Способ очистки жидкости



Способ очистки жидкости
Способ очистки жидкости
Способ очистки жидкости
Способ очистки жидкости
Способ очистки жидкости
Способ очистки жидкости
Способ очистки жидкости
Способ очистки жидкости
Способ очистки жидкости
Способ очистки жидкости
Способ очистки жидкости

 


Владельцы патента RU 2540609:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова (КБГУ) (RU)

Изобретение относится к способам очистки жидкости от примесей. Сосуд с жидкостью помещают в скрещенные постоянные магнитное и электрическое поля. Силовые линии магнитного поля направлены вертикально. Постоянный электрический ток пропускают через жидкость перпендикулярно направлению магнитного поля от центра сосуда к периферии в нижней части сосуда. Отношение объема очищаемой жидкости к напряженности магнитного поля должно быть в пределах от 0,002-0,1(л*м)/кА. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки жидкостей с наименьшими энергозатратами. 7 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к способам очистки жидкости от примесей, в частности воды, спиртов, масел и др.

Очистка жидкости от примесей в настоящее время проводится методами дистилляции, обратного осмоса, электролиза, вымораживания и ионного обмена. Однако каждый из этих методов обладает недостатками, связанными с образованием накипи, заменой мембран и др. [Опреснение морской воды http://watergroup.ru/26-opresnenie-morskojj-vody.html.]

Известен способ очистки жидкостей и устройство для его осуществления - Дистиллятор Мельникова по патенту РФ №2264247, в котором осуществляется дистилляция жидкости в режиме ламинарного испарения и последующей конденсации пара, при этом активность испарения и конденсации паров очищенной жидкости осуществляется регулированием температуры и давления в герметичной системе. Недостатком известного способа является то, что в процессе кипения происходит и испарение легколетучих примесей и конденсированной жидкости, не обеспечивается необходимая чистота.

Известен способ очистки жидкостей от ферромагнитных частиц патент РФ №2164822 - способ очистки жидкостей от ферромагнитных частиц посредством прохождения очищаемой жидкости последовательно через магнитные стержни, расположенные на нескольких зигзагообразных частях бесконечной ветви магнитного цепного сепаратора, а в промежутках между зигзагообразными частями ветви магнитного сепаратора осуществляют регенерацию магнитных стержней от ферромагнитных механических примесей. Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает очистку жидкости от неферромагнитных примесей.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ разделения жидких гетерогенных систем и устройство для его осуществления по патенту РФ №2077955. Способ разделения жидких гетерогенных систем заключается в пропускании жидкости через фильтрующий материал, помещенный в знакопостоянное электрическое поле с напряженностью не менее 1В/см. Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает эффективную очистку жидкости от гетерогенных и растворенных примесей и не достигается необходимая чистота.

Задача изобретения - повышение эффективности очистки жидкостей с наименьшими энергозатратами.

Задача в способе очистки жидкости решается тем, что через сосуд с жидкостью пропускают постоянный электрический ток, сосуд с жидкостью помещают в скрещенные постоянное магнитное и электрическое поля, причем силовые линии магнитного поля направлены вертикально, а электрический ток пропускают через жидкость перпендикулярно направлению магнитного поля от центра сосуда к периферии в нижней части сосуда, отношение объема очищаемой жидкости к напряженности магнитного поля должно быть в пределах от 0,002-0,1 (л∗м)/кА. Через верхний патрубок с краном в сосуд напускают очищаемую жидкость и включают источник питания, повышают напряжение до тех пор, пока жидкость не достигнет оптимальной скорости вращения для определенного состава жидкости. После этого открывают кран для отвода загрязненной жидкости.

В магнитном и электрическом полях на заряженную частицу действует сила Лоренца FЛ перпендикулярно направлению движения заряженной частицы q по закону FЛ=qυBsiα, где α - угол между направлением вектора магнитной индукции и вектора скорости движения заряженной частицы υ.

Под действием этой силы жидкость, помещенная во взаимно перпендикулярных магнитном и электрическом полях, приводится во вращательное движение. При постоянной величине пропускаемого тока через жидкость линейная скорость υ движения жидкости постоянна

а угловая скорость вращения от центра к периферии сосуда уменьшается, υ=ωr, т.е. появляется градиент скорости в тангенциальном направлении, так как угловая скорость обратно пропорциональна радиусу вращения

Также возникает градиент скорости и в вертикальном направлении, так как постоянный ток через жидкость пропускают в нижней части сосуда. Эти потоки создают перепад давления от периферии к центру из верхней части в нижнюю часть жидкости в сосуде. В результате растворенные, нейтральные и ионизованные примеси, содержащиеся в жидкости, собираются в нижней части в центре сосуда.

Итак, в результате указанных действий на частицу или на растворенные в жидкости примеси, имеющие плотности, отличные от очищаемой жидкости, действует несколько сил: сила Лоренца, сила тяжести, сила Архимеда, центробежная и центростремительная силы. Результирующая всех этих сил направлена в нижнюю часть центра сосуда, так как кольцевой электрод расположен в нижней части сосуда и жидкость имеет наибольшую скорость раскручивания именно в этой части. Поэтому примеси и растворенные примеси, содержащиеся в жидкости, собираются в этой части сосуда. С помощью отводящего клапана оттесненную таким образом жидкость с примесями выпускают по нижнему патрубку в сосуд для отвода примесей. Очищенную жидкость выпускают по верхнему патрубку. Одновременно производят напуск очищаемой жидкости в сосуд и процесс протекает непрерывно.

Для качественного описания процесса очистки нами была решена задача [Кармокова Р.Ю., Рехвиашвили С.Ш., Кармоков A.M. Теоретическая модель и экспериментальная установка для очистки жидкости. Материалы республиканской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Перспективные инновационные проекты молодых ученых КБР, стр. 208-212] и выведены следующие уравнения движения отдельной заряженной частицы в вязкой жидкости под действием электромагнитного поля:

где q и m - заряд и масса частицы, Ez - нормальная компонента электрического поля, ω - циклотронная частота, В - магнитная индукция, g - ускорение свободного падения, a - радиус частицы примеси, η - коэффициент вязкости, Δρ - разность плотностей вещества примеси и очищаемой жидкости, ν0 - некоторая начальная скорость движения примеси в направлении, перпендикулярном магнитному полю.

При малой вязкости и t→∞ выражения (3) и (4) перепишутся в виде

Таким образом, определяем, что заряженная примесь в плоскости, перпендикулярной магнитному полю, будет вращаться по окружности с частотой ω=qB/m и, кроме того, смещаться вниз к электродам по линейному закону (7), т.е. пропорциональна магнитной индукции и заряду.

В общем случае рассмотренная задача является нелинейной, так как смещение примеси к электродам приводит к увеличению потребляемого тока. Но это увеличение будет происходить до тех пор, пока вся имеющаяся примесь не сконцентрируется вблизи электродов при максимальном токе. При этом можно считать, что очистка жидкости в верхней части резервуара уже завершена. Экспериментальным путем установлено, что необходимо соблюдать отношение объема очищаемой жидкости к напряженности магнитного поля в пределах от 0,002-0,1 (л∗м)/кА.

Пример 1. Скрещенными электрическим и магнитным полями воздействовали на воду с взвешенными частицами. Напряженность магнитного поля составляла 50 кА/м, электрический ток в пределах от 250 мкА, напряжение, подаваемое на электроды, составляло 150 В. Объем очищаемой воды составлял 3 л. В результате воздействия в течение 10 мин сопротивление воды увеличивается. Кроме того, для сравнения оптических свойств жидкостей проводились измерения коэффициента пропускания неочищенной и очищенной жидкостей на спектрофотометре СФ-26 в диапазоне длин волн от 200 до 1100 нм в трех областях: ультрафиолетовой (УФ), видимой (Вид), инфракрасной (ИК). Полученные результаты очистки представлены в таблице 1.

Таблица 1

Коэффициенты пропускания (%) и удельное сопротивление (кOм∗м) воды с взвешенными частицами

Пример 2. Воздействие магнитным и электрическим полями проводилось на водопроводную и грунтовую воду при напряженности магнитного поля 50 А/м, напряжении электрического поля 150 В при токе нагрузки 120 мкА в течение 15 мин.

Результаты исследования элементного состава (масс.%) полученных образцов приведены в таблице 2.

Пример 3. Воздействие магнитным и электрическим полями проводилось на растворы морской соли, концентрация солей в которых составляла 2,5; 3,5 и 5% по массе при напряженности магнитного поля 50 А/м, напряжении электрического поля 150 В при токе нагрузки 200 мкА в течение 15 мин.

Результаты исследования элементного состава полученных образцов (масс.%) приведены в таблице 3.

Пример 4. При исследовании воздействия магнитного и электрического полей на 10%-ный раствор медного купороса напряженность магнитного поля составляла 50 А/м, напряжение электрического поля 150 В при токе нагрузке 150 мкА. На раствор воздействовали в течение 5, 10 и 15 мин.

Результаты исследования элементного состава (масс.%) и коэффициентов пропускания (%) полученных образцов приведены в таблице 4 и 5 соответственно.

Пример 5. При исследовании воздействия магнитного и электрического полей на дизельное топливо и бензин марки АИ - 76 напряженность магнитного поля составляла 50 А/м, напряжение электрического поля 60 В при токе нагрузке 200 нА в течение 20 мин.

Элементный состав и значения коэффициентов пропускания полученных образцов приведены в таблице 6 и 7 соответственно.

Таким образом, предложенный способ очистки жидкости путем обработки в пересекающихся (перпендикулярных) электрическом и магнитном полях позволяет повысить эффективность очистки при снижении энергозатрат, дает преимущества предложенного способа и обеспечивает существенное отличие от известных технических решений.

Предлагаемый способ при максимальном потреблении электрической мощности в 1 Вт позволяет очистить 75 л жидкости, а по прототипу при тех же условиях - 1,5 л, т.е. энергозатраты снижаются в 50 и более раз.

Способ очистки жидкости, заключающийся в том, что через сосуд с жидкостью пропускают постоянный электрический ток, отличающийся тем, что сосуд с жидкостью помещают в скрещенные постоянное магнитное и электрическое поля, причем силовые линии магнитного поля направлены вертикально, а электрический ток пропускают через жидкость перпендикулярно направлению магнитного поля от центра сосуда к периферии в нижней части сосуда, отношение объема очищаемой жидкости к напряженности магнитного поля должно быть в пределах от 0,002-0,1 (л*м)/кА.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к порошковой металлургии и обработке промышленных и бытовых сточных вод. Способ получения катализатора для очистки сточных вод от фенола включает азотирование при давлении азота 1,0-12,0 МПа предварительно измельченного ферросплава до размера частиц менее 160 мкм в режиме самоподдерживающегося фильтрационного горения и доазотирование в режиме объемного горения при давлении азота 0,15-10,0 МПа в течение 0,5-1,0 ч.

Изобретение предназначено для разделения текучей среды. В способе часть потока жидкой смеси испаряют, чтобы получить пар и обедненный поток жидкости.

Изобретение относится к средствам обеспечения питьевого водоснабжения, в частности к устройствам для электрохимической очистки питьевой воды, и может быть использовано в бытовых условиях для доочистки водопроводной воды и доведения ее санитарно-эпидемиологических, физико-химических и органолептических свойств до соответствия требованиям, предъявляемым к питьевой воде, а также для очистки природных вод.

Изобретение предназначено для фильтрации. Фильтрационное устройство содержит картридж, определяющий зону обработки, заполненную одной или более фильтрующей средой; впуск для жидкости; выпуск для жидкости; и запорный механизм, размещенный внутри жидкостного протока через картридж и выполненный с возможностью запирания по меньшей мере одного из впуска для жидкости и выпуска для жидкости по истечении срока службы указанной по меньшей мере одной фильтрующей среды.

Изобретение относится к фильтрующим устройствам для очистки жидкости, предназначенным для доочистки водопроводной воды и других жидкостей бытового назначения. Фильтрующий модуль (варианты) устройства для очистки жидкости состоит из двух рабочих зон и по меньшей мере одного средства фиксации.

Настоящее изобретение относится к конструкции открытой секции, через которую протекает жидкость, и к водоочистному картриджу с такой конструкцией открытой секции.

Изобретение относится к области экологии, а именно к очистке промышленных сточных вод мясомолочных, масложировых, кожевенных предприятий. Способ очистки промышленных сточных вод включает их обработку смесью компонентов, образующих короткозамкнутую гальваническую пару типа анод-катод, с последующим разделением твердой и жидкой фаз.
Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод титано-магниевого производства. Сточные воды смешивают и отделяют твердые взвеси в песколовке.
Изобретение относится к области охраны природной среды и может быть использовано для очистки поверхностных вод, используемых для подпитки водозабора. Способ заключается в расположении на дне водного канала, служащего подпиткой грунтовых вод для водозабора, фильтрующего материала слоем 1-1,5 м.
Изобретение относится для стерилизации материалов, в частности к химическим средствам борьбы с микроорганизмами. Задачей изобретения является расширение сырьевых ресурсов для бактерицидных материалов.
Изобретение относится к области обработки промышленных и сточных вод. Способ обеззараживания сточных вод включает их обработку растворами гипохлорита, полученными в электролизере из минерализованных промышленных вод. Обработку исходной минерализованной промышленной воды с концентраций хлорид-ионов от 5 до 11 г/л проводят в бездиафрагменном электролизере при режимах обработки воды по времени 10÷30 сек и с плотностью тока на электродах 500÷750 А/м2, получают раствор гипохлорита с концентрацией активного хлора от 80 до 600 мг/л, смешивают полученный раствор гипохлорита со сточными водами в соотношении от 1:55 до 1:12 при соответствии смешанного продукта нормам ПДК и обеспечивают контакт раствора гипохлорита со сточными водами в течение не менее 30 минут для полного их обеззараживания. Изобретение позволяет утилизировать минерализованные промышленные воды в виде растворов гипохлорита, используемых для обеззараживания сточных вод. 1 пр.

Изобретение относится к устройствам очистки поверхностного стока и может быть использовано для очистки ливневых и талых вод с территорий городов и промышленных предприятий от взвешенных веществ, нефтепродуктов, органических веществ и ионов тяжелых металлов. Устройство для очистки поверхностных сточных вод включает фильтр или камеру отстаивания 1, предназначенную для предварительной очистки от грубодисперсных загрязнений, блок очистки 2, содержащий фильтрующую загрузку 4 с растительностью 5. В качестве фильтрующей загрузки 4 используют смесь грунта с цеолитом при количестве цеолита 30-50% от общего объема загрузки. Под фильтрующей загрузкой 4 размещен резервуар 6 с насыпной пустотной деформационноустойчивой загрузкой 7 для накопления очищенных сточных вод в виде гравия или щебня с пустотностью до 50%. Изобретение позволяет осуществлять круглогодичную очистку поверхностных сточных вод, копить и использовать очищенную воду в условиях холодного климата. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области получения воды с пониженным содержанием тяжелых изотопных видов воды из природной воды путем процессов замораживания и размораживания и может быть применено для бытовых целей. Способ получения легкой воды включает равномерное охлаждение и перемешивание природной воды до образования льда тяжелой воды, удаление смеси льда тяжелой воды и легкой воды, при этом процесс ведут в присутствии множества абразивных частиц, как размещенных свободно в зоне ведения процесса, так и нанесенных на элементы конструкции установки получения легкой воды или являющихся неотъемлемыми частями этих элементов. Изобретение обеспечивает повышение связывания льда тяжелой воды и эффективное получение легкой воды. 3 ил.

Изобретение относится к способам опреснения морской воды, а также засоленных подземных вод артезианских источников для бытовых и сельскохозяйственных нужд. Способ состоит в том, что для обработки заполняют водой анодную и катодную области ионистора, имеющего пористые электроды с большой внутренней поверхностью, кроме того, после заполнения водой анодного и катодного объемов ведут зарядку ионистора до напряжения меньшего, чем напряжение выделения кислорода и водорода, далее зарядку прекращают и сливают опресненную воду из полостей ионистора, после этого вновь заполняют полости электродов ионистора опресняемой водой и разряжают ионистор, накапливая электроэнергию вне ионистора, после разряда ионистора сливают рассол. Устройство для реализации способа состоит из корпуса ионистора 1, вентилей 5, 6, 9, 19, насоса 7, бака опресненной воды 8, датчика высокого уровня воды в ионисторе 10, датчика низкого уровня воды 11, пористого катода 2, пористого анода 3, преобразователя тока 12, преобразователя напряжения 13, коммутатора 14, источника напряжения 15, накопителя электроэнергии 16, устройства управления 17, сквозного отверстия 18, обеспечивающего сообщение между объемами воды в анодной и катодной части корпуса ионистора 1. Технический результат заключается в снижении энергозатрат на опреснение. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение может быть использовано в водоподготовке для умягчения и обезжелезивания воды в системах водоснабжения. Способ включает обработку воды, содержащей бикарбонаты кальция и магния и гидроксид железа, сорбентом в виде фибриллированных целлюлозных волокон, содержащих, в мас.%, не менее 90% волокон с длиной не более 0,47 мм и не менее 50% волокон с длиной не более 0,12 мм, соляной кислотой с образованием дисперсии, которую затем обрабатывают карбонатом и гидроксидом натрия. Полученный композиционный материал выводят из дисперсии методом напорной флотации с получением умягченной очищенной воды. 2 з.п. ф-лы, 3 пр.

Изобретение относится к обработке сточных вод. Наклонный горизонтальный осветлитель содержит камеру 1 подачи исходной жидкости, средство 2 для ее распределения в ламинарный поток с горизонтальными верхней и нижней кромками, корпус с наклонными продольными параллельными стенками с последовательно размещенными в нем тонкослойными модулями, днище и камеру для осветленной жидкости 9. Тонкослойные модули состоят из наклонных пластин 5 одинаковой высоты, расположенных вдоль горизонтального направления движения потока воды. Днище выполнено в виде совокупности последовательно расположенных раздельных сборников осадка 4 в виде приямков. Верхние и нижние кромки пластин 5 модулей расположены в горизонтальных плоскостях. Изобретение позволяет отделять осадки в виде фракций и обеспечить использование последовательно расположенных тонкослойных модулей и их замену практически без нарушения процесса осветления. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к системе ультрафиолетовый дезинфекции сточной и питьевой воды. Система содержит некоторое количество ультрафиолетовых излучателей (30), расположенных в трубчатых оболочках (18), которые располагаются, по существу, симметрично к продольной оси (11), также как и очищающее устройство для трубчатых оболочек (18), которое содержит следующее: по меньшей мере, одно очистительное кольцо (1) для каждой трубчатой оболочки (18), которое окружает трубчатую оболочку (18), при этом вышеуказанное, по меньшей мере, одно очистительное кольцо (1) имеет кольцо (7) скребка, упирающееся в трубчатую оболочку (18), по меньшей мере, одно приводное средство (31, 32) для приведения в движение очистительного кольца (1) в направлении продольной оси (11), питающее средство для подачи нагнетаемой жидкости под повышенным давлением от источника давления к кольцу (7) скребка. Кольцо (7) скребка вставлено в очистительное кольцо (1) с возможностью перемещения и поджима радиально в направлении трубчатой оболочки (18) под действием давления. Изобретение позволяет эффективно очищать поверхность трубчатой оболочки в процессе работы системы в течение длительного времени. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к очистительному устройству, приспособленному для осуществления способа фотохимического удаления ксенобиотиков, присутствующих в воде. Очистительное устройство содержит узел фотохимического реактора, имеющий по меньшей мере один вход для загрязненной воды и один выход для очищенной воды с обеспечением направления непрерывного потока воды от входа к выходу, и оборудован модулем источника излучения, обеспечивающим ультрафиолетовое излучение с длиной волны в интервале от 100 до 280 нм. Очистительное устройство содержит по меньшей мере один узел мембранной фильтрации, предназначенный для осуществления ультрафильтрации и соединенный выше по ходу потока указанного узла фотохимического реактора через указанный вход, и по меньшей мере одно устройство для подачи воздуха или дикислорода в воду, содержащуюся в узле фотохимического реактора, и устройство для подачи перекиси водорода в узел фотохимического реактора. Изобретение обеспечивает надежное удаление ксенобиотиков из воды. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к обеззараживанию жидкостей (воды, молока и т.д.). Установка содержит рабочую емкость с входным и выходным патрубками, выполненную в виде цилиндрического экранного корпуса, внутри которого коаксиально установлены перфорированная резонаторная камера и ситовый экранный корпус. На боковой поверхности экранного корпуса намотана кольцевая спираль. Рабочая емкость снабжена крышкой, на которую установлен СВЧ генераторный блок, излучатель которого направлен внутрь перфорированной резонаторной камеры. С наружной стороны боковых поверхностей цилиндрического экранного корпуса и под его нижним основанием установлены источники ультразвуковых колебаний - пьезоэлементы с ультразвуковыми генераторами. Входной и выходной патрубки рабочей емкости соединены с циркуляционным насосом, запорной арматурой и трубопроводом из увиолевого стекла, параллельно которому установлен источник ультрафиолетовых лучей. Изобретение обеспечивает обеззараживание жидких продуктов в проточном режиме комплексным воздействием физических факторов, таких как электромагнитное поле сверхвысокой частоты, бактерицидный поток ультрафиолетовых лучей и ультразвуковые колебания, при этом комплексное воздействие физических факторов уничтожает вегетативную форму микроорганизмов при меньшей температуре, чем при отдельном воздействии каждого физического фактора. 2 ил.

Изобретение относится к биоцидам. Биоцидная композиция включает 2,2-диброммалонамид и биоцид на основе изотиазолинона формулы I: где R и R1 независимо представляют собой водород, галоген или С1-С4 алкил или R и R1 вместе с атомами углерода, к которым они присоединены, образуют С4-С7 циклоалкильное кольцо или арильную группу и Y представляет собой Н, С1-С12 алкил, С3-С7 циклоалкил, арил или аралкил. Осуществляют контроль роста микроорганизмов в водной системе или системе, содержащей воду, путем обработки водной системы или системы, содержащей воду, эффективным количеством указанной композиции. Изобретение позволяет повысить эффективность обработки. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 15 табл., 7 пр.
Наверх