新型可反洗再生天然气过滤分离器

　　技术分析传统的天然气过滤分离器一般采用刚性过滤介质，其过滤精度高，但孔隙率低，比表面积小，过滤速度低，过滤周期短，滤芯再生能力差，滤芯被堵达到设计压差只能替换，更换费工费时并且滤芯价格高，寿命短；对于条件比较恶劣的气矿，现有国产滤芯使用寿命只有3个月，国外PALL公司等生广的滤芯寿命长达2a可是滤芯价格昂贵，导致天然气过滤行业作业成本极高，很难适应天然气工业大规模、长距离输送的现状。因此，研制一种高质量、高效率、可反洗再生的天然气过滤分离器，对提高处理效果、降低作业成本有重要的意义。

　　通过对国内外天然气过滤滤材进行性能研究，在现有天然气过滤分离器结构分析的基础上，笔者研制了一种新型可反洗再生的天然气过滤分离器，可以完成天然气过滤及对滤芯的正反冲洗，能较大程度地提高过滤的精度和效率，延长滤芯的使用寿命。2004年9月通过在川中油气矿现场连续运行8个月的使用表明，这种新型可反洗再生天然气过滤分离器的性能可靠、稳定，结构新颖、简单，并且滤芯造价低，能够反洗再生，具有*佳的性价比。

　　1.结构新型可反洗再生天然气过滤分离器结构见。

　　可反洗再生天然气过滤分离器结构一上盖；2?滤芯；3?集污腔；4一滤芯托盘；5?罐体；6?压盘；a?进气管口；b-排气管口；c一排污管口；d?放气管口新型可反洗再生天然气过滤分离器为立装结构，滤芯垂直安装在过滤分离器下部的滤芯托盘上，滤芯上部靠压盘密封压紧，天然气经过滤芯与罐体的环形空间，垂直于滤芯表面进入滤层，气流方向与被分离出来的粉尘及液体运动方向垂直，被分离出来的物质是结在滤芯外壁的滤饼以及通过滤本课题为“西气东输工程技术研究”项目“可再生式天然气过滤元件及装置”研究成果之一。由中国石油天然气集团公司科技发展部资助，编号'李等：新型可反洗再生天然气过滤分离器芯和层压丝网垫层集聚起来的液滴，天然气通过滤层后沿滤芯的芯管中向下流动*后达到排气管排出，滤芯外面结成的粉尘滤饼及污物集结一定量后，从滤芯外壁掉下来进入集污腔。

　　可反洗再生天然气过滤分离器使用的滤芯为表面过滤滤芯，其过滤作用是：通过粉尘对滤芯表面碰撞，粒径大于滤层表面孔径的粉尘被截留下来形成滤饼；粒径小于滤层表面孔径的粉尘则从滤层微孔通过。反洗时洁净水流从内向外冲洗把滤层外壁的滤饼冲洗下来，达到可反洗再生的目的。采用的可反洗再生滤芯通过试验筛选确定为一种新型复合滤芯，也有少部分较大孔径（大于1Lm）膜分离滤芯可以反冲洗。新型可反洗再生天然气过滤分离器的反洗方式有2种。

　　（1）正冲洗洁净水从设备上盖的放气管加入，从上向下冲洗，将附着在滤芯外壁上较大的滤饼冲洗下来，这时被冲洗下来的滤饼在水的冲力及重力作用下掉下至底部集污腔经排污管口排出。

　　（2）反冲洗洁净水从排气管口进入滤芯内，与滤芯垂直方向通过滤层，使附着在滤芯外壁的滤饼在反冲洗水作用下由内向外的冲洗脱离滤层外壁，在重力作用下掉到底部集污腔经排污管口排出。

　　新型可反洗再生天然气过滤分离器处理天然气过滤精度3Lm，设计压力6.4MPa反洗周期2个月，日处理量5万m3.反冲洗用水为洁净水，而非纯净水或矿泉水，洁净水就是能满足反冲洗工艺要求的净化水，其主要控制指标为水中污物含量及固体颗粒粒径大小，用于粗滤过滤芯的洁净水，其污物质量浓度应小于30mg/U杂质粒径小于100Lm；用于精滤过滤精度3Lm过滤芯的洁净水，其污物质量浓度应小于1.5mg/；U杂质粒径应小于1. 5Lm；洁净水在使用过程中不升温、不会煮沸，也不能饮用，因此不用做软化处理。为此，配套采用江汉机械研究所专利产品??TCLW超精细过滤器，该装置处理水质精度高，滤料反洗再生能力强。

　　现场试验情况与分析新型可反洗再生天然气过滤分离器于2004年9月在西南油气田川中油气矿下属南充作业区罗2万m3/d脱硫压力为3MPa原始气H2S质量浓度37.5g/m3，净化气H2S质量浓度20mg/m3，可反洗再生天然气过滤分离器设计压力6.装在原始气分离器后，脱硫装置前，工艺流程见在试验的同时进行现场取样，由于天然气的特殊性，试验取样和化验由专门单位提供。

　　现场试验分为2个阶段，前一个阶段从2004年9月28日到11月8日，对安装的可反洗再生天然气过滤分离器全线通天然气，设备稳定运行一段时间后11月9日采样人员对可反洗再生天然气过滤分离器进行随机取样，除尘率与粒径分析图见。

　　试验除尘率与粒径分析图井口来气经过一级旋风分离器后，在来气气质粉尘质量浓度78mg/m3条件下，进入可反洗再生天然气过滤分离器处理后，天然气气体粉尘质量浓度仅为23mg/m3.处理前进口管线内有大量的凝析油，脱除的硫呈黑黄色，处理后出口几乎不见凝析油，脱除的硫呈正常的硫磺色，处理效果明显……

　　后一个阶段是在设备正常运行了2个月后，对设备进行了反冲洗再生，反洗再生采用气、水反洗，反冲洗的水源采用现场自来水经超精细过滤器过滤后的洁净水。

　　反冲洗再生工艺流程是首先采用现场的蒸汽对设备吹扫30mn然后采用洁净水对可反洗再生天然气过滤分离器进行反冲洗，反洗时间30mn经过反冲洗后的过滤分离器进入正常生产流程。2005年3月10日对经过反冲洗后的过滤分离器进行随机采样分析，除尘率与粒径分析图见从取样数据可以看出，反冲洗达到了预期的效果，设备已井进行现场试验，该井试采脱硫装置设计潘5正常运行10个月。

　　石油机械反洗试验除尘率与粒径分析图从可以看出，过滤分离器对天然气除尘粒径5Lm的除尘率在85%以上，大粒径的粉尘基本可以完全除去。由于受到现场条件的影响，试验结果开始略有波动，经过稳定运行后处理结果稳定，表明装置运行良好。从可以看出，过滤分离器经过2个月的运行，反冲洗处理过滤分离器后，天然气除尘粒径在5Lm的除尘率在93%以上，基本达到滤芯反洗再生的目的，说明过滤分离器的反洗再生能力强，所选用的滤芯再生性能好。

　　结论现场试验表明，可反洗再生天然气过滤分离器与常规天然气过滤分离器相比，具有以下优点：（1）新型过滤分离器体积是卧式过滤器的"，质量是卧式过滤器的制造成本大为下降。

　　（2）处理能力强。井口来气经过一级旋风分离器后，在来气气体杂质质量浓度78mg/m3条件下，进入可反洗再生天然气过滤分离器处理后，天然气气体杂质质量浓度仅23mg/m3，分离效率达到85%以上。该过滤分离器的应用可大大提高后续设备脱硫装置的稳定性，避免脱硫装置由于气体杂质含量过高造成的吸收液发泡、冲塔的事故，从而保证了脱硫装置的正常运行。

　　（3）反洗再生能力强，再生效果好。经过半年多的正常运行，再生工艺系统运行正常，当进出口压差达到0.1MPa时，经气水反冲洗再生，进出口压差恢复到0.01MPa达到了滤芯再生的效果，克服了以往滤芯无法再生的缺点。

　　据国家计委宏观经济研究院预测，作为清洁能源之一的天然气将有很大程度的增长，天然气在能源需求总量中的比例将由1999年的2. 8%增长到2015年的8.2%，在这一前景下，依托于天然气净化系统和天然气管道输送系统的新型可反洗再生天然气过滤分离器，其应用前景和经济效益无疑是十分巨大的。

(完)