RU2219986C1

RU2219986C1 - Filtering material

Info

Publication number: RU2219986C1
Application number: RU2002135843/12A
Authority: RU
Inventors: П.В. Мишта; В.П. Мишта; Н.П. Милюткина; А.Н. Гайдадин; А.Б. Голованчиков
Original assignee: Волгоградский государственный технический университет
Priority date: 2002-12-30
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2003-12-27

Abstract

FIELD: chemical, petrochemical and other industries. SUBSTANCE: the invention presents a filtering material used for clearing of liquids and gases from solid impurities and may find application in the chemical, petrochemical, metallurgical, automobile and other industries, where filters are used in the basic and an auxiliary processes, in ecological processes of an sewage and smoke gasses purification, at oil spills from sea tankers, oil pipelines and oil storages, as well as for the spilled oil gathering from a water surface. The filtering material is made multilayer, the inner layer of which is a tubular hosiery made of the synthetic stretchable and non- stretchable filaments; inside the tubular hosiery there is a hollow cavity and clearance between the cavity and the inner layer is filled with the comminuted rubber with the size of particles of 0,2-1.3 mm. The outer layer is also the tubular hosiery made of the synthetic stretchable and nonstretchable filaments. EFFECT: the filtering material has an increased quality of filtration during purification of liquids and gases, improved quality of a water surface clearing from the spilled petroleum, and high buoyancy on water. - dwg, 1 tbl

Description

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. The invention relates to the purification of liquids and gases from solid particles and can be used in the chemical, petrochemical, metallurgical, automotive and other industries using filters in the main and auxiliary production, in environmental processes for the treatment of wastewater and flue gases, during oil spills from tankers , oil pipelines and oil storage facilities, as well as for collecting oil products from the surface of the water.

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, БИ 43, 1988 г.). Known filter materials from polymeric threads in the form of knitted knitwear, the loops of which form through pores by interlacing an eraser 1 + 1, in which one of the threads is elastomeric, and at least two weft threads are located between the loops of the front and back sides, while the thickness of the weft thread is 1 , 1-1.3 times the diameter of the through pore. (Russian Patent 1438826, B 01 D 39/08, BI 43, 1988).

Однако такие фильтровальные материалы не обеспечивают необходимой степени очистки, а также имеют недостаточную степень поглощения нефтепродуктов с поверхности воды. However, such filter materials do not provide the necessary degree of purification, and also have an insufficient degree of absorption of oil products from the surface of the water.

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 РФ 6165, кл. МПК 6 В 32 в 25/00 БПМ, 1998, 3). A known tool for cleaning the surface of the water from oil and oil products, containing a layer of porous sorbent in the form of a two-layer plate consisting of a layer of porous material based on a composition of crumb rubber from 0.2 to 2.5 mm in size and powdered polyethylene in the ratio of mass parts: rubber crumb - 100, polyethylene 5-20, and a plastic film connected to a porous material when heated. (Certificate for utility model of the Russian Federation 6165, class IPC 6 V 32 in 25/00 BPM, 1998, 3).

Однако недостатком такого средства является невысокая степень поглощения нефти и нефтепродуктов, а также сложность изготовления конструкции. However, the disadvantage of this tool is the low degree of absorption of oil and oil products, as well as the complexity of the manufacture of the structure.

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, БИ 12, 2000 г.). A known tool for cleaning the surface of water from oil and oil products in the form of a plate based on a composition of crumb rubber and powdered polyethylene, the composition further comprises crushed fibrous cellulosic material in the following ratio of components (parts by weight): crumb rubber 100, polyethylene 15-25, pulped fibrous cellulosic material 10-30. (Russian Patent 2148025, C 02 F 1/28, BI 12, 2000).

Недостатком такого средства является сложность изготовления, недостаточная степень поглощения, большая трудоемкость при сборе сорбента с поверхности воды, а также низкая степень очистки при фильтровании жидкостей и газов. The disadvantage of this tool is the difficulty of manufacturing, insufficient absorption, the high complexity when collecting the sorbent from the surface of the water, as well as the low degree of purification when filtering liquids and gases.

Известен фильтровальный материал, выполненный из синтетических нитей в виде трубчатого трикотажа одинарным переплетением гладь, в котором в качестве синтетических нитей используют высокоэластичные полиуретановые нити спандекс при натяжении в петлях 1,5-4 Н/мм². (Патент России 1438825, В 01 D 39/08, БИ 43, 1988 г.) Однако такие фильтровальные материалы имеют низкое качество фильтрования в процессе очистки жидкостей и газов, а так же недостаточную степень поглощения нефтепродуктов.Known filter material made of synthetic yarns in the form of a tubular knit with a single weave surface, in which high-elastic polyurethane spandex yarns are used as synthetic yarns with a tension in the loops of 1.5-4 N / mm ² . (Russian Patent 1438825, B 01 D 39/08, BI 43, 1988). However, such filter materials have poor filtering quality in the process of purifying liquids and gases, as well as an insufficient degree of absorption of oil products.

Наиболее близким фильтровальным материалом к заявляемому объекту по совокупности признаков и выбранному за прототип является фильтровальный материал для очистки газов и жидкостей в виде трубчатого трикотажа из растяжимых и нерастяжимых нитей переплетением ластик 1+1, который снабжен петельными рядами переплетения гладь из разноусадочных бикомпонентных нитей с температурой плавления не ниже 150^oС, выполненных чередующимися с петлями ластика, причем он содержит не менее 20 рядов глади.The closest filter material to the claimed object according to the totality of features and selected for the prototype is a filter material for cleaning gases and liquids in the form of a tubular knitwear from tensile and inextensible threads with 1 + 1 eraser weaving, which is equipped with looped stitch weaves from different shrinkable bicomponent threads with melting temperature not lower than 150 ^o C, made alternating with loops of the eraser, and it contains at least 20 rows of smoothness.

(Патент России 2062635, В 01 D 39/08, БИ 18, 1996 г.)
Однако такие фильтровальные материалы малоэффективны, так как удерживают нефтепродукты только возле фильтровального материала и не осуществляют сбор, так как не имеют достаточную степень поглощения, а также при попадании в жидкость не держатся на поверхности.(Russian Patent 2062635, B 01 D 39/08, BI 18, 1996)
However, such filter materials are ineffective, since they hold oil products only near the filter material and do not collect, since they do not have a sufficient degree of absorption, and also do not stick to the surface when they enter the liquid.

Задачей изобретения является создание нового фильтровального материала, обладающего способностью фильтрования жидкостей и газов, а также очистки поверхности воды от нефтепродуктов. The objective of the invention is the creation of a new filter material with the ability to filter liquids and gases, as well as cleaning the surface of the water from oil products.

При использовании предлагаемого фильтровального материала получают следующий технический результат: увеличение качества фильтрования в процессе очистки жидкостей и газов, улучшение степени очистки поверхности воды от нефтепродуктов, а также высокую плавучесть. When using the proposed filter material, the following technical result is obtained: an increase in the quality of filtration in the process of cleaning liquids and gases, an improvement in the degree of purification of the water surface from oil products, as well as high buoyancy.

Поставленный технический результат достигается тем, что фильтровальный материал в виде трубчатого трикотажа из растяжимых и нерастяжимых нитей выполнен многослойным из синтетических нитей, при этом внутренний слой составляет трубчатый трикотаж из растяжимых и нерастяжимых нитей, внутри которого расположена пустотелая емкость, а в зазоре между емкостью и внутренним слоем размещена резиновая крошка размером 0,2-1,3 мм, причем внешний слой состоит из трубчатого трикотажа из нерастяжимых и растяжимых нитей. The technical result is achieved by the fact that the filter material in the form of a tubular knitwear of extensible and inextensible threads is made of multilayer synthetic fibers, while the inner layer is a tubular knitwear of extensible and inextensible threads, inside which there is a hollow container, and in the gap between the container and the inner rubber crumb 0.2-1.3 mm in size is placed on the layer, the outer layer consisting of tubular knitwear made of inextensible and extensible threads.

Использование синтетических нитей в фильтровальном материале позволяет использовать его в агрессивных водных и газовых средах. Выполнение фильтровального материала многослойным позволяет создать материал, обладающий плавучестью и обеспечивающий эффективную очистку поверхности воды от нефтепродуктов. Выполнение внутреннего слоя из трубчатого трикотажа позволяет разместить внутри слоя пустотелую емкость и равномерно распределить в зазоре между емкостью и внутренним слоем резиновую крошку. Выполнение трикотажа из растяжимых и нерастяжимых нитей позволяет создать оболочку для размещения внутри ее пустотелой емкости и резиновой крошки, как в нормальном, так и в набухшем состоянии. Размещение во внутреннем слое пустотелой емкости позволяет увеличить плавучесть фильтровального материала и устойчивость к волне. Резиновая крошка позволяет эффективно осуществить сбор нефтепродуктов за счет ее набухания. Использование резиновой крошки размером менее 0,2 мм не эффективно, так как при попадании в воду она вымывается через поры трикотажной оболочки, что уменьшает степень поглощения. The use of synthetic threads in the filter material allows it to be used in aggressive water and gas environments. The implementation of the multilayer filter material allows you to create a material that has buoyancy and provides effective cleaning of the water surface from oil products. The implementation of the inner layer of tubular knitwear allows you to place a hollow container inside the layer and evenly distribute crumb rubber in the gap between the container and the inner layer. Performing knitwear from tensile and inextensible threads allows you to create a shell for placement inside its hollow container and rubber crumb, both in normal and in a swollen state. The placement in the inner layer of the hollow tank allows you to increase the buoyancy of the filter material and resistance to the wave. Rubber crumb allows you to effectively collect petroleum products due to its swelling. The use of rubber crumb less than 0.2 mm in size is not effective, since when it gets into the water it is washed out through the pores of the knitted shell, which reduces the degree of absorption.

Использование резиновой крошки размером более 1,3 мм малоэффективно, так как при набухании она быстро заполняет зазор между пустотелой емкостью и внутренним слоем, что требует создания громоздкой конструкции. The use of rubber crumbs larger than 1.3 mm is inefficient, since when swelling it quickly fills the gap between the hollow container and the inner layer, which requires the creation of a bulky design.

Выполнение внешнего слоя из трубчатого трикотажа позволяет создать слитную конструкцию фильтровального многослойного материала без швов, которые уменьшают степень очистки. The implementation of the outer layer of tubular knitwear allows you to create a cohesive structure of the filter multilayer material without seams, which reduce the degree of cleaning.

Использование во внешнем слое нерастяжимых нитей позволяет удерживать дополнительные петельные ряды из нерастяжимых нитей и увеличить прочность фильтровального материала. The use of inextensible threads in the outer layer allows you to hold additional loop rows of inextensible threads and increase the strength of the filter material.

Использование во внешнем слое растяжимых нитей позволяет удерживать внутренний слой при эксплуатации и производить быструю замену внутреннего и внешнего слоев. The use of tensile threads in the outer layer allows the inner layer to be retained during operation and to quickly replace the inner and outer layers.

Наличие во внешнем слое дополнительных петельных рядов из нерастяжимых нитей позволяет удерживать в области фильтровального материала нефтепродукты, что позволяет более эффективно обеспечивать их сбор. The presence in the outer layer of additional looped rows of inextensible filaments allows oil products to be held in the region of the filter material, which makes it possible to more efficiently collect them.

На фиг.1 представлен фильтровальный материал в виде трубчатого трикотажа (продольный разрез по А-А); на фиг.2 представлен фильтровальный материал в виде трубчатого трикотажа (поперечный разрез, вид сверху), а на фиг.3 представлена графическая запись структуры трубчатого трикотажа внутреннего и наружного слоев. Figure 1 presents the filter material in the form of a tubular knitwear (longitudinal section along aa); figure 2 presents the filter material in the form of tubular knitwear (cross section, top view), and figure 3 presents a graphical record of the structure of the tubular knitwear of the inner and outer layers.

На фиг. 1 представлен продольный разрез фильтровального материала, состоящего из внутреннего слоя 1, выполненного из трубчатого трикотажа из растяжимых и нерастяжимых нитей, в котором располагается пустотелая емкость 2, а в зазоре между емкостью и внутренним слоем размещена резиновая крошка 3. Внешний слой 4, состоящий из трубчатого трикотажа из растяжимых и нерастяжимых нитей, содержит дополнительные петельные ряды из нерастяжимых нитей 5. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a filter material consisting of an inner layer 1 made of tubular knitwear of tensile and inextensible threads, in which a hollow container 2 is located, and a crumb rubber 3 is placed in the gap between the container and the inner layer. The outer layer 4, consisting of a tubular knitwear from extensible and inextensible threads, contains additional looped rows of inextensible threads 5.

На фиг.2 представлен поперечный разрез фильтровального материала, состоящего из внутреннего слоя 1, выполненного из трубчатого трикотажа из растяжимых и нерастяжимых нитей, в котором располагается пустотелая емкость 2, а в зазоре между емкостью и внутренним слоем размещена резиновая крошка 3. Внешний слой 4, состоящий из трубчатого трикотажа из растяжимых и нерастяжимых нитей, содержит дополнительные петельные ряды из нерастяжимых нитей 5. Figure 2 presents a cross-section of a filter material consisting of an inner layer 1 made of tubular knitwear of tensile and inextensible threads, in which a hollow container 2 is located, and a crumb rubber 3 is placed in the gap between the container and the inner layer. The outer layer 4, consisting of a tubular knitwear of extensible and inextensible threads, contains additional looped rows of inextensible threads 5.

На фиг. 3 представлена графическая запись трубчатого трикотажного полотна, выполненного из нерастяжимых нитей 6 и растяжимых нитей 7. In FIG. 3 is a graphical representation of a tubular knitted fabric made of inextensible yarns 6 and extensible yarns 7.

Внутренний слой фильтровального материала в виде трубчатого трикотажа изготавливается на круглотрикотажной машине 8-22 класса путем одновременного провязывания нерастяжимых и растяжимых нитей при натяжении в вязальной системе 1,1-3,4 Н и глубине купирования 2,5 мм. Во внутреннем слое размещают пустотелую емкость и засыпают между емкостью и внутренним слоем резиновую крошку, а края трубчатого трикотажа закрепляют при помощи хомутов. The inner layer of the filter material in the form of tubular knitwear is made on a class 8-22 circular knitting machine by simultaneously knitting inextensible and stretchable threads under tension in a knitting system of 1.1-3.4 N and a stop depth of 2.5 mm. A hollow container is placed in the inner layer and rubber crumb is poured between the container and the inner layer, and the edges of the tubular knit are fixed with clamps.

Внешний слой фильтровального материала в виде трубчатого трикотажа переплетением ластик 1+1 изготавливается на многосистемной двухфонтурной круглотрикотажной машине 8-22 класса путем одновременного провязывания нерастяжимых и растяжимых нитей при натяжении в вязальной системе 1,8-2,9 Н и глубине кулирования 3,5 мм. Для получения дополнительных петельных рядов переплетения гладь из нерастяжимых нитей несколько (8-10) петлеобразующих систем используют только петлеобразующие системы игольного цилиндра, при натяжении нити 0,5-1,2 Н при максимальной глубине кулирования. Внешний слой из трубчатого трикотажа надевается на внутренний слой таким образом, чтобы дополнительные ряды из нерастяжимых нитей располагались на уровне поверхности воды. Для наглядности приведена таблица испытаний фильтровального материала в сравнении с прототипом. The outer layer of the filter material in the form of a tubular knit eraser 1 + 1 is made on a multi-system double-loop circular knitting machine of grade 8-22 by simultaneously knitting inextensible and stretchable threads under tension in a knitting system of 1.8-2.9 N and a depth of cooler of 3.5 mm . To obtain additional loop rows of weaving the surface from inextensible threads, several (8-10) loop-forming systems use only the loop-forming systems of the needle cylinder, with a thread tension of 0.5-1.2 N at a maximum culling depth. The outer layer of tubular knitwear is put on the inner layer so that additional rows of inextensible threads are located at the level of the water surface. For clarity, the test table of the filter material in comparison with the prototype.

Процесс фильтрации осуществлялся для 5,5% суспензии с наличием до 18% нефтепродуктов сточных вод ремонтного цеха автопредприятия. Размер частиц изменялся от 15-140 мкм при перепаде давления 3,5 атм. Для определения степени поглощения нефтепродуктов на поверхности воды фильтровальный материал помещали в слой жидкой фракции и выдерживали в течение 45 мин, а затем взвешивали. The filtration process was carried out for a 5.5% suspension with the presence of up to 18% of petroleum waste water from the auto repair shop. The particle size varied from 15-140 microns with a pressure drop of 3.5 atm. To determine the degree of absorption of oil products on the surface of the water, the filter material was placed in a layer of the liquid fraction and held for 45 minutes, and then weighed.

Пример 1. Example 1

Процесс фильтрования производился с использованием фильтровального материала, внутренний слой которого выполнен из капроновой нити и нити спандекс и наполнен резиновой крошкой размером 0,2 мм, и внешний слой, выполненный из капроновой нити и нити спандекс, в котором дополнительные ряды выполнены из капроновой нити. The filtering process was carried out using a filter material, the inner layer of which is made of kapron thread and spandex thread and filled with 0.2 mm rubber crumb, and the outer layer is made of kapron thread and spandex thread, in which additional rows are made of kapron thread.

Пример 2. Example 2

Процесс фильтрования по примеру 1 с использованием фильтровального материала, внутренний слой которого выполнен из полипропиленовой нити и нити спандекс, наполненной резиновой крошкой размером 1,3 мм, и внешний слой из полипропиленовой нити и нити спандекс, в котором дополнительные ряды выполнены из капроновой нити. The filtering process of example 1 using a filter material, the inner layer of which is made of polypropylene yarn and spandex yarn filled with 1.3 mm rubber crumb, and the outer layer of polypropylene yarn and spandex yarn, in which additional rows are made of nylon yarn.

Пример 3. Example 3

Процесс фильтрования по примеру 1 с использованием фильтровального материала, внутренний слой которого выполнен из капроновой нити и нити спандекс, наполненной резиновой крошкой размером 0,8 мм, и внешний слой из полипропиленовой нити и нити спандекс, в котором дополнительные ряды выполнены из полипропиленовой нити. The filtering process according to example 1 using a filter material, the inner layer of which is made of kapron filament and spandex filament, filled with 0.8 mm rubber crumb, and the outer layer of polypropylene filament and spandex filament, in which additional rows are made of polypropylene filament.

Из данных таблицы видно, что удельная производительность процесса фильтрования незначительно возрастает, улучшается качество фильтрования и степень поглощения нефтепродуктов с поверхности воды за счет набухания резиновой крошки и увеличения поверхности и объемности фильтровального материала. The data in the table shows that the specific productivity of the filtering process increases slightly, the quality of the filtering and the degree of absorption of oil products from the surface of the water are improved due to the swelling of the rubber crumb and the increase in the surface and volume of the filter material.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей
совокупности условий:
- средства, воплощающие заявленное изобретение при его осуществлении, может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической, автомобильной и других отраслях промышленности, использующих фильтры в основном и вспомогательном производствах, 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;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, усматриваемого заявителем технического результата.Thus, the above information indicates that when using the claimed invention the following
set of conditions:
- means that embody the claimed invention in its implementation, can be used in chemical, petrochemical, metallurgical, automotive and other industries using filters in the main and auxiliary industries, in environmental processes for the treatment of wastewater and flue gases, during oil spills from tankers, oil pipelines and oil storage facilities, as well as for collecting oil products from the surface of the water;
- for the claimed invention in the form described in the independent clause of the claims below, the possibility of its implementation using the means and methods described above or known prior to the priority date is confirmed;
- a tool embodying the claimed invention in its implementation, the applicant sees the technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "industrial applicability" under applicable law.

Claims

Filter material in the form of a tubular knitwear of extensible and inextensible threads, characterized in that it is made of multilayer synthetic fibers, while the inner layer is a tubular knitwear of extensible and inextensible threads, inside which there is a hollow container, and in the gap between the container and the inner layer rubber crumb 0.2–1.3 mm in size is placed, the outer layer consisting of tubular knitwear made of inextensible and extensible threads.