Фильтровальный материал

Изобретение относится к очистке жидкостей и газов от твердых частиц тяжелых металлов 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 также для сбора нефтепродуктов с поверхности воды и очистки промышленных стоков от частиц тяжелых металлов.

Техническим результатом является: увеличение качества фильтрования в процессе очистки жидкостей и газов, а также улучшение степени очистки от нефтепродуктов ливневых и промышленных стоков и от частиц тяжелых металлов.

Сущностью изобретения является то, что в фильтровальном материале, состоящем из синтетических нитей в виде трубчатого трикотажа с размещенной внутри резиновой крошкой, используют резиновую крошку размером 1,5-3,2 мм., при этом внутри трубчатого трикотажа дополнительно размещена эбонитовая крошка размером 2,8-4,0 мм., а размеры изнаночных петель в 0,8-1,4 раза меньше лицевых петель трикотажа, причем объемное соотношение между резиновой и эбонитовой крошкой составляет 5:1.

Полезная модель относится к очистке жидкостей и газов от твердых частиц тяжелых металлов и может быть использована 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 также для сбора нефтепродуктов с поверхности воды и очистки промышленных стоков от частиц тяжелых металлов.

Известны фильтровальные материалы из полимерных нитей в виде вязаного 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, В01D 39/08, б.и. №43, 1988 г.).

Однако такие фильтровальные материалы не обеспечивают необходимой степени очистки и имеют недостаточную степень поглощения нефтепродуктов с поверхности воды, не очищают от частиц тяжелых металлов и в процессе эксплуатации при давлении движущейся жидкости быстро выходит из строя.

Известно средство для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов, содержащее 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 В32 в 25/00 БПМ, 1998, №3).

Однако недостатком такого средства является невысокая степень поглощения нефти и нефтепродуктов, не очищают промышленные сточные воды от частиц тяжелых металлов, 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, С02F 1/28, б.и. №12, 2000 г.).

Недостатком такого средства является сложность изготовления, недостаточная степень поглощения, не очищают от частиц тяжелых металлов, большая трудоемкость при сборе сорбента с поверхности воды.

Известен 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 №2288024, В01D 39/08, б.и. №27, 2003 г.).

Однако, такие фильтровальные материалы имеют низкое качество фильтрования в процессе очистки жидкостей и газов, не очищают от частиц тяжелых металлов.

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 с размещенной внутри резиновой крошкой размером 1,2-2,6 мм и каменной крошкой 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.

(Патент России №2198717, В01D 39/08, D04В 1/14, б.и. №5, 2003 г.).

Однако такие фильтровальные материалы имеют низкое качество фильтрования в процессе очистки жидкостей и газов, не очищают от частиц тяжелых металлов, а также не выдерживают давление жидкости.

Задачей полезной модели является создание нового фильтровального материала, обладающего способностью фильтрования жидкостей, очистки воды от нефтепродуктов под давлением, а также очистки сточных промышленных вод от частиц тяжелых металлов, например ртути.

При использовании предлагаемого фильтровального материала получают следующий технический результат: увеличение качества фильтрования в процессе очистки жидкостей, а также улучшение степени очистки от нефтепродуктов ливневых и промышленных стоков и от частиц тяжелых металлов, например ртути.

Поставленный технический результат достигается тем, что в фильтровальном материале, состоящем из синтетических нитей в виде трубчатого трикотажа с размещенной внутри резиновой крошкой, используют резиновую крошку размером 1,5-3,2 мм., при этом внутри трубчатого трикотажа дополнительно размещена эбонитовая крошка размером 2,8-4,0 мм., а размеры изнаночных петель в 0,8-1,4 раза меньше лицевых петель трикотажа, причем объемное соотношение между резиновой и эбонитовой крошкой составляет 5:1.

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 и эбонитовой крошки. Кроме того, пористая структура трикотажа обеспечивает капиллярный эффект при сборе нефтепродуктов и частиц тяжелых металлов в промышленных стоках.

Использование синтетических нитей при изготовлении трубчатого трикотажа позволяет эксплуатировать его как в водной, 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 трикотажное полотно как в продольном, так и в поперечном направлениях, и тем самым дополнительно увеличивает поры трикотажа. Это способствует увеличению степени поглощения фильтровального материала.

Использование крошки размером менее 1,5 мм приводит к проскоку резиновой крошки через петли трикотажного полотна, а при попадании в движущийся поток жидкости она вымывается, что ухудшает качество фильтрации, а также уменьшает количество крошки, что снижает поглощение нефтепродуктов с поверхности воды.

Использование резиновой крошки размером более 3,2 мм ухудшает качество фильтрации, так как при очистке воды от нефтепродуктов происходит очень медленное набухание крошки, что снижает качество очистки.

Использование эбонитовой крошки позволяет улавливать частицы тяжелых металлов при давлении движущейся жидкости сточных вод, а также не позволяет резиновой крошке огломерироваться, т.е. не сбиваться в единую массу, а оставаться сыпучей, за счет чего не уменьшается сорбционная емкость.

Использование эбонитовой крошки размером более 4,0 мм приводит к усложнению конструкции фильтровального материала, что снижает качество очистки воды от частиц тяжелых металлов.

Использование эбонитовой крошки размером менее 2,8 мм приводит к уменьшению проницаемости фильтровального материала, что снижает качество очистки воды от нефтепродуктов и частиц твердых металлов.

Использование размера изнаночных петель трикотажного фильтровального материала больше в 1,4 раза размера лицевых петель ухудшает степень очистки и уменьшает производительность процесса фильтрации.

Использование размера изнаночных петель трикотажного фильтровального материала меньше в 0,8 раза лицевых петель ухудшает степень очистки, за счет забивки внутренних пор твердыми частицами, что вызывает необходимость частой регенерации фильтровального материала.

Увеличение объемного соотношения между резиновой и эбонитовой крошкой более 5:1 усложняет конструкцию фильтровального материала, так как в движущемся потоке воды эбонитовая крошка не обеспечивает устойчивость.

Уменьшение объемного соотношения между резиновой и эбонитовой крошкой менее 5:1 ухудшает качество фильтрации.

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

Фильтровальный материал в виде трубчатого трикотажа изготавливается на двухфонтурной круглотрикотажной машине 14-28 класса путем провязывания синтетических нитей при натяжении 3,2-4,4 Н и глубине кулирования в цилиндре 3,2 мм., обеспечивающем получение лицевых петель и риппшайбе при глубине кулирования 1,8 мм, обеспечивающей получения изнаночных петель. Во внутрь готового фильтровального материала засыпают резиновую и эбонитовую крошки в объемном соотношении 5÷11, а затем края трубчатого трикотажа закрепляют при помощи хомутов. Размеры резиновой и эбонитовой крошек получали путем просеивания их через сито, имеющее различные отверстия. Готовый фильтровальный материал устанавливают в фильтрующий раствор

промышленной жидкости. При очистке фильтруемой жидкости, на поверхности резиновой и эбонитовой крошки осаждаются ионы тяжелых металлов. При наличии в фильтровальной жидкости отходов нефтепродуктов, происходит очистка за счет набухания резиновой крошки. После очистки промышленной жидкости фильтровальный материал вынимается, отжимается и подается на обновление. При насыщении фильтровального материала ионами тяжелых металлов он подается на электролиз, где происходит его восстановление.

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

Пример 1.

Процесс фильтрования производился с использованием фильтровального материала с резиновой крошкой, размером 1,5 мм., и эбонитовой крошки размером 2,8 мм. и при размерах изнаночных петель трикотажа в 0,8 раза меньше размеров петель лицевых петель трикотажа при объемном соотношении резиновой и эбонитовой крошки 2:1.

Пример 2.

Процесс фильтрования производился с использованием фильтровального материала с резиновой крошкой, размером 3,2 мм., и эбонитовой крошки размером 4,0 мм. и при размерах изнаночных петель трикотажа в 1,4 раза меньше размеров петель лицевых петель трикотажа при объемном соотношении резиновой и эбонитовой крошки 5:1.

Пример 3.

Процесс фильтрования производился с использованием фильтровального материала с резиновой крошкой, размером 2,4 мм., и эбонитовой крошки размером 3,2 мм. и при размерах изнаночных петель

трикотажа в 1,0 раза меньше размеров петель лицевых петель трикотажа при объемном соотношении резиновой и эбонитовой крошки 3:1.

Процесс фильтрации осуществлялся для 5,0% суспензии с наличием от 10-22% нефтепродуктов и частиц тяжелых металлов 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 и частиц тяжелых металлов фильтровальный материал помещали в движущийся слой жидкой фракции и выдерживали в течение 30 мин., а затем взвешивали сначала резиновую крошку, а затем эбонитовую.

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 заявленной полезной модели следующей совокупности условий:

средства, воплощающие заявленную полезную модель, при ее осуществлении могут быть использованы в химической, нефтехимической, машиностроительной, автомобильной и других отраслях промышленности, использующих фильтровальные материалы в экологических процессах очистки сточных вод, а также для сбора нефтепродуктов и частиц тяжелых металлов;

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

Фильтровальный материал, состоящий из синтетических нитей в виде трубчатого трикотажа с размещенной внутри резиновой крошкой, отличающийся тем, что используют резиновую крошку размером 1,5-3,2 мм, при этом внутри трубчатого трикотажа дополнительно размещена эбонитовая крошка размером 2,8-4,0 мм, а размеры изнаночных петель в 0,8-1,4 раза меньше лицевых петель трикотажа, причем объемное соотношение между резиновой и эбонитовой крошкой составляет 5:1.