CN1087027A - 处理装置 - Google Patents

Abstract

一台处理装置，例如一台过滤装置包括：装有粒 子处理介质的处理台2。与处理介质粒子相连的流 化装置9用于从处理台移走处理介质粒子进行再 生。流化装置9包括一具有出口10的供液管11，它 被用来从过滤台的外面提供压力液体，以及包括一具 有入口15的排料管14，入口15突出在供液管的出 口10的外面。

Description

本发明涉及一种具有粒子处理台的处理装置，用于处理流过该处理台的液体。

粒子处理介质必须定期再生，这通常要求在现场冲洗介质时将处理装置脱机，或者将处理介质运走进行再生或进行更换，这些都会使处理装置在相当长的一段时间里不能进行工作。

根据本发明，一台处理装置包括：一个内部装有粒子处理介质处理台并带有一个待处理液体的入口和一个已处理液体的出口的外壳;一个流化装置，此流化装置与处理介质相连，用于将处理介质的粒子从处理台移走，流化装置包括一根带有出口的供液管，它被用来从过滤台的外面提供压力液体，以及一根在供液管内的排料管，其端部有一入口并突出在供液管出口的外面，用于从处理台排出液体和处理介质粒子;处理装置还包括向处理台顶部供应新的粒子处理介质的装置。

这一流化装置保证了处理介质粒子能够有效地从处理台上移走而不用与泵的叶轮相接触。

从处理台上移走的物质可以引向再生装置，在再生装置中，它被再生并重新使用，或可以被清除或在其他场合使用。例如，如果处理介质的粒子是可燃的，可以对含油水进行过滤和脱油处理，因此而增加了粒子的发热量并使其能作为燃料使用。

因此有可能逐渐地从处理台上移走粒子处理介质进行再生，同时处理装置仍然在线。

适合于本发明的一种流化装置公布在我们早期的美国专利US-A-4978251，4952099和4992006中。

如果供液管具有使液体涡漩的装置，流化装置的效果可以改善。

流化装置最好安装在靠近处理台底部的位置，使得通过排料管移走的处理介质能够由其上靠重力或压力填补其因抽空产生的空间粒子所替换。以这种方式，处理介质将向下推进穿过处理台，从而保证了处理台全部被周期性地清洗。

这种处理装置作为一种过滤装置特别有效，其中的再生装置是一分离器，用于将污染物与处理介质分离。

当过滤台由于污染物而堵塞时，普通过滤机必须进行冲洗，这就需要从过滤台排出液体，向过滤台吹进使介质分解的空气和向过滤台注水以清除污染物。这不仅造成过滤装置长时间不能工作，也导致水的浪费和部分过滤介质粒子的丢失。

本发明的处理装置作为过滤机使用提供了过滤介质的迅速在线清洗。其优点是，由于清洗速度快，与普通过滤机相比颗粒容积不太重要，因而可以使用小粒度的过滤介质或浅的处理台。通过排料管洗掉的过滤介质被净化并能返回到原过滤台或另一过滤台。这就减少了过滤介质从***中的净流失量。由于注入流化装置的液体的压力分解了处理台，不再需要向过滤机吹进空气。通过使用本发明而实现的经常的清洗减小了沟流效应出现的机会。

用于将污染物与处理介质分离的分离器最好是一个水力漩流器。在某些工作状态中，希望漩流器在过滤介质流经的出口能产生足够的压力，以便将清洗后的过滤介质带回到过滤台。如果需要，进入水力漩流器的过滤介质可以通过附加的高压水水源进行增压而进入水力漩流器的入口。根据过滤介质和污染物的相对粒度或比重，清洗后的过滤介质的出口可以是漩流器的下溢出口或上溢出口。

可选择地，处理装置可以是一个具有粒子离子交换树脂的离子交换装置，离子交换树脂用于提供处理介质。

处理装置可有一个位于处理台之上的污水入口，使得污水在靠近外壳顶部的介质/液体交界面处与处理介质接触。这样，此装置的处理能力取决于该交界面面积的大小。因此，要处理的液体的入口最好布置在处理台的外表面，使得液体向内渗透过处理介质到达埋置在处理台内的出口。在这种情况下，希望要处理液体的入口通到由外壳壁的内侧和具有允许要处理液体流过但不允许粒子处理介质流过的网孔的第一筛网所确定的第一空间，以及通到与第二筛网相连的已处理液体的出口，第二筛网上具有允许已处理液体流过但不允许粒子处理介质流过的网孔。

这就使得要处理液体与处理介质之间的交界面面积增加而不加大外壳的直径。这一点在占地面积非常宝贵的应用场合是很重要的，例如在产油平台上。根据本发明的处理装置的重量也小于具有相同处理能力的普通装置。

外壳的制造费用主要取决于制造容器接嘴和端部的费用。本发明中的外壳长度的增加能够增大其处理能力而不必改变直径，通常这比通过增大直径来增加能力要便宜。

外壳的内壁最好构成一个空的圆柱形内腔并且第一空间是一环状空间，其内侧具有由第一筛网构成的空的圆柱形内腔，用于安放粒子处理介质，第一筛网的内腔与外壳侧壁同轴并且半径小于外壳侧壁的半径;第二筛网包围着与已处理液体出口相通的并沿圆筒轴线延伸的一个空间。

这种结构保证了在处理装置内没有滞流区，而滞流区会允许细菌的生长和繁殖。在其他装置中用于填充滞流区的水泥和其他填充材料不再需要，这是另一个重量上的优点。

要处理液体的入口最好位于外壳的侧壁上。然而，为了进一步增加介质/液体的交界面，要处理液体的一部分可通过位于外壳顶部的要处理液体的第二入口的注入外壳。

可选择地，入口和出口可以互换，使得出口位于处理台的外表面，从而使液体从埋置在处理台内的入口向外渗透过处理介质。

可以有将再生的处理介质粒子运回到同一装置的处理台的装置，这些装置最好包括一根从分离器出口连到处理台的返回管。这就保证了处理介质的直接再循环。

在一个处理***中，许多处理装置可以并联连接。这样的***可按各种各样的方式工作。例如，如果入流流量是可预知的，一台或多台处理装置可在任何时候联机，而一台或多台处理装置可脱机用于处理介质的再生。然后，再生的处理介质可再循环到提取它们的处理装置，或循环到一个不同的（例如开始为空的）处理装置，然后装有再生的处理介质的处理装置便准备就绪可再次联机工作。多处理装置***的使用也使污液入流量的波动能够被很好适应。

根据本发明构造的处理装置的例子将通过参考附图来加以描述，其中：

图1是一过滤装置的示意图和其辅助线路图;

图2是第一例过滤装置的剖分透视图;

图3是一个与图2所示装置相似的过滤装置的轴剖面图;

图4是第二例过滤装置的轴剖面图;以及，

图5是第三例过滤装置的轴剖面图。

一台过滤装置包括一个外壳1，外壳1中装填着粒子过滤介质2，例如沙子或金钢砂。外壳1是一个压力容器，通常至少在5×10⁵Pa的压力下工作。在外壳1的顶部装有一个具有多个多孔的间隔布置入口3A的输入总管3，并通过输入管4向其供液，输入管4向输入总管3运送污染液体并由输入阀门5所控制。在外壳1的底部装有一个具有多个收集器6A的输出总管6，总管6向输出管7供液，其液流由输出阀门8控制。

在正常使用中，输入阀门5和输出阀门8开启，污染液体通过输入管4进入，并通过总管3分洒在外壳顶部的周围。液体向下渗透穿过捕捉污染物的过滤介质2。净化的液体到达收集器6A并被导向输出管7。

可选择地，此过滤机可以按上流方式工作，此时污液输入总管3位于处理台的底部，而净化的液体输出总管位于处理台的顶部。

如图1-3所示，一台流化装置安装在外壳1的底板上。此装置有一液体输出口10，输出口10通过与输入管4连接的供液管11被供以污液，用于清洗处理台，其液流由阀门12控制。可以安装一个附加的可选阀门13以便改变通过管11的液流速度。可选择地，过滤后的液体也可作为清洗液体使用。排料管14位于供液管11之中并与其同轴，排料管止于突出在供液管之上的排料入口15处。通过排料管14的液流由阀门16控制。排料管14由阀门16控制。排料管14通向水力漩流器17并与漩流器的入口连接，漩流器的入口与漩流器的侧壁相切。通过增压管19和阀门20，高压水水源18也与漩流器17的入口连接。漩流器17的底流出口由返回管21经过阀门22接回到污水输入管4。顶流23为污染物提供了出口。

典型地，输出口10有一个45mm的孔，而输入口有一个25mm的孔。

虽然所示的流化装置位于总管6之下，它同样可以置于总管6之上。可以选择流化装置的高度，以便将收集到一定量的污染颗粒的那部分过滤介质运走，同时留下过滤台的主要和大量的部分。

当想要清洗过滤介质时，关闭阀门5和8并打开阀门12，让压力水流流向供液管11并经过出口10进入过滤介质2。可以在供液管中使水产生涡漩。因此过滤介质2被流体化并通过排料管14的排料入口15向下运动，时入水力漩流器17。在已排走的过滤介质上方的过滤介质将在重力作用下而下降，并且依次被流化和通过排料管14移走。

可选择地，也可以打开阀门5和8，流化装置9可以不断地，缓慢地移走过滤介质。这就使处理台以一种慢的和受控的方式再循环，从而不必将过滤装置脱机进行清洗操作。

在水力漩流器中，过滤介质和与其相连的污染物被引起涡漩。由于水源18提供的高压水，这种涡漩运动被增强。涡漩运动将使污染物向漩流器的顶部移动，在顶部污染物通过上溢出口23被排出以便进一步处理。净化的过滤介质粒子以及大部分液体在漩流器的内壁处在压力作用下向下移动并通过下溢出口，这一压力能迫使过滤介质粒子沿返回管21并经过输入管4和总管3返回到外壳1中。

图4中所示的第二例过滤装置包括一个外壳1，外壳1具有圆柱形侧壁28，其一端与中空的锥形基底29相连，另一端与一曲面上壁30相连。外壳1是典型的压力容器，通常在至少5×10⁵Pa的压力下工作。

第一筛网31构成了其半径小于侧壁28半径的空的圆柱形空间，第一筛网31安装在外壳1中使得它与圆柱形壁28同轴。第一筛网31从锥形基底29沿侧壁28的长度延伸，并且其下边缘与锥形基底29连接，其上边缘通过一空的截头锥形定位环32与外壳1的侧壁28连接。第一筛网31，定位环32和侧壁28以及锥形基底29的上部基本上确定了环形空间33。

待过滤的污液的入口4安装在侧壁28上大约沿侧壁轴向长度的中间位置，以便与空间33相通。溢流管34从入口4通向外壳1上壁30上的第二入口35。

沿着圆柱形侧壁28轴线的主要部分延伸的是第二空间36，它由第二筛网37所包围，第二筛网37的上端封闭，其下端与穿过锥形基底29延伸到外壳外面的已过滤液体出口7相通。

粒子过滤介质2充填在外壳中第一空间33和第二空间37之间的空间里，在外壳的顶部留有间隙。

第一筛网31和第二筛网37上具有许多孔，这些孔的尺寸使得允许污液和净化液分别流过它们，但防止过滤介质的粒子流过。筛网31和37可以是楔形钢丝筛网或是缝/隙，这些缝/隙径向地向下倾斜，并且当待处理液体径向地向内和向下流过缝/隙之间时，缝/隙防止过滤介质流过相邻的缝/隙之间的间隙。

在水平剖面中，筛网31和37可以具有锯齿形，因此进一步增加了对输入或输出液体的有效的处理介质横断面。

在外壳1的锥形基底29中，在过滤介质2的内部装有一个流化装置9，装置9向下开口，其结构如前面例子中所描述。

与流化装置9连接的管11和14在靠近外壳底部的位置延伸穿过一横向进口38。通过这个进口38，流化装置可以拆除以便维修和更换。

在使用，待过滤的污染液体通过污液入口4，35注入进外壳。经过第一入口4进入的液体充填进第一空间33，从空间33，液体流经第一筛网31进入过滤台2。然后，当液体按图4所示的箭头方向流向第二空间36时，液体被过滤台2所过滤。液体在通过出口7流出外壳之前，经过第二筛网37进入第二空间36。通过第二入口35进入的污染液体充填过滤台2上方的间隙，并且在进入空间36和通过出口7流出外壳之前向下流经过滤台2。

当想要清洗过滤介质时，参考前面例子中所描述的方法操作流化装置9和水力漩流器17。

第三例过滤装置如图5所示。这个装置与第二例装置的不同之处在于流化装置9的供液管11和排料管14沿圆柱形侧壁28的轴线垂直地向上延伸，穿过第二筛网37并伸出到外壳1的曲面上壁的外面。这就允许筛网37和流化装置9通过位于外壳顶部的进口39被拆除。

流动方向可以反转，这样应使入口4′在筛网37内与空间36相通。入口装有溢流阀40和安全阀41。待处理液体通过第一筛网31径向地向外流进第一空间33并通过出口7′流出。

过滤装置可以装有不止一台流化装置，每个流化装置带走不同品位的过滤介质。

虽然通过参考过滤装置对本发明进行了描述，它同样可以应用于离子交换装置。在这种情况下，粒子过滤介质将由粒子离子交换树脂代替，并且离子再生过程将代替分离器。

Claims (21)

1、一台处理装置包括：一个内部装有粒子处理介质处理台(2)并有待处理液体进口(3，4)和已处理液体出口(6，7)的外壳(1)；一台流化装置(9)，此流化装置与处理介质相连，用于将处理介质粒子从处理台移走，流化装置包括一个具有出口(10)的供液管(11)，它被用来从过滤台的外面提供压力液体，以及一个在供液管内的出料管(14)，其端部有一个进口(15)并突出在供液管出口的外面，用于从处理台排出液体和处理介质粒子；处理装置还包括向处理台顶部提供新材料的装置(21)。

2、根据权利要求1的处理装置，其特征在于排料管（14）与用于再生处理介质的再生装置（17）连接，因而使再生的处理介质能够重新使用。

3、根据权利要求1或2的处理装置，其特征在于供液管（11）具有使液体产生涡漩的装置。

4、根据权利要求1-3中任何一个权利要求的处理装置，其特征在于流化装置（9）安装在靠近处理台（2）底部的位置，使得通过排料管（14）移走的处理介质能够由其上靠重力或压力落下填补其因抽空产生的空间粒子所替换。

5、根据权利要求2-4中任何一个权利要求的处理装置，其特征在于处理装置是过滤装置并且再生装置是用于将污染物与处理介质分离的分离器（17）。

6、根据权利要求5的处理装置，其特征在于分离器是水力漩流器（17）。

7、根据权利要求6的处理装置，其特征在于漩流器（17）在过滤介质流出的出口产生足够大的压力，以便将净化的过滤介质送回到处理台。

8、根据权利要求6或7的处理装置，其特征在于进入漩流器（17）的过滤介质通过通向漩流器入口的附加高压水水源而增压。

9、根据权利要求1-4中任何一个权利要求的处理装置，其特征在于处理装置是离子交换装置。

10、根据前述权利要求中的任何一个权利要求的处理装置，其特征在于待处理液体的入口安装在处理台的外表面上，使得液体向内渗透通过处理介质到达埋置在处理台内的出口。

11、根据权利要求10的处理装置，其特征在于待处理液体的入口（4）通到由外壳（1）内壁和具有许多允许待处理液体通过但不允许粒子处理介质通过的网孔的第一筛网所确定的第一空间（33），以及通到与第二筛网（37）相连的已处理液体出口（7），第二筛网上具有许多允许已处理体通过但不允许粒子处理介质通过的网孔。

12、根据权利要求11的处理装置，其特征在于外壳（1）的侧壁（28）构成了一个空的圆柱形内腔并且第一空间（33）是一环形空间，其内侧具有由第一筛网（31）构成的空的圆柱形内腔，用于安放粒子处理介质（2），第一筛网（31）的内腔与侧壁同轴，并且半径小于侧壁的半径;第二筛网（37）包围着与已处理液体出口（7）相通的、并沿圆柱筒轴线延伸的一个空间（36）。

13、根据权利要求10-12中任何一个权利要求的处理装置，其特征在于待处理液体的入口（4）位于外壳的侧壁（28）上。

14、根据权利要求13的处理装置，其特征在于待处理液体的第二入口（35）位于外壳的顶部。

15、根据权利要求1-9中任何一个权利要求的处理装置，其特征在于出口安装在处理台的外表面，使得液体从埋在处理台中的入口向外渗透，通过处理介质。

16、根据权利要求15的处理装置，其特征在于出口通到由外壳壁的内侧和具有许多允许已处理液体通过但基本上不允许粒子处理介质通过的网孔的第一筛网所确定的第一空间，以及通到与第二筛网相连的入口，第二筛网上具有许多允许待处理液体通过，但不允许粒子处理介质通过的网孔。

17、根据权利要求16的处理装置，其特征在于外壳的侧壁构成了一个空的圆柱形内腔并且第一空间是一环形空间，其内侧具有由第一筛网构成的空的圆柱形内腔，用于安放粒子处理介质，第一筛网的内腔与侧壁同轴并且半径小于侧壁半径;第二筛网包围着与液体入口相通的并沿圆柱筒轴线延伸的一个空间。

18、根据权利要求15-17中任何一个权利要求的处理装置，其特征在于出口位于外壳的侧壁上。

19、根据权利要求2和权利要求3-18中任何一个权利要求的处理装置，其特征在于装有用于将再生的处理介质粒子运送回同一装置的处理台（2）的装置（21）。

20、根据权利要求19的处理装置，其特征在于将再生的处理介质粒子运送回同一装置处理台的装置包括从再生装置（17）的出口连到处理台（2）的返回管（21）。

21、一个***包括许多根据权利要求1-18中任何一个权利要求的、并联的处理装置。

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