Способ фильтрования жидкостей

(59 4 В 01 Р 37/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССР651829, кл, В 01 Р 37/00, 03.03.75.2, Авторское свидетельство СССР716569, кл. В 01 Р 35/06, 20.02.78.3. Жужиков В. А. Фильтрование. Теорияи практика разделения суспензий, - М.:Химия, 1980, 400 с.4. Авторское свидетельство СССР544448, кл. В 01 Р 37/00, 18.08.75.(54) (57) СПОСОБ ФИЛЬТРОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ, 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.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. 40Цель изобретения - повышение произво 45 50 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 1 О 5 20 25 зо 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 непроницаемой1242212 Перепаддавления нафильтро- вальпо известноПоказатели производительности процесса фильтрования, см /с, при частоте объемного вибродеформирования фильтровального материала, Гц му способу 50 100 Амплитуда объемного вибродеформирования фильтровального материала, мм ном о,о Т 0,1 о о,оо о,оо 1 о,о 0,1 о о,оо мате 0,05 риале,мпа О, 095 О, 105 Оо 200 Оо 230 0290 Оо 330 Оь 380 01470 0,070 0,165 0,225 0,270 0,070 0,165 0,240 0,290 0,05 0,015 0,10 0,030 Оо 20 Оэ 060 Оо 30 Оо 090 0031 0050 Оо 065 Оо 110 0,135 0,185 Оо 175 0220 О, 087 О, 195 Оо 250 0,320 Оо 043 Оо 095 0,180 0,210 Составитель А. Евдокимов Техред И. Верес Корректор А. Знмокосов Тираж 663 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор О. ГоловачЗаказ 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 5 Т в 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 физическиезакономерности 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,