Способ фильтрования жидкостей

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК.„SU„, 1242212 (58 4 В 01 D 37/00

Ц .,",„13

%ЯКЛХ."." . k V4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3456838/23-26 (22) 23.06.82 (46) 07.07.86. Бюл. № 25 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) С. П. Жедялис и И. И. Дулявичюс (53) 66.067.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 651829, кл. В 01 D 37/00, 03.03.75.

2. Авторское свидетельство СССР № 716569, кл. В 01 D 35/06, 20.02.78.

3. Жужиков В. А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий.— М.:

Химия, 1980, 400 с.

4. Авторское свидетельство СССР № 544448, кл. В 01 D 37/00, 18.08.75. (54) (57) СПОСОБ ФИЛЬТРОВАНИЯ

)КИДКОСТЕЙ, включающий пропускание их под перепадом давления через вибрирующий пористый фильтровальный материал, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса фильтрования и обеспечения возможности регулирования скорости фильтрования при постоянном перепаде давления, пористый фильтровальный материал дополнительно подвергают объемному упругому вибродеформированию со знакопеременной амплитудой в направлении, перпендикулярном направлению фильтрования.

1242212 размеры и структура пор в фильтрующем элементе остаются неизменными. Виброперемещения фильтрующего элемента препятствуют образованию слоя осадка и снижению проницаемости пор фильтрующего элемента, но не позволяют существенно повысить производительность процесса фильтрования, изменять скорость фильтрования. 4р

Цель изобретения — повышение произво45

Изобретение относится к фильтрованию, а именно к способам разделения твердых и жидких или газообразных составляющих текучих сред, и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

Известны способы фильтрования, согласно которым на фильтруемую жидкость в зоне фильтрации воздействуют переменным давлением (1) или акустическим (звуковым или ультразвуковым) полем (2) и (3).

Однако известные способы обладают ограниченными возможностями повышения скорости фильтрования и не позволяют управлять производительностью фильтрования при постоянном перепаде давления, поскольку увеличение гидравлической энергии фильтруемой жидкости за счет повышения или изменения давления, или воздействия акустическим полем вызывает соответствующее возрастание гидравлических потерь энергии в зоне фильтрации в порах фильтрующего элемента.

Известен также способ фильтрования жидкостей путем пропускания их под перепадом давления через пористый фильтровальный материал, которому сообщаются виброперемещения определенного направления, амплитуды и частоты (4).

Недостатками известного способа являются низкая производительность процесса фильтрования, отсутствие возможности регулирования скорости фильтрования при постоянном перепаде давления. Это обусловлено тем, что воздействием вибрации создаются виброперемещения всего фильтрующего элемента как твердого тела, однако дительности процесса фильтрования и обеспе чение возможности регулирования скорости фильтрования при постоянном перепаде давления.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе фильтрования жидкостей, включающем пропускание жидкостей под перепадом давления через вибрирующий пористый фильтровальный материал, последний во время пропускания жидкостей под перепадом давления дополнительно подвергают объемному упругому вибродеформированию со знакопеременной амплитудой в направлении, перпендикулярном направлению фильтрования.

Способ фильтрования жидкостей осуществляется следующим образом.

Фильтруемая жидкость под перепадом давления пропускается через пористый

1О !

25 зю фильтровальный материал, помещенный между двумя непроницаемыми поверхностями и вибрирующий вместе с ними. Кроме того, одной из непроницаемых поверхностей дополнительно сообщаются виброперемещения относительно другой непроницаемой поверхности, ограничивающей фильтровальный материал, со знакопеременной амплитудой в направлении, перпендикулярном направлению фильтрования. Это приводит к объемному упругому вибродеформированию пористого фильтровального материала со знакопеременной амплитудой в направлении, перпендикулярном направлению фильтрования.

Принципиальное отличие способа фильтрования заключается в том, что дополнительное объемное упругое вибродеформирование фильтровального материала в направлении, перпендикулярном направлению фильтрования, приводит к переиодическому знакопеременному изменению площади поперечного сечения каждой из ее пор, через которые под перепадом давления происходит течение фильтруемой жидкости. При этом снижается гидравлическое сопротивление пор фильтровального материала, увеличивается их проницаемость, а часть энергии, затрачиваемой на вибродеформирование пористого фильтровального материала, передается жидкости, протекающей в порах.

В результате этого скорость фильтрации жидкости и тем самым производительность процесса фильтрования существенно увеличиваются.

Кроме того, скорость фильтрования зависит от величины знакопеременной амплитуды объемного упругого вибродеформирования пористого фильтровального материала.

Это создает возможность регулирования производительности процесса фильтрования при постоянном перепаде давления путем изменения знакопеременной амплитуды объемного упругого вибродеформирования пористого фильтровального материала в направлении, перпендикулярном направлению фильтрования.

Пример. На экспериментальной установке проводят фильтрование воды при +20 С под перепадом давления на фильтровальном материале, равным 0,05; 0,10; 0,20 и

0,30 МПа. В качестве фильтровального материала используют кольцевой слой технического поролона толщиной в радиальном направлении 1 мм и длиной составляющей в осевом направлении 40 мм, закрепленный между двумя непроницаемыми концентрическими цилиндрическими поверхностями с диаметрами 48 и 50 мм соответственно.

Фильтруемую воду пропускают через фильтровальный материал в осевом направлении.

Внутренней непроницаемой цилиндрической поверхности, ограничивающей пористый фильтровальный материал изнутри, сообщают радиальные виброперемещения относительно неподвижной внешней непроницаемой

1242212

Перепад давле ния на фильт ровальпо известноПоказатели производительности процесса фильтрования, см /с, при частоте объемного вибродеформирования фильтровального материала, Гц му способу

100

Амплитуда объемного вибродеформирования фильтровального материала, мм ном

U,II Т О ° 15 О ° 20 0,05 1 О ° IO 0,15 0,20

l мате0,05 риале, мпа

О, 095 О, 105

0,200 0,230

0,290 0,330

0,380 0,470

0,07О

0,165

0,225

0,270

0,070

0,165

0,240

0,290

0,05 0,015

0>10 0,030

0,20 0,060

0,30 0,090

0,031 0,050

0,065 0,110

0,135 0,185

0,175 0,220

О, 087

О, 195

О, 250

0,320

0,043

0,095

О, 180

0,210

Составитель А. Евдокимов

Техред И. Верес Корректор A. Знмокосов

Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Реда кто р О. Голо ва ч

Заказ 3642/11 цилиндрической поверхности, ограничивающей пористый фильтрующий элемент снаружи. Виброперемещения внутренней поверхности частотой 50 и 100 Гц, амплитудой 0,05, 0,10; 0,15 и 0,20 мм создаются с помощью электромагнитного вибростенда ST †30.

Относительные радиальные виброперемещения непроницаемых концентрических цилиндрических поверхностей приводят к объемному упругому виброформированию закрепленного в зазоре между ними пористого фильтровального материала со знакопеременной амплитудой в направлении, перпендикулярном направлению фильтрования. На каж— дом режиме фильтрования проводят измеИзобретение позволяет путем дополнительного объемного упругого вибродеформирования пористого фильтровального материала со знакопеременной амплитудой в направлении, перпендикулярном направлению фильтрования, снизить гидравлическое сопротивление и увеличить проницаемость пор фильтровального материала. Производительность процесса фильтрования при этом увеличивается до 3 — 5 раз (таблица).

Кроме того, эффективность изобретения заключается в том, что скорость фильтрорения расхода фильтрата с целью определения производительности процесса фильтрования.

Для получения сравнительных данных параллельно проводят фильтрование воды известным способом на той же экспериментальной установке при идентичных условиях, но без радиального объемного вибродеформирования пористого фильтровального материала.

Сравнительные данные по производительности фильтрования известным и предлагаемым способами и при различных режимах сведены в таблицу. вания можно регулировать при постоянном перепаде давления путем изменения амплитуды или частоты объемного вибродеформирования пористого фильтровального

35 материала элемента. Так как физические закономерности процесса фильтрования неизменны для жидкостей с любыми физическими свойствами, то способ фильтрования может быть использован при переработке

40 или очистке не только воды, но и нефти, масла и любых других жидкостей.