同時，能夠顯著降低過濾壓降。

技術領域

本發明涉及一種濾芯，尤其涉及一種過濾氣液混合物的濾芯，屬于多相流分離技術領域。

背景技術

天然氣、煤層氣等工業氣體輸送過程中以及壓縮空氣的使用過程，常常夾帶著凝析液滴與顆粒，這些雜質會造成管路的腐蝕磨損、計量設備的測量失效、壓縮機干氣密封系統失效以及大型壓縮機組的停工等嚴重問題。為去除雜質，氣液過濾廣泛應用于上述工業場所。其中，微小的液滴主要靠氣液聚結濾芯的聚結分離作用進行去除。

氣液聚結濾芯的工作原理：含液氣體從濾芯內部經過聚結層、排液層。聚結層孔徑小，纖維細，液滴容易被捕捉，并在纖維上聚結成為大液滴，在氣體推動力以及親水親油的材料毛細力的作用下，在聚結層內進行層與層的傳遞。當液體運移至聚結層最后一層排氣側時，由于聚結層纖維與液滴之間的毛細力作用，液滴不容易排出，因此液體會在表面累積并形成一層液膜。該液膜對氣流的阻礙是壓降過高的主要原因。當液滴的重力大于液滴與材料之間的毛細力時，液滴才會從排出。傳統排液層的作用則是防止氣體在通過液膜時造成二次夾帶，進而提高過濾效率。

聚結層與排液層是氣液聚結濾芯的過濾性能的關鍵所在，聚結層是由玻璃纖維、聚丙烯纖維構成孔徑較小的濾材，而排液層常由聚酯纖維、聚丙烯纖維、芳綸纖維等構成孔徑較大的濾材。聚結層的主要作用是將小液滴攔截并聚結成為大液滴排出，排液層的主要作用是提供排液通道，防止二次夾帶。氣體又內而外依次經過濾芯聚結層與排液層。

在管路輸送氣體的過程中，液滴不斷被濾芯攔截，濾芯壓降不斷升高，這不僅使得氣體處理量變小，同時壓降過高很容易造成濾芯彎折破損失效，進而導致大量液滴進入過濾器下游，對管路、設備造成損害，嚴重時導致停機維修。為保證核心設備正常運行，沿途壓氣站一般會設置多個過濾分離器和聚結分離器組合，雖然處理量大，但濾芯越多，所產生的壓降就越高，進而能耗較大，濾芯成本以及能耗成本均隨之上升。

值得注意的是：在氣液聚結過濾領域，壓降和效率是最為關注的兩個指標。低阻高效的濾芯一直是開發的最終目的。既要促進纖維對液滴的吸收攔截，提高效率，又要同時做好加強材料在吸收攔截液體之后的液體的排出，防止材料在提高攔截效率的同時累積過多液體，后續氣流夾帶出較多液滴，造成效率下降，同時材料內過多的液體會造成壓降的進一步升高。這樣就失去了原本提高效率、降低壓降的意義。

現有的氣液聚結過濾器一般通過增加濾芯層數、過濾層孔徑梯度排布、增加排液層等方式可以使得效率提高，但壓降方面并沒有很好的表現。

發明內容

本發明的目的在于提供一種過濾氣液的濾芯，該濾芯在提高過濾效率的同時，能夠顯著降低濾芯的過濾壓降。

本發明的另一目的在于提供一種上述濾芯的應用。

本發明的又一目的在于提供一種過濾裝置，該過濾裝置含有本發明的上述濾芯。

為了實現上述技術目的，本發明提供了一種氣液聚結濾芯，該氣液聚結濾芯沿氣流方向包括依次設置的預分離層，聚結層和排液層；

其中，預分離層的孔徑為8μm-12μm，預分離層的厚度為1mm-2mm，預分離層為異形纖維形成，預分離層整體具有疏水疏油性；