[实用新型]一种气液聚结滤芯及含有其的过滤装置

说明书

本实用新型提供了一种气液聚结滤芯及含有其的过滤装置。该滤芯沿气流方向包括依次设置的预分离层、聚结层和排液层；其中，预分离层为异形纤维形成的具疏水疏油性的多孔结构层；聚结层为异形纤维形成的多孔结构层，聚结层沿周长方向分为间隔设置的疏水疏油区与亲水亲油区；排液层为异形纤维形成的多孔结构层，排液层沿厚度方向分为亲水亲油区和疏水疏油区，进气侧为亲水亲油区，排气侧为疏水疏油区，疏水疏油区的厚度占排液层总厚度的1/3‑2/3。含有该滤芯的过滤装置在提高过滤效率的同时，能够显著降低过滤压降。

技术领域

本实用新型涉及一种滤芯，尤其涉及一种过滤气液混合物的滤芯，属于多相流分离技术领域。

背景技术

天然气、煤层气等工业气体输送过程中以及压缩空气的使用过程，常常夹带着凝析液滴与颗粒，这些杂质会造成管路的腐蚀磨损、计量设备的测量失效、压缩机干气密封系统失效以及大型压缩机组的停工等严重问题。为去除杂质，气液过滤广泛应用于上述工业场所。其中，微小的液滴主要靠气液聚结滤芯的聚结分离作用进行去除。

气液聚结滤芯的工作原理：含液气体从滤芯内部经过聚结层、排液层。聚结层孔径小，纤维细，液滴容易被捕捉，并在纤维上聚结成为大液滴，在气体推动力以及亲水亲油的材料毛细力的作用下，在聚结层内进行层与层的传递。当液体运移至聚结层最后一层排气侧时，由于聚结层纤维与液滴之间的毛细力作用，液滴不容易排出，因此液体会在表面累积并形成一层液膜。该液膜对气流的阻碍是压降过高的主要原因。当液滴的重力大于液滴与材料之间的毛细力时，液滴才会从排出。传统排液层的作用则是防止气体在通过液膜时造成二次夹带，进而提高过滤效率。

聚结层与排液层是气液聚结滤芯的过滤性能的关键所在，聚结层是由玻璃纤维、聚丙烯纤维构成孔径较小的滤材，而排液层常由聚酯纤维、聚丙烯纤维、芳纶纤维等构成孔径较大的滤材。聚结层的主要作用是将小液滴拦截并聚结成为大液滴排出，排液层的主要作用是提供排液通道，防止二次夹带。气体又内而外依次经过滤芯聚结层与排液层。

在管路输送气体的过程中，液滴不断被滤芯拦截，滤芯压降不断升高，这不仅使得气体处理量变小，同时压降过高很容易造成滤芯弯折破损失效，进而导致大量液滴进入过滤器下游，对管路、设备造成损害，严重时导致停机维修。为保证核心设备正常运行，沿途压气站一般会设置多个过滤分离器和聚结分离器组合，虽然处理量大，但滤芯越多，所产生的压降就越高，进而能耗较大，滤芯成本以及能耗成本均随之上升。

值得注意的是：在气液聚结过滤领域，压降和效率是最为关注的两个指标。低阻高效的滤芯一直是开发的最终目的。既要促进纤维对液滴的吸收拦截，提高效率，又要同时做好加强材料在吸收拦截液体之后的液体的排出，防止材料在提高拦截效率的同时累积过多液体，后续气流夹带出较多液滴，造成效率下降，同时材料内过多的液体会造成压降的进一步升高。这样就失去了原本提高效率、降低压降的意义。

现有的气液聚结过滤器一般通过增加滤芯层数、过滤层孔径梯度排布、增加排液层等方式可以使得效率提高，但压降方面并没有很好的表现。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种过滤气液的滤芯，该滤芯在提高过滤效率的同时，能够显著降低滤芯的过滤压降。

本实用新型的又一目的在于提供一种过滤装置，该过滤装置含有本实用新型的上述滤芯。

为了实现上述技术目的，本实用新型提供了一种气液聚结滤芯，该气液聚结滤芯沿气流方向包括依次设置的预分离层，聚结层和排液层；

其中，预分离层为异形纤维形成的具疏水疏油性的多孔结构层，孔径为8μm-12μm，预分离层的厚度为1mm-2mm；

其中，聚结层为异形纤维形成的多孔结构层，孔径为3μm-8μm，聚结层的厚度为0.4mm-0.6mm，并且，聚结层沿周长方向分为间隔设置的疏水疏油区与亲水亲油区；