Фильтровальный материал

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 также для сбора нефтепродуктов с поверхности воды. Сущностью изобретения является то, что внутри трубчатого трикотажа равномерно расположены пористые резиновые трубки диаметром 12-20 мм, содержащие резиновую крошку размером 0,2-1,6 мм, причем резиновая трубка имеет дополнительный внешний слой в виде трубчатого трикотажа из нерастяжимой и растяжимой нитей, содержащего футерные нити. Техническим результатом является улучшение качества фильтрования в процессе очистки жидкостей и газов, а также улучшение степени очистки от нефтепродуктов ливневых и промышленных стоков. 1 табл., 2 ил.

 

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 также для сбора нефтепродуктов с поверхности воды.

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, В 01 D 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, а при давлении движущейся жидкости быстро выходят 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 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, б.и. №12, 2000 г.).

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

Известен фильтровальный материал, состоящий из синтетических нитей в виде трубчатого трикотажа, внутри которого 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, б.и. №5, 2003 г.).

Наиболее близким фильтровальным материалом к заявляемому объекту по совокупности признаков и выбранному за прототип является фильтровальный материал в виде трубчатого трикотажа из растяжимых и нерастяжимых нитей, который выполнен многослойным из синтетических нитей, внутри которого размещена пустотелая емкость, а в зазоре между емкостью и внутренним слоем размещена резиновая крошка размером 0,2 - нитей, причем внешний слой состоит из трубчатого трикотажа из нерастяжимых и растяжимых нитей.

(Патент России №2219986, В 01 D 39/08, С 02 F 1/28, б.и. №36, 2003 г.).

Однако такие фильтровальные материалы имеют низкое качество фильтрования в процессе очистки жидкостей и газов, а также не выдерживают давления и температуры движущейся жидкости.

Задачей изобретения является создание нового фильтровального материала, обладающего способностью фильтрования жидкостей и газов, а также 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 также улучшение степени очистки от нефтепродуктов ливневых и промышленных стоков.

Поставленный технический результат достигается тем, что внутри трубчатого трикотажа равномерно расположены пористые резиновые трубки диаметром 12-20 мм, содержащие резиновую крошку размером 0,2-1,6 мм, причем резиновая трубка имеет дополнительный внешний слой в виде трубчатого трикотажа из нерастяжимой и растяжимой нитей, содержащего футерные нити.

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

Использование пористых резиновых трубок позволяет создать, помимо фильтровальной поверхности с переменной поровой структурой, равномерное распределение резиновой крошки по всему объему трубок.

Наличие резиновой крошки внутри резиновой трубки позволяет удерживать нефтепродукты внутри структуры путем набухания резиновой крошки. При набухании резиновая крошка, увеличиваясь в размерах, растягивает резиновую трубку и тем самым дополнительно увеличивает поры. Это способствует увеличению степени фильтрования.

Использование пористой резиновой трубки диаметром менее 12 мм затрудняет изготовление фильтровального материала и не обеспечивает качественной очистки промышленных стоков и газов.

Использование пористой резиновой трубки диаметром более 20 мм уменьшает объем фильтровального материала и не обеспечивает качественной очистки промышленных стоков и газов.

Использование резиновой крошки размером менее 0,2 мм приводит к быстрому набуханию резиновой крошки и быстрому выходу из строя фильтровального материала. Кроме того, при попадании в движущийся поток жидкости она вымывается из резиновой трубки, что уменьшает ее количество и тем самым снижает качество фильтрования.

Использование резиновой крошки размером более 1,6 мм ухудшает качество фильтрации, так как при очистке воды от нефтепродуктов происходит очень медленное набухание крошки и тем самым увеличивается время фильтрования.

Использование дополнительного слоя в виде трикотажа позволяет предотвратить заполнение пор в резиновой трубке механическими частицами больших размеров.

Использование нерастяжимых и растяжимых нитей при изготовлении дополнительного слоя позволяет заполнить петлями из нерастяжимой нити промежутки между резиновыми трубками, обеспечивая высокое качество фильтрации, кроме того, петли из растяжимой нити обеспечивают плотное прилегание дополнительного слоя к поверхности резиновой трубки, что улучшает качество фильтрации.

Использование футерных нитей в трикотажном полотне увеличивают прочность конструкции дополнительного внутреннего слоя.

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

На фиг.1 представлен фильтровальный материал в виде трубчатого трикотажа 1, внутри которого равномерно расположены пористые резиновые трубки 2, содержащие резиновую крошку 3, причем резиновые трубки 2 имеют дополнительный слой 4 в виде трубчатого трикотажа.

На фиг.2 представлена графическая запись дополнительного слоя в виде трубчатого трикотажа 4, состоящего из нерастяжимой нити 5 и растяжимой нити 6, содержащего футерную нить 7.

Фильтровальный материал в виде трубчатого трикотажа изготавливается на круглотрикотажной машине 14-28 класса путем провязывания нитей при натяжении 3.6-5,4 Н и глубине купирования 2,5-4,8 мм. Вовнутрь готового фильтровального материала укладывают пористые резиновые трубки, предварительно наполненные резиновой крошкой. На резиновые трубки надевается дополнительный слой в виде трубчатого трикотажа из нерастяжимых и растяжимых нитей, содержащего футерную нить. Концы трубчатого трикотажа закрепляют при помощи хомутов. Готовый фильтровальный материал устанавливают в фильтре на пути движущегося промышленного потока жидкости или газа. При прохождении фильтруемой жидкости или газа происходит их очистка, как в обычных фильтрах. Фильтрование осуществляется через дополнительный слой из трикотажа, резиновую пористую трубку, а затем через резиновую крошку. При установке фильтровального материала на пути фильтруемого потока, содержащего отходы нефтепродуктов, происходит очистка за счет набухания резиновой крошки. Изготовление трубчатого слоя из нерастяжимых и растяжимых нитей осуществляется путем одновременного провязывания обеих нитей на плоскофанговой трикотажной машине 14 класса с прокладыванием футерной нити в каждом петельном ряду, при натяжении нерастяжимой нити 1,3-2,2 Н, растяжимой нити 1,8-2,8 Н и футерной нити 0,8-1,5 Н. Изготовление дополнительного слоя в виде трубчатого трикотажа осуществлялось с учетом того, что диаметр трубчатого трикотажа должен быть на 10-15% меньше диаметра резиновой трубки. Растянутый дополнительный слой под действием упругих сил растяжимой нити плотно охватывает резиновую трубку, а петли из нерастяжимой нити заполняют пространство между резиновыми трубками.

Для наглядности приведена таблица испытаний фильтровального материала в сравнении с прототипом.

Процесс фильтрации осуществлялся для 8,0% суспензии с наличием от 15-28% нефтепродуктов сточных вод ремонтного цеха автопредприятия. Размер частиц изменялся от 8-100 мкм при перепаде давления 2-3,5 атм и при скорости фильтруемого потока 5,0-7,2 м/с. Для определения степени поглощения нефтепродуктов 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, внутри которого расположены резиновые трубки диаметром менее 12 мм с резиновой крошкой размером 0,2 мм и дополнительным слоем в виде трубчатого трикотажа из нерастяжимых и растяжимых нитей, содержащего футерные нити.

Пример 2.

Процесс фильтрования производился с использованием фильтровального материала, внутри которого расположены резиновые трубки диаметром менее 20 мм с резиновой крошкой размером 1,6 мм и дополнительным слоем в виде трубчатого трикотажа из нерастяжимых и растяжимых нитей, содержащего футерные нити.

Пример 3.

Процесс фильтрования производился с использованием фильтровального материала, внутри которого расположены резиновые трубки диаметром 15 мм с резиновой крошкой размером 0,8 мм, и дополнительным слоем в виде трубчатого трикотажа из нерастяжимых и растяжимых нитей, содержащего футерные нити

Таблица
Материал	Удельная производительность, л/м2·мин	Степень очистки суспензии, %	Степень поглощения нефтепродукта, %
Фильтровальный материал, выполненный по прототипу	15,8	93	320
Предлагаемый фильтровальный материал по примеру 1	26,5	94	339
Предлагаемый фильтровальный материал по примеру 2	32,8	95	330
Предлагаемый фильтровальный материал по примеру 3	30,5	94.8	338

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:

средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, может быть использовано в химической, нефтехимической, машиностроительной, автомобильной и других отраслях промышленности, использующих фильтровальные материалы в экологических процессах очистки сточных вод и промышленных газов, а также 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 или известных до даты приоритета средств и методов.

Фильтровальный материал в виде трубчатого трикотажа, с размещенной в нем резиновой крошкой, отличающийся тем, что внутри трубчатого трикотажа равномерно расположены пористые резиновые трубки диаметром 12-20 мм, содержащие резиновую крошку размером 0,2-1,6 мм, причем резиновая трубка имеет дополнительный внешний слой в виде трубчатого трикотажа из нерастяжимой и растяжимой нитей, содержащего футерные нити.