[实用新型]天然气过滤器滤芯

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种天然气净化设备中天然气过滤分离设备中的过滤元件，尤其是涉及一种天然气过滤器滤芯。

背景技术

天然气过滤器滤芯要求通过流量大，适应天然气介质。天然气过滤器滤芯单根处理量要求10×10⁴Nm³/d以上，气田集输系统中天然气粉尘含量较大，以四川气田为例，1m³天然气含尘量约为2~10mg，颗粒分布5μm以上粉尘约占2/3左右，约为60万粒/m³以上。天然气粉尘主要由管道施工及井底带出来的泥沙颗粒、钢材与油田水及天然气中酸性气体产生的腐蚀产物组成，泥沙粉尘大都是不规则的多面体，棱角尖锐。腐蚀产物大多为片状结构，往往有锐利的刃口，这些粉尘在气流的带动下与滤层发生碰撞，在气体背压作用下很容易将聚酯滤膜切开，造成滤层穿孔失效。

滤材过滤机理可分为表面过滤和深度过滤（又称深层过滤）。表面过滤是通过滤材微孔的拦截和搭桥作用来直接获取，而深度过滤可以通过颗粒的惯性撞击和布朗扩散作用来实现。

目前我国天然气过滤器上使用的滤芯有三种，其一为不锈钢丝网折叠滤芯，其二为无纺布（网）缠绕滤芯，其三为聚酯膜折叠滤芯。

第一种不锈钢丝网折叠滤芯属于表面过滤，一般采用1~3层不锈钢丝网折叠而成，其过滤面积大，透气性好，可以实现大流量过滤，但其过滤精度受到丝径及网孔限制。目前不锈钢丝网的最小丝径约为5~10μm，所能达到的网孔尺寸大于5μm，其最高过滤精度≥5μm，用这种滤芯组成的过滤分离器主要用在精度要求不高的工艺设备及管道上。

第二种无纺布（网）缠绕滤芯属于深层过滤，无纺布缠绕厚度可达到10mm左右，采用孔径为10μm无纺布缠绕几十层后形成足够厚度的过滤层，其过滤精度可达到1~3μm，这种滤芯使用在天然气增压站或天然气处理厂过滤器上。无纺布缠绕滤芯是通过增加缠绕层厚度的方式来提高过滤精度，缠绕层越厚阻力损失越大，透气性越差。并且滤芯是在圆筒形芯管上缠绕而成，其过滤面积有限，要实现大流量势必增加滤芯根数，加大过滤器尺寸，增加工程投资。

第三种聚酯膜折叠滤芯属于表面过滤，这种滤芯一般采用上、下保护层及中间膜折叠而成，保护层及膜都是聚酯材料，滤层总厚度<1mm，在同样外径下滤芯折叠牙数量大，过滤面积大，尽管聚酯膜透气性有限，但是大的折叠牙数增加了过滤面积，增大了透气量，能实现小压差大流量过滤。由于这种滤芯滤层太薄，又缺乏支承结构，牙型容易“倒伏”或并牙，使过滤面积减小。这种滤芯的过滤精度完全由滤膜决定，滤膜孔径越小其过滤精度越高。气田集输系统中含有大量的强度和硬度远大聚酯膜的粉尘，很快使滤膜穿孔、失效。因此由聚酯膜折叠滤芯装配的过滤分离器不能单独使用在气田集输系统，只能使用在精滤段，精滤段的前面应该有前置过滤器，前置过滤器应除去所有大于5μm的腐蚀产物颗粒。

目前我国天然气过滤器上使用的滤芯的端部密封结构单一，其一为端面密封，其二为端部O型圈密封。端面密封往往由于安装和加工误差很容易产生泄漏、短路。O型圈密封为径向密封结构，往往由于安装部位的清洁度不够，影响密封效果，产生短路。

现有气田集输系统中天然气过滤器上使用的这几种滤芯无法满足高精度、大流量的要求，端部密封结构有待改进，并且天然气过滤器滤芯设计还没有有效的工艺计算方法。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供了一种高精度、大流量的天然气过滤器滤芯，采用多层复合结构和端部的轴向密封加径向密封的结构，保证了滤芯的整体过滤精度、使用寿命及性能的可靠性。

本实用新型的技术方案是：一种天然气过滤器滤芯，包括滤层和芯管，所述滤层为折叠式滤层，包括外层、中间层和内层；所述外层为不锈钢密纹网，中间层为聚酯或玻纤过滤滤膜，内层为粗纹丝网；在整个滤芯的端部压注有粘接料，在粘接料外部设置有固定环，在固定环外部粘接有密封垫片，在固定环内侧安装有密封环。

在所述中间层两侧设置有无纺布保护层；所述无纺布保护层的孔径为1~5μm。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：不锈钢密纹网外层构成第一层表面过滤，无纺布保护层构成深层过滤，聚酯或玻纤过滤滤膜中间层构成第二层表面过滤；提高和确保了过滤精度，增加了滤芯的使用寿命，具体表现如下：

1)通过采用不锈钢密纹网外层，能够抗击天然气中杂质的冲刷，防止棱角尖锐和有锐利的刃口粉尘击穿无纺布保护层与聚酯或玻纤过滤滤膜中间层，同时能够拦截大固体颗粒（5μm以上），起表面过滤作用；