Фильтровальный материал

Фильтровальный материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к очистке жидкостей и газов от твердых частиц и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической, автомобильной и других отраслях промышленности, использующих фильтры в основном и вспомогательном производстве, в экологических процессах очистки сточных вод и дымовых газов, при разливе нефти из танкеров, нефтепроводов и нефтехранилищ, а так же для сбора нефтепродуктов с поверхности воды.

Известны фильтровальные материалы из полимерных нитей в виде вязанного трикотажа, петли которого образуют сквозные поры переплетением ластик 1+1, в котором одна из нитей эластомерная, а между петлями лицевой и изнаночной сторон расположено не менее двух уточных нитей, при этом толщина уточной нити в 1,1-1,3 раза больше диаметра сквозной поры.

(Патент России №1438826, В 01 D 39/08, БИ №43, 1988 г.).

Однако такие фильтровальные материалы не обеспечивают необходимой степени очистки и имеют недостаточную степень поглощения нефтепродуктов с поверхности воды, а при давлении движущейся жидкости быстро выходит из строя.

Известно средство для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов, содержащий пласт из пористого сорбента в виде двухслойной пластины, состоящей из слоя пористого материала на основе композиции из резиновой крошки размером от 0,2 до 2,5 мм и порошкообразного полиэтилена при соотношении массовых частей: резиновая крошка - 100, полиэтилен 5-20, и полиэтиленовой пленки, соединенной с пористым материалом при нагреве.

(Свидетельство на полезную модель №6165 РФ, кл. МПК 6 В 32 В 25/00, БПМ, 1998, №3).

Однако недостатком такого средства является невысокая степень поглощения нефти и нефтепродуктов, а также сложность изготовления конструкции.

Известно средство для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов в виде пластины на основе композиции из резиновой крошки и порошкообразного полиэтилена, композиция дополнительно содержит измельченный волокнистый целлюлозный материал при следующем соотношении компонентов (мас.ч.): резиновая крошка 100, полиэтилен 15-25, измельченный волокнистый целлюлозный материал 10-30.

(Патент России №2148025, С 02 F 1/28, БИ №12, 2000 г.).

Недостатком такого средства является сложность изготовления, недостаточная степень поглощения, большая трудоемкость при сборе сорбента с поверхности воды.

Наиболее близким фильтровальным материалом к заявляемому объекту по совокупности признаков и выбранному за прототип является фильтровальный материал, состоящий из синтетических нитей в виде трубчатого трикотажа, причем внутри трубчатого трикотажа размещена резиновая крошка размером 0,4-0,75 мм, а трикотаж выполнен из полимерных нитей, одна из которых эластомерная, причем петли из эластомерной нити образуют внутри фильтровального материала упругий каркас, а размер пор трубчатого трикотажа в 1,2-1,5 раза меньше размеров крошки.

(Патент России №2198717, В 01 D 39/08, D 04 В 1/14, БИ №5, 2003 г.).

Однако такие фильтровальные материалы имеют низкое качество фильтрования в процессе очистки жидкостей и газов, а так же не выдерживают давление жидкости.

Задачей изобретения является создание нового фильтровального материала, обладающего способностью фильтрования жидкостей и газов, а так же очистки воды от нефтепродуктов под давлением.

При использовании предлагаемого фильтровального материала получают следующий технический результат: увеличение качества фильтрования в процессе очистки жидкостей и газов, а так же улучшение степени очистки от нефтепродуктов ливневых и промышленных стоков.

Поставленный технический результат достигается тем, что фильтровальный материал, состоящий из синтетических нитей в виде трубчатого трикотажа с размещенной внутри его резиновой крошки размером 1,2-2,6 мм и каменной крошки размером 3,2-4,5 мм, а трикотаж содержит дополнительные уточные нити, диаметр которых больше размера резиновой крошки в 0,5-1,2 раза, причем объемное соотношение между резиновой и каменной крошкой составляет 3:1.

Выполнение фильтровального материала в виде трубчатого трикотажа позволяет получить равномерную фильтровальную поверхность без швов, что улучшает качество фильтрации и позволяет создать оболочку для удержания резиновой крошки. Кроме того, пористая структура трикотажа обеспечивает капиллярный эффект при сборе нефтепродуктов в промышленных стоках.

Использование синтетических нитей при изготовлении трубчатого трикотажа позволяет эксплуатировать его как в водной среде, так и в агрессивной среде.

Наличие резиновой крошки внутри трубчатого фильтровального материала позволяет удерживать нефтепродукты внутри структуры путем набухания резиновой крошки.

При набухании резиновая крошка, увеличиваясь в размерах, растягивает трикотаж как в продольном, так и в поперечном направлениях и тем самым дополнительно увеличивает поры трикотажа. Это способствует увеличению степени поглощения.

Использование крошки размером менее 1,2 мм приводит к проскоку резиновой крошки через петли трикотажного полотна, а при попадании в движущийся поток жидкости она вымывается, что ухудшает качество фильтрации, а так же уменьшает количество крошки, что снижает поглощение нефтепродуктов с поверхности воды.

Использование резиновой крошки размером более 2,6 мм ухудшается качество фильтрации, так как при очистке воды от нефтепродуктов происходит очень медленное набухание крошки, что снижает качество очистки.

Использование каменной крошки позволяет получить устойчивую конструкцию при давлении движущейся жидкости.

Использование каменной крошки размером более 4,5 мм приводит к усложнению конструкции фильтровального материала, что снижает качество очистки воды от нефтепродуктов.

Использование каменной крошки размером менее 3,2 мм приводит к уменьшению проницаемости фильтровального материала, что снижает качество очистки воды от нефтепродуктов.

Использование уточных нитей в трикотажном полотне увеличивают прочность конструкции фильтровального материала.

Использование уточных нитей в трикотажном полотне диаметром меньше в 0,5 раза диаметра резиновой крошки ухудшают качество фильтрации за счет проскоков резиновой крошки в движущейся воде.

Использование уточных нитей в трикотажном полотне диаметром больше в 1,2 раза диаметра резиновой крошки затрудняет изготовление трубчатого фильтровального материала.

Увеличение объемного соотношения между резиновой и каменной крошкой более 3:1 усложняет конструкцию фильтровального материала, так как в движущемся потоке воды каменная крошка не обеспечивает устойчивость.

Уменьшение объемного соотношения между резиновой и каменной крошкой менее 3:1 ухудшает качество фильтрации.

На фиг.1 представлен фильтровальный материал, а на фиг.2 представлена графическая запись переплетения.

На фиг.1 представлен фильтровальный материал в виде трубчатого трикотажа 1, резиновой крошки 2 и каменной крошки 3.

На фиг.2 представлена графическая запись трубчатого трикотажного материала, состоящего из полиамидной нити 4 и уточной нити 5.

Фильтровальный материал в виде трубчатого трикотажа изготавливается на круглотрикотажной машине 14-28 класса путем провязывания синтетических нитей при натяжении 2,6-4,4 Н и глубине кулирования 1,5-4,2 мм с прокладыванием уточной нити при натяжении 5,0-6,4 Н. Во внутрь готового фильтровального материала засыпают резиновую и каменную крошки в объемном соотношении 3+1, а затем края трубчатого трикотажа закрепляют при помощи хомутов. Готовый фильтровальный материал устанавливают на пути движущегося промышленного потока жидкости или газа. При прохождении фильтруемой жидкости или газа происходит их очистка как в обычных фильтрах. При больших давлениях промышленных стоков каменная крошка удерживает фильтровальный материал на месте установки, а фильтрование осуществляется через резиновую крошку. При установке фильтровального материала на пути фильтруемого потока, содержащего отходы нефтепродуктов, происходит очистка за счет набухания резиновой крошки.

Для наглядности приведена таблица испытаний фильтровального материала в сравнении с прототипом. Диаметр резиновой и каменной крошки устанавливался экспериментальным путем, путем определения наибольшего среднего размера диаметра крошки на электронном микроскопе ЭМ-9.

Процесс фильтрации осуществлялся для 5,0% суспензии с наличием от 10-22% нефтепродуктов сточных вод ремонтного цеха автопредприятия. Размер частиц изменялся от 8-100 мк при перепаде давления 2-3,5 атм и при скорости фильтруемого потока 5,0-7,2 м/с. Для определения степени поглощения нефтепродуктов на фильтровальный материал помещали в движущийся слой жидкой фракции и выдерживали в течение 18 мин, а затем взвешивали.

Пример 1.

Процесс фильтрования производился с использованием фильтровального материала с резиновой крошкой размером 1,0 мм, каменной крошки 3,0 мм и диаметре уточной нити в 0,4 раза больше размера резиновой крошки при объемном соотношении резиновой и каменной крошки 2÷1.

Пример 2.

Процесс фильтрования производился с использованием фильтровального материала с резиновой крошкой размером 2,7 мм, каменной крошки 4,5 мм и диаметре уточной нити в 1,4 раза больше размера резиновой крошки при объемном соотношении резиновой и каменной крошки 4÷1.

Пример 3.

Процесс фильтрования производился с использованием фильтровального материала с резиновой крошкой размером 2,0 мм, каменной крошки 4,0 мм и диаметре уточной нити в 0,8 раза больше размера резиновой крошки при объемном соотношении резиновой и каменной крошки 3÷1.

Из данных таблицы видно, что удельная производительность процесса фильтрования незначительно возрастает, улучшается качество фильтрования и степень поглощения нефтепродуктов за счет набухания резиновой крошки.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

средства, воплощающие заявленное изобретение при его осуществлении, могут быть использованы в химической, нефтехимической, машиностроительной, автомобильной и других отраслях промышленности, использующих фильтровальные материалы в экологических процессах очистки сточных вод и промышленных газов, а так же для сбора нефтепродуктов;

для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.

Таблица
Материал	Удельная производительность, л/м2 мин	Степень очистки суспензии, %	Степень поглощения нефтепродукта, %
Фильтровальный материал, выполненный по прототипу	24,8	72	90
Предлагаемый фильтровальный материал по примеру 1	36,2	76	124
Предлагаемый фильтровальный материал по примеру 2	42,8	84	140
Предлагаемый фильтровальный материал по примеру 3	53,5	88	162

Фильтровальный материал, состоящий из синтетических нитей в виде трубчатого трикотажа с размещенной внутри резиновой крошкой, отличающийся тем, что внутри трубчатого трикотажа размещена резиновая крошка размером 1,2-2,6 мм и каменная крошка размером 3,2-4,5 мм, а трикотаж содержит дополнительные уточные нити, диаметр которых больше размера резиновой крошки в 0,5-1,2 раза, причем объемное соотношение между резиновой и каменной крошкой составляет 3:1.