[发明专利]复合改性气液聚结过滤器

说明书

技术领域

本发明涉及气液过滤装置领域，具体是一种复合改性气液聚结过滤器。

背景技术

在天然气、煤层气和压缩空气等领域，气体中通常会夹带有不同大小的液滴颗粒，从而影响气质洁净度和相关仪器设备的运行安全。一般采用重力分离器、惯性分离器、旋风分离器或气液聚结过滤器等过滤分离设备进行气液分离。目前，对于微米级和亚微米等较小粒径的液滴，大多采用气液聚结过滤器。气液聚结过滤器由内层骨架和外层纤维过滤材料组成。金属纤维、玻璃纤维等无机纤维以及聚酯纤维、聚丙烯纤维等有机纤维材料是常用的气液聚结过滤材料，大多数为亲油特性，一般需要采用表面改性方法进行处理。常用的表面改性方法有溶液浸渍法和等离子体方法。溶液浸渍法存在溶剂大量浪费、处理工艺复杂、处理效果不均匀等缺陷。等离子体方法通过对相应的工艺气体进行等离子体化，产生的等离子体与物体表面发生化学反应，从而达到表面清洗、活化或改性作用。一般分为常压等离子体和低压等离子体技术，后者由于能够在处理腔体内形成一个真空环境，使得等离子体能够进入到过滤材料的内部任意表面，从而达到非常均匀且全面的表面处理。对于亲油型过滤材料，在过滤过程中，出气面容易形成一层液膜，气流的作用下导致液膜破裂而引起微米级液滴的二次夹带现象，而当选用疏油型过滤材料时能够减少二次夹带现象的发生，从而有助于提高过滤效率。

随着仪器设备向高精度发展以及空气质量控制由PM10向PM2.5转变，传统气液聚结过滤器对于亚微米液滴(尤其是最易穿透粒径范围内液滴)的过滤效率较低，达不到相应的技术或环保要求。纳米纤维由于具有较小的纤维直径和孔径，能够有效捕集该范围内的液滴，但其本身具有的亲油特性导致使用过程中容易产生液膜而出现较大的压降，且其强度较弱的特征导致较难直接应用于气液聚结过滤领域。

公开号为CN 104307288 A的中国发明专利，该发明专利公布了一种高效旋流聚结气液分离器，分离器主要包括容器壳体以及自下而上设置的旋流离心分离段、整流集液板、纳米纤维聚结分离段、螺旋分离段等梯度组成部分；容器壳体上设置有混合气体进口、净化气体出口和液相出口部分。该发明将重力沉降、离心分离和聚结分离等三种分离方法和表面改性技术有效结合起来，具有很高的分离效率和处理能力，能有效防止二次夹带现象。该发明专利的缺点：该发明采用旋流方法减小液滴二次夹带，整体结构复杂且占地面积过大，不利于安装和操作。

公开号为CN 105392544 A的中国发明专利，该发明专利公布了一种梯度纳米纤维过滤介质，由多层介质材料形成，多层介质材料包括纳米纤维介质层，其中，上述多层相互叠层、结合或以其他方式相互复合。上述复合过滤介质可以包括至少一个纳米纤维改性层，上述至少一个纳米纤维改性层包括几何平均纤维直径为大约100nm至1μm的聚合物介质材料和多个纤维，上述多个纤维配置为这样的梯度，上述纳米纤维改性层的上游面处的各纤维的几何平均直径与上述纳米纤维改性层的下游面处的各纤维的几何平均直径的比值为大约1.1至2.8，优选为大约1.2至2.4。该发明专利的缺点：该复合过滤介质将不同直径的纳米纤维改性层直接复合，主要用于液固过滤或液液聚结过滤，但纳米纤维改性层厚度(至少为40μm)过大，过滤介质内部无排液通道，液体容易在介质内部残留，从而引起压降过高和二次夹带现象，不能适用于气液聚结过滤领域。

发明内容

本发明提供了一种复合改性气液聚结过滤器，以达到减小液滴二次夹带的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种复合改性气液聚结过滤器，复合改性气液聚结过滤器包括：筒状骨架；第一过滤层，包括第一纳米纤维改性层和第一微米纤维改性层，第一纳米纤维改性层和第一微米纤维改性层分别至少绕设筒状骨架一周，第一纳米纤维改性层的首端绕设在筒状骨架外，第一微米纤维改性层的首端边缘与第一纳米纤维改性层的末端边缘无缝接续，并且第一微米纤维改性层绕设在第一纳米纤维改性层外侧；第二过滤层，包括第二纳米纤维改性层和第二微米纤维改性层，第二纳米纤维改性层和第二微米纤维改性层分别至少绕设筒状骨架一周，第二纳米纤维改性层的首端边缘与第一微米纤维改性层的末端边缘无缝接续，并且第二纳米纤维改性层绕设在第一微米纤维改性层外侧，第二微米纤维改性层的首端边缘与第二纳米纤维改性层的末端边缘无缝接续，并且第二微米纤维改性层绕设在第二纳米纤维改性层的外侧。