Способ фильтрования жидкости

 

Изобретение относится к способам фильтрования жидкостей, преимущественно медных электролитов, и позволяет повысить производительность. Способ заключается в том, что пропускают поток очищаемой жидкости через слой фильтрующего материала в присутствии флокулянта, в качеств которого используют водорастворимый анионный полиэлектролит на акриламидной основе, который подают непрерывно и равномерно по всей фильтрующей поверхности в количестве 5-20 г/т твердого в фильтруемой суспензии, и последующую регенерацию осуществляют обратной продувкой воздухом или паром при 105-150°С. 1 ил.,3 табл. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 0 37/03

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4456402/26 (22) 13.04.88 (45) 07.04.91. Бюл. ¹ 13 (71) Комбинат "Североникель" им,В.И.Ленина, Государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт гидрометаллургии цветных металлов и Черновицкий химический завод (72) А.И.Елесин, А.А.Чиковани, В.Г.Щечка, С,Н.Зокоев, В.П.Салюк, А.Л.Лейвиман и

P.М,Паращук (53) 66.067.322(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1369763, кл. В 01 0 41/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N 1197690, кл, В Oi D 23/10, 1983.

Изобретение относится к технологии фильтрования жидкостей, преимущественно медных электролитов, и может быть использовано в водоподготовке и при очистке сточных вод, где требуется высокая степень осветления больших обьемов растворов от мелкодисперсных взвесей.

Целью изобретения является повышение производительности при фильтровании медных электролитов, содержащих субмикронные взвеси.

На чертеже представлена принципиальная схема установки для осуществления способа.

Установка включает патронный фильтр

1 с фильтровальными элементами 2 (трубчатые толстостенные пористые изделия) и перфорированными трубами 3 для равномерного распределения флокулянта по поверхности фильтровальных элементов,, Я2,, 1639717 А1 (54) СПОСОБ ФИЛ6ТРОВАНИЯ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к способам фильтрования жидкостей, преимущественно медных электролитов, и позволяет повысить производительность. Способ заключается в том, что пропускают поток очищаемой жидкости через слой фильтрующего материала в присутствии флокулянта, в качесте которо.-о используют водорастворимый анионный полиэлектролит на акриламидной основе, который подают непрерывно и равномерно по всей фильтрующей поверхности в количестве 5-20 г/т твердого в фил ьтруемой суспензии. и последующую ре ген ера ци ю осуществля ют обратной продувкой воздухом или паром при

105 †1 С. 1 ил„ 3 табл. воздушник 4, напорный бак для исходной суспензии 5, напорный бак для рабочего раствора флокулянта 6, гидрозатвор 7 для фильтрата и автоматический клапан 8, осуществляющий сообщение гидрозатвора с атмосферой в межрегенерационный период и с линией сжатого воздуха в процессе регенерации.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходная суспензия под напором подается в фильтр 1. Фильтрат просачивается через стенки трубчатых элементов 2 и через их внутренние полости выводится в сборник, а твердые частицы суспензии задерживаются в порах и по мере накопления закупоривают их, тем самым уплотняют фильтрующий слой, вследствие чего повышается сопротивление фильтрованию, Одновременно с исходной суспензией под

1639717 напором, равным подаче исходной суспензии, через перфорированные трубы 3 непосредственно на поверхность фильтрующих элементов подается флокулянт, При таком способе подачи флокулянт образует на фильтрующей поверхности флокулирующую пленку, уменьшающую сопротивление фильтрованию и увеличивающую задерживающую способность фильтрующим слоем твердых частиц. Через определенные промежутки времени с помощью автоматического клапана посредством гидрозатвора 7 во внутреннюю полость элементов подается нагретый сжатый воздух или пар (давление газов 0,12 — 0,47 МПа, продолжительность воздействия 30-60 с).

Под импульсным воздействием сжатого воздуха осадок из полости.пор и с поверхности фильтрующих элементов отдувается и выводится в виде густой суспензии через нижнюю конусную часть фильтра. Одновременно с этим воздействие на фильтрующий слой высоких температур вызывает деструкцию длинноцепочных молекул флокулянта, ослабляет поверхностное сцепление материала фильтрующего слоя с твердыми час тицами, облегчает полное удаление их из толщи . фильтрующего слоя.

Пример 1. Влияние количества флокулянта на коэффициент осветления и производительность фильтрования.

Фильтрации подвергался медный электролит комбината "Североникель", загрязненный частицами анодного шлама крупностью менее 1,0 мкм на 7;ь, 1,0-5,0 мкм—

60ь и более 5,0 мкм — остальное. Содержание взвесей 18 мг/л. В качестве фильтрующей перегородки использовали трубчатые элементы из кислотостойких полиакрилонитрильных волокон с размерами пор 5 мкм. В качестве флокулянта использовали водорастворимый анионный акрилэмидный полиэлектролит с MB 6-8 млн в количестве

1-30 г/т твердого в фильтруемом электролите. Регенерацию проводили обратной продувкой фильтрующих элементов воздухом, нагретым до 125 С в течение 30 с. Давление фильтрования поддерживали в пределах

0,23 — 0,25 М Па. Результаты эксперимента сведены в табл.1.

Выбор расхода флокулянта обусловлен тем, что при расходе, меньшем 5 г/т, не обеспечивается одинаково высокая степень осветления в начале фильтроцикла. При расходе выше 20 г/т не достигается заметное улучшение показателей фильтрования, Данные табл,1 показывают, что применение в качестве флокулянта высокомолекулярного анионного акриламидного полиэлектролита указанным способом при новой фильтрующей поверхности, высокая . производительность фильтрования сохра10 няется при увеличении продолжительности

50 фильтровании через крупнопористый фильтрующий материал позволяет достичь одновременно высокой производительности и степени осветления тонких суспензий, Причем за счет модифицирования. осуществляемого непосредственно в процессе фильтрования непрерывно образующейся фильтрации вплоть до 24 ч

Пример 2. Влияние температуры регенерации на производительность процесса фильтрования.

Состав исходного раствора, установка и режим фильтрования такие же, как в примере 1. Размер пор фильтропатронов 10 мкм.

Регенерацию проводили обратной продувкой фильтровального элемента воздухом или паром при температурах

23,100,105,120,140,150,160 С в течение 60 с. Данные сведены в табл.2.

Оптимальные значения температур, при которых обеспечивается полная регенерация фильтрующих элементов, определяется интервалом 105 — 150 С. Повышение верхнего граничного значения становится экономически нецелесообразным, а снижение температуры ниже 105 С не приводит к заметному улучшению процесса регенерации.

Данные табл.2 свидетельствуют о том, что подогрев воздуха и пара наиболее заметное воздействие нэ полноту регенерации фильтрующих элементов оказывает в случае применения флокулянта. Аналогично, под воздействием высоких температур, Ilo сравнению с жесткими керамическими патронами, лучше регенерируются патроны из эластичных полимерных волокон, При этом последние наиболее полно регенерируются воздухом или паром, нагретыми до

105-150О С.

Пример 3. В качестве сравнения было проведено фильтрование медного электролита с подачей флокулянта известным способом. Состав исходного раствора, установка, режим фильтрования такие же, что и в предлагаемом способе. Размер пор фильтропатронов 5 мкм. Продолжительность регенерации 40 с. Результаты сведены в табл.3.

Данные табл,3 показывают, что при применении известного флокулянта не достигается заметного увеличения и роизводительности фильтрования и коэффициента осветления суспензии. Самые высокие значения этих показателей, достигнутые при несоизмеримо больших расходах флокулян! 639717

Т вблица 1

«9о ол>китеяьности меж егене а ионного икла ч

2 -<»<<>л>ю

Расход фяокуяянтв твердого в суспензии, ч/т

Коэффициент осветлениа с спензии.

Уделы<за произао/<зитепьнзсть м м ч

0,5 (0,8) Удельная про- Козффицие><т Удельная про. Коэффициент извздительнссть о с в е т л е н и я изец» ительность о с в е r л е н и а м и ч с спензии м /м ч

3 с спензии

Коэффициент осветления суспензии, Удельная произецпкэ>тельнссть м/м ч

92 (91) 87

93

94

0,8

2,6

2,8

3.2

4,6 (4 8)

4,6 (4.8)

4,6 (4,7)

4.8 4,8

74

92

94

1,7

3,7

3.9

4,!

38 (38)

75 (76)

В! (80)

82 8!

5

95 (95)

97 (96)

97 9

97 97

1,9 (2,1)

1.9 (2,2)

21 2

2.0 2.2

3,1

4,1

82 В!

4,8 4.8

30 оа производительности.средние зв 1 цикяов фильтрования ачения удельн иведены зн ром пор 10 мкм, < В скобках приведены результаты фильтрования через фиаьтропатроны с разме

Таблица 2

* Продолжительность межрегенерационного цикла -12 ч.

**При фильтровании в аналогичных условиях через жесткие пористые керамические патроны через 15 сут производительность снизилась на 50, а через 60 сут — на 877. та, значительно ниже показателей в предлагаемом способе фильтрования.

Формула изобретения

Способ фильтрования жидкости, включающий подачу потока жидкости через слой фильтрующего материала в присутствии флокулянта и регенерации фильтровальных элементов, отл и ч а ющи йс ятем, что, с целью повышения производительности при фильтровании медных электролитов, содержащих субмикронные взвеси, в качестве флокулянта используют водорастворимый анионный полиэлектролит на акриламид5 ной основе, который в процессе фильтрования подают непрерывно и равномерно по всей фильтрующей поверхности в количестве 5-20 г/т твердого в фильтруемой суспенэйи, а регенерацию фильтровальных

10 элементов осуществляют обратной продувкой воздухом или паром, нагретым до 1051500 С.

1639717

Таблица 3

Расход флокулянта на контакт. обработку суспензии, г/т твердого

Показатели процесса фильтрования при продолжительности меж егене а ионного икла,ч

Удельная производительность, м/м ч

Удельная про- Коэффициент изводитель- осветления ность, мз/м ч* суспензии,$

Коэффициент осветления суспензии,7;

* Приведены значения удельной производительности, средние за 10 циклов.!

s„"vc!»r a ьс"=в и ттаоя маяупяита

Составитель С,Красносельская

Редактор Н,Лазаренко Текред M.Моргентал Корректор О,Ципле

Заказ 976 Тираж 443 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

250

1,6

1,6

1,7

1,9

2,1

2,5

1,8

1.3

74

74

76

78

83

87

0,8

0,8

0,9

1,1

1,2

1,5

1.2

0,6

87

89

92

94