RU2699121C2 - Method for separation of liquid non-uniform disperse systems and installation for implementation thereof - Google Patents
Method for separation of liquid non-uniform disperse systems and installation for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2699121C2 RU2699121C2 RU2017137967A RU2017137967A RU2699121C2 RU 2699121 C2 RU2699121 C2 RU 2699121C2 RU 2017137967 A RU2017137967 A RU 2017137967A RU 2017137967 A RU2017137967 A RU 2017137967A RU 2699121 C2 RU2699121 C2 RU 2699121C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- cleaned
- filter element
- filter
- branch pipe
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D33/00—Filters with filtering elements which move during the filtering operation
- B01D33/06—Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums
- B01D33/11—Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums arranged for outward flow filtration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D33/00—Filters with filtering elements which move during the filtering operation
- B01D33/44—Regenerating the filter material in the filter
- B01D33/52—Regenerating the filter material in the filter by forces created by movement of the filter element
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D33/00—Filters with filtering elements which move during the filtering operation
- B01D33/44—Regenerating the filter material in the filter
- B01D33/52—Regenerating the filter material in the filter by forces created by movement of the filter element
- B01D33/56—Regenerating the filter material in the filter by forces created by movement of the filter element involving centrifugal force
Abstract
Description
Изобретение относится к области очистки текучих сред от неоднородных дисперсных включений и может быть использовано для очистки сточных и технологических вод, масел и других жидкостей, а также шламовых отложений и других материалов, содержащих дисперсные примеси, в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, металлургической, судостроительной, текстильной, машиностроительной, химической, пищевой и других отраслях промышленного и сельскохозяйственного производства, для удаления механических загрязнений и газов из рабочих жидкостей, для обработки коммунальных сточных вод, а также в непрерывных технологиях осушения и промывки в химической, горной, металлургической и пищевой отраслях промышленности.The invention relates to the field of purification of fluids from inhomogeneous dispersed inclusions and can be used for the treatment of wastewater and process water, oils and other liquids, as well as sludge deposits and other materials containing dispersed impurities, in oil production, oil refining, metallurgy, shipbuilding, textile, machine-building, chemical, food and other industries and agricultural production, to remove mechanical impurities and gases from working fluids, for municipal wastewater treatment, as well as in continuous drainage and flushing technologies in the chemical, mining, metallurgical and food industries.
Известен (RU, патент 163757, опубл. 10.08.2016) самоочищающийся фильтр, содержащий корпус с патрубками подвода исходной жидкости, патрубки отводной трубы, имеющие на своих торцовых поверхностях примыкающие к ним насадки, патрубки отвода фильтрата и промывочной жидкости, фильтровальную камеру с фильтрующими элементами, установленными на трубной доске, регенерирующее устройство с механизмом поворота, при этом фильтр выполнен в виде модулей, корпус каждого из которых выполнен в средней части прямоугольной формы и разделен на фильтровальные камеры продольными и поперечными перегородками, на которых установлены трубные доски с фильтрующими элементами, а в нижней части корпус выполнен в виде пустотелого цилиндра с окнами для сообщения с фильтровальными камерами, продольные перегородки которых примыкают к наружной поверхности цилиндра, внутри которого установлено регенерирующее устройство, выполненное в виде отводной трубы с патрубками по числу рядов камер, причем каждый модуль снабжен дополнительно патрубком подвода исходной жидкости, соединенным с внутренней полостью цилиндра, патрубками отвода фильтрата и промывочной жидкости, последний из которых установлен на торце цилиндра, а модули соединяются между собой посредством вышеназванных патрубков. Патрубки отводной трубы на своих торцовых поверхностях имеют такие примыкающие к ним насадки, каждая из которых выполнена в форме прямоугольника в плане и в форме цилиндра в вертикальном сечении, торцовые поверхности насадок, в свою очередь, сопряжены с внутренней поверхностью пустотелого цилиндра, каждая из насадок имеет по вертикальной оси сквозное внутреннее отверстие, сообщенное с полостью примыкающего к ней патрубка, и выполнена со сферической этой сопрягаемой наружной поверхностью, длина дуги которой по окружности установлена из математического соотношения.Known (RU, patent 163757, publ. 08/10/2016) a self-cleaning filter containing a housing with nozzles for supplying the source fluid, nozzles of the outlet pipe having nozzles adjacent to them on their end surfaces, nozzles of the outlet of the filtrate and washing liquid, a filter chamber with filter elements installed on the tube plate, a regenerating device with a rotation mechanism, the filter is made in the form of modules, each of which is made in the middle part of a rectangular shape and is divided into filter chambers native and transverse partitions, on which tube boards with filter elements are installed, and in the lower part the body is made in the form of a hollow cylinder with windows for communication with filter chambers, the longitudinal partitions of which are adjacent to the outer surface of the cylinder, inside of which there is a regenerating device made in the form outlet pipe with nozzles according to the number of rows of chambers, each module additionally equipped with a nozzle for supplying a source fluid connected to the internal cavity of the cylinder , pipes of the filtrate and flushing fluid, the last of which is installed on the end of the cylinder, and the modules are interconnected by means of the above pipes. The branch pipe nozzles on their end surfaces have such adjacent nozzles, each of which is made in the form of a rectangle in plan and in the form of a cylinder in a vertical section, the end surfaces of the nozzles, in turn, are interfaced with the inner surface of the hollow cylinder, each of the nozzles has along the vertical axis, the through inner hole is in communication with the cavity of the pipe adjacent to it and is made with this spherical mating outer surface, the arc length of which is circumferentially set from mathematical relation.
Известное устройство работает следующим образом. Фильтруемая жидкость, через патрубок подвода, поступает в полость, ограниченную внутренней поверхностью цилиндра и наружной поверхностью отводной трубы регенерирующего устройства, далее через окно цилиндра направляется в фильтровальные камеры, проходит через фильтрующие элементы, очищается и попадает в полость очищенной жидкости, откуда отводится, через патрубок к потребителю. Одновременно осуществляется регенерация фильтрующих элементов.The known device operates as follows. Filtered liquid, through the inlet pipe, enters the cavity bounded by the inner surface of the cylinder and the outer surface of the outlet pipe of the regenerating device, then goes through the cylinder window to the filter chambers, passes through the filter elements, is cleaned and enters the cavity of the cleaned liquid, from where it is diverted, through the pipe to the consumer. At the same time, regeneration of filter elements is carried out.
Недостатком известного технического решения следует признать его конструктивную сложность, и, обусловленную этим, ненадежность в работе.A disadvantage of the known technical solution should recognize its structural complexity, and, due to this, unreliability in work.
Известен также (RU, патент 173675 опубл. 29.05.2017) фильтр для очистки пищевой жидкости от взвесей, содержащий корпус, закрепленный на нем электропривод вращения вала с закрепленными на нем верхними и нижними скребками, корпус имеет входной патрубок, расположенный над верхними скребками и расположенный ниже входного патрубка выходной патрубок, который расположен на уровне нижних скребков, в нижней части корпуса закреплена поворотная откидная нижняя крышка, в полости корпуса закреплен цилиндрический картридж, стенка которого выполнена из тонколистовой нержавеющей стали, при этом в стенке картриджа выполнено множество фильтрующих отверстий, концы стенки картриджа закреплены на верхнем и нижнем кольцевых фланцах, между которыми расположены поддерживающие кольца, причем в каждом фланце выполнена кольцевая канавка, расположенная на наружной поверхности фланца и простирающаяся к его центру, при этом в каждой канавке расположено упругое кольцо, взаимодействующее с внутренней поверхностью корпуса, между каждым фланцем и смежным с ним кольцом расположен хомут, сжимающий цилиндрическую стенку картриджа в радиальном направлении, каждый хомут представляет собой перфорированную отверстиями обечайку, концы которой притянуты друг к другу и зафиксированы в этом рабочем положении, проходное сечение каждого отверстия хомута превышает проходное сечение отверстия стенки картриджа, причем каждый хомут закреплен на стенке картриджа усилием его поджатая к стенке картриджа.Also known (RU, patent 173675 publ. 05.29.2017) a filter for cleaning food liquids from suspensions, containing a housing, an electric shaft rotation drive fixed thereto with upper and lower scrapers attached to it, the housing has an inlet pipe located above the upper scrapers and located below the inlet nozzle, the outlet nozzle, which is located at the level of the lower scrapers, in the lower part of the casing a rotary hinged bottom cover is fixed, a cylindrical cartridge is fixed in the cavity of the casing, the wall of which is made of thin stainless steel, with a lot of filtering holes in the cartridge wall, the ends of the cartridge wall mounted on the upper and lower annular flanges between which support rings are located, and in each flange there is an annular groove located on the outer surface of the flange and extending to its center, at the same time, in each groove there is an elastic ring interacting with the inner surface of the housing, between each flange and an adjacent ring there is a clamp compressing the cylinder cartridge wall in the radial direction, each clamp is a perforated rim, the ends of which are pulled together and fixed in this working position, the passage section of each hole of the clamp exceeds the passage section of the cartridge wall hole, and each clamp is fixed to the cartridge wall by the force of it to the wall of the cartridge.
Конструктивно наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент 2226419 опубл. 10.04.2004) устройство для очистки жидкости от дисперсных примесей, содержащее корпус, конусообразную фильтрующую поверхность, систему ее принудительного вращения, системы питания, сбора и выгрузки жидкости с патрубками. В фильтрующей поверхности дополнительно выполнены концентрично установленные две конусные поверхности с увеличивающимися углами при вершине каждого из конусов относительно предыдущей ступени и размерами фильтрующих отверстий от конуса к конусу, выполненными в пропорции 1000:100:1, в направлении от оси вращения конусов к периферии, причем внутренняя конусная ступень выполнена с перфорацией, промежуточная - в виде микрофильтра, а внешняя -является ультрафильтром, при этом система выгрузки каждого конуса имеет обратную связь с системой питания посредством трубопровода.Structurally, the closest analogue of the developed technical solution can be recognized (RU, patent 2226419 publ. 04/10/2004) a device for cleaning liquids from dispersed impurities, comprising a housing, a cone-shaped filter surface, its forced rotation system, a power supply system, and a collection and discharge of liquid with nozzles. In the filtering surface, two conical surfaces are additionally arranged concentrically with increasing angles at the apex of each of the cones relative to the previous step and the dimensions of the filtering holes from cone to cone, made in a ratio of 1000: 100: 1, in the direction from the axis of rotation of the cones to the periphery, the inner the conical step is made with perforation, the intermediate one is in the form of a microfilter, and the external one is an ultrafilter, while the unloading system of each cone has a feedback with the pit system niya through the pipeline.
Устройство работает следующим образом. Исходная очищаемая жидкость поступает в питающую систему под избыточным гидростатическим давлением, откуда под действием гидростатических и гравитационных сил, возникающих в результате вращения пакета конических фильтрующих поверхностей, приводимых в движение от привода, растекается по поверхности первой ступени, в которой жидкость очищается на уровне предварительной фильтрации через перфорированные отверстия, соизмеримые с частицами дисперсной системы, а затем проникает на вторую ступень - микрофильтрации, поверхность которой образована сложной пористой структурой, полученной методами, например, порошковой металлургии, а затем на ступень - ультрафильтрации, состоящей из фторопластовой пленки обработанной потоком ускоренных электронов на каркасе из микрофильтра, где происходит окончательная очистка фильтруемой жидкости, собираемой в емкость, из которой она отводится потребителю через патрубок. Неотфильтрованная масса отводится от каждой ступени системой элементов, расположенных на периферии каждой ступени, обеспечивающими выгрузку неотфильтрованной массы в емкость, имеющую обратную связь с системой питания устройства посредством трубопровода.The device operates as follows. The initial cleaned liquid enters the feed system under excessive hydrostatic pressure, from where, under the action of hydrostatic and gravitational forces resulting from the rotation of the packet of conical filter surfaces driven by the drive, it flows over the surface of the first stage, in which the liquid is cleaned at the prefiltration level through perforated holes, commensurate with the particles of the dispersed system, and then penetrates the second stage - microfiltration, the surface of which It is called a complex porous structure obtained by methods, for example, powder metallurgy, and then to the stage - ultrafiltration, consisting of a fluoroplastic film treated with a stream of accelerated electrons on a microfilter frame, where the final cleaning of the filtered liquid is collected, from which it is discharged to the consumer through branch pipe. Unfiltered mass is discharged from each stage by a system of elements located on the periphery of each stage, which ensures the discharge of unfiltered mass into a container that has feedback from the device power supply system through a pipeline.
Недостатком всех известных технических решений следует признать их конструктивную сложность, и, обусловленную этим, ненадежность в работе.The disadvantage of all known technical solutions should recognize their structural complexity, and, due to this, unreliability in work.
В процессе патентно-информационного поиска не выявлен источник информации, характеризующий способ и устройство для центробежно-динамического разделения дисперсных системIn the process of patent information search, no information source was identified that characterizes the method and device for centrifugal-dynamic separation of disperse systems
Техническая задача, решаемая разработкой данного устройства, состоит в разработке технического решения, предназначенного для центробежно-динамической фильтрации дисперсных систем.The technical problem solved by the development of this device is to develop a technical solution designed for centrifugal-dynamic filtration of disperse systems.
Технический результат, достигаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в упрощении конструкции используемого устройства, повышении его технологичности и упрощении способа разделения жидких неоднородных дисперсных систем, в расширении круга объектов применения фильтрующих систем на трудные для разделения дисперсные системы, забивающие обычные фильтры, включая тройные системы, шламы и нефтешламы, повышении селективной способности процесса разделения и увеличении интервалов времени между циклами очистки или замены фильтрующего элемента.The technical result achieved by the implementation of the developed technical solution consists in simplifying the design of the device used, increasing its manufacturability and simplifying the method for separating liquid inhomogeneous disperse systems, in expanding the range of applications of filter systems into disperse systems difficult to separate, clogging conventional filters, including triple systems , sludge and oil sludge, increasing the selective ability of the separation process and increasing the time intervals between cleaning cycles or replace the filter element.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ разделения жидких неоднородных дисперсных систем, содержащих неоднородные дисперсные включения. Согласно разработанному способу, под действием избыточного внешнего давления, на наружную поверхность принудительно вращаемого фильтрующего элемента установки подают поток разделяемой дисперсии, ориентированный перпендикулярно наружной поверхности фильтровального материала фильтрующего элемента, размещенного в корпусе, с образованием перпендикулярно и тангенциально ориентированных вторичных потоков, причем тангенциально ориентированный вторичный поток распределен по поверхности фильтрующего материала фильтрующего элемента с возможностью смыва осевших на ней дисперсных включений на дно корпуса фильтрующего элемента установки с последующим удалением из корпуса указанных включений, при этом величина избыточного внешнего давления потока, подаваемой разделяемой дисперсии (ΔРнаг) должна превышать произведение квадрата круговой частоты вращения фильтрующего элемента (ω2) на внешний радиус фильтрующего элемента (R) и на среднюю плотность фильтрата (ρ), а именно (ΔРнаг>ω2Rρ).To achieve the technical result, it is proposed to use the developed method for separating heterogeneous liquid dispersed systems containing heterogeneous dispersed inclusions. According to the developed method, under the influence of excessive external pressure, a shared dispersion stream, oriented perpendicular to the outer surface of the filter material of the filter element located in the housing, is fed to the outer surface of the forcibly rotated filter element of the installation, with the formation of perpendicular and tangentially oriented secondary flows, with a tangentially oriented secondary stream distributed over the surface of the filter material of the filter element possibility of flushing deposited thereon dispersed inclusions at the bottom of the housing of the filter element installation, followed by removal from the body of said inclusions, the quantity of excess external pressure flow supplied to the shared dispersion (.DELTA.P naked) must exceed the product of the square of the angular frequency of rotation of the filter element (ω 2) to the outer radius of the filter element (R) and the average density of the filtrate (ρ), namely (ΔP load > ω 2 Rρ).
В некоторых вариантах реализации разработанного технического решения во внутреннем объеме фильтрующего элемента, всасывающим насосом, дополнительно установленным на выходе из установки, дополнительно создают разряжение, при этом эффективный перепад давления задан следующим соотношением:In some embodiments, the implementation of the developed technical solution in the internal volume of the filter element, the suction pump, additionally installed at the outlet of the installation, additionally create a vacuum, while the effective pressure drop is set by the following ratio:
ΔРэфф=ΔРраз-ω2Rρ+ΔРнаг,ΔР eff = ΔР times -ω 2 Rρ + ΔР naked ,
где ΔРэфф - эффективный перепад давления на фильтрующем элементе, ΔРраз - разряжение, выраженное в единицах перепада давления, создаваемое всасывающим насосом на выходе из устройства, ΔРнаг - величина избыточного давления, создаваемого нагнетающим насосом на входе в устройство, ω - круговая частота вращения, R - внешний радиус фильтрующего элемента, ρ - средняя плотность фильтрата.where ΔР eff is the effective pressure drop across the filter element, ΔР times is the vacuum expressed in units of the pressure drop created by the suction pump at the outlet of the device, ΔP nag is the excess pressure created by the pressure pump at the inlet of the device, ω is the circular speed , R is the outer radius of the filter element, ρ is the average density of the filtrate.
Также в некоторых вариантах реализации разработанного технического решения на поверхность фильтровального материала фильтрующего элемента дополнительно подают УЗ-колебания от установленных в стенках фильтра ультразвуковых излучателей.Also, in some embodiments of the developed technical solution, ultrasonic vibrations from ultrasonic emitters installed in the filter walls are additionally fed to the surface of the filter material of the filter element.
Также для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанную установку разделения жидких неоднородных дисперсных систем, содержащих неоднородные дисперсные включения. Разработанная установка содержит установленный вертикально в корпусе с возможностью принудительного вращения вокруг вертикальной оси фильтрующий элемент, включающий перфорированный каркас, на поверхности которого закреплен пористый фильтрующий материал, причем корпус содержит патрубок для ввода очищаемой системы в корпус, блок отвода дисперсных включений, подключенный к донной части корпуса; переходный блок с патрубком отвода очищенной системы, средство создания напора очищаемой системы, установленное перед патрубком для ввода очищаемой системы с возможностью регулировки напора, средство отвода очищенной системы, установленное на патрубке отвода очищенной системы; средство принудительного вращения фильтрующего элемента, с возможностью регулировки скорости вращения фильтрующего элемента. В предпочтительном варианте реализации разработанной установки средство принудительного вращения выполнено с возможностью управляемого изменения скорости вращения.It is also proposed to use the developed installation for separating liquid inhomogeneous disperse systems containing inhomogeneous disperse inclusions to achieve the indicated technical result. The developed installation comprises a filter element mounted vertically in the housing with the possibility of forced rotation around the vertical axis, including a perforated frame, on the surface of which a porous filter material is fixed, the housing comprising a nozzle for introducing the system to be cleaned into the housing, a dispersion inclusions removal unit connected to the bottom of the housing ; an adapter block with a branch pipe of the outlet of the cleaned system, means for creating the pressure of the system to be cleaned, installed in front of the branch pipe for introducing the system to be cleaned with the possibility of adjusting the pressure, means of the branch of the cleaned system installed on the branch pipe of the cleaned system; means for forced rotation of the filter element, with the possibility of adjusting the rotation speed of the filter element. In a preferred embodiment of the developed installation, the means of forced rotation is made with the possibility of controlled changes in the speed of rotation.
В некоторых вариантах реализации разработанной установки в корпусе фильтрующего элемента дополнительно установлены УЗ-излучатели.In some embodiments of the developed installation, ultrasonic emitters are additionally installed in the filter element housing.
Предпочтительно патрубок ввода очищаемой системы в корпус ориентирован радиально относительно вертикальной оси каркаса.Preferably, the input pipe of the system to be cleaned into the housing is oriented radially relative to the vertical axis of the frame.
Способ разделения неоднородных дисперсных систем включает подачу исходной дисперсной системы и фильтрование ее под действием разности давлений на принудительно быстровращающемся самоочищающемся цилиндрическом фильтрующем элементе. Разделение неоднородных дисперсных систем осуществляют путем пропускания исходной дисперсной системы через ячейки вращающегося фильтрующего элемента, при этом задерживаемые фильтрующим элементом частицы загрязнений удаляются с его поверхности за счет совокупного действия центробежных сил и тангенциального движения фильтруемой жидкости относительно фильтрующей поверхности.The method for separating inhomogeneous disperse systems includes feeding the original disperse system and filtering it under the action of a pressure difference on a forcedly rotating self-cleaning cylindrical filter element. Separation of inhomogeneous disperse systems is carried out by passing the initial disperse system through the cells of a rotating filter element, while particles of impurities detained by the filter element are removed from its surface due to the combined action of centrifugal forces and the tangential movement of the filtered liquid relative to the filter surface.
Конструкция разработанного устройства приведена на фиг. 1 и фиг. 2, при этом использованы следующие обозначения: патрубок для ввода очищаемой жидкости в фильтр 1; корпус фильтра 2; вращающийся фильтрующий элемент 3; фильтрующая труба 4; электродвигатель 5; уплотнительные манжеты 6; уплотнительные кольца 7; манометр 8; патрубок для отвода очищенной системы 9; корпус переходного блока 10; блок 11 удаления осадка; ультразвуковые излучатели 12.The design of the developed device is shown in FIG. 1 and FIG. 2, with the following notation: the pipe for introducing the cleaned fluid into the filter 1; filter housing 2; rotating filter element 3; filter pipe 4; electric motor 5; sealing cuffs 6; o-rings 7;
При реализации разработанного способа установка разработанной конструкции работает в предпочтительном варианте реализации следующим образом. Неоднородная дисперсная система по патрубку 1 с использованием насоса под давлением от 0,2 до 1 МПа подается в корпус фильтра 2 для комбинированной обработки. В корпусе фильтра 2 неоднородная дисперсная система подвергается воздействию ультразвуком посредством излучателей 12 и воздействию центробежной силой при вращении фильтрующего элемента 3, закрепленного на фильтрующей трубе 4, приводимой в движение электродвигателем 5. Причем в целях подбора оптимальных режимов фильтрования скорость вращения фильтра может варьироваться в диапазоне от 100 до 2000 об./мин. При этом создаваемое вращением давление жидкости должно быть ниже 1 атм. Частота акустических колебаний находится в диапазоне 15 кГц - 1 МГц, а мощность на единицу поверхности прилагаемой энергии ультразвука составляет 0,001-10 Вт/см2. Далее очищаемая жидкость проходит через фильтрующий элемент 3 с размером фильтрующей ячейки 0,1 мкм - 500 мкм и через фильтрующую трубу 4 попадает в корпус переходного блока 10, обеспечивающего передачу давления и/или разряжения на фильтрующий элемент 3. Герметизация переходного блока обеспечивается уплотнительными манжетами 6 с уплотнительными кольцами 7. Из переходного блока 10 по сливному патрубку 9 очищенная жидкость под действием перепада давления или с помощью всасывающего насоса поступает в емкость для очищенной жидкости. Снизу из корпуса фильтра 2 с помощью блока 11 отвода дисперсных включений производится удаление шлама, который затем направляется в накопительную емкость. Для оперативного контроля давления в системе в корпусе фильтра и в корпусе приемного блока установлены манометры 8.When implementing the developed method, the installation of the developed design works in the preferred embodiment as follows. An inhomogeneous disperse system along pipe 1 using a pump under pressure from 0.2 to 1 MPa is fed into the filter housing 2 for combined processing. In the filter housing 2, a non-uniform disperse system is subjected to ultrasound by means of
При фильтровании дисперсных систем, содержащих жидкие компоненты, плотность которых меньше плотности воды, концентрирование более легких жидкостей происходит в центре фильтрующего элемента за счет центростремительного эффекта.When filtering dispersed systems containing liquid components whose density is less than the density of water, the concentration of lighter liquids occurs in the center of the filter element due to the centripetal effect.
Установка для центробежного фильтрования дисперсных систем не нуждается в периодической разборке, замене или чистке фильтрующих элементов. Для профилактики работы установки необходимо контролировать перепад давления на фильтре. Он должен находиться в заданных техническими параметрами пределах. Повышение перепада давления между входом фильтруемой дисперсии и выходом отфильтрованной жидкости свидетельствует о постепенном загрязнении фильтрующего элемента.Installation for centrifugal filtering dispersed systems does not need periodic disassembly, replacement or cleaning of filter elements. To prevent the operation of the installation, it is necessary to control the pressure drop across the filter. It must be within the limits specified by the technical parameters. An increase in the pressure drop between the inlet of the filtered dispersion and the outlet of the filtered liquid indicates a gradual contamination of the filter element.
В дальнейшем изобретение будет проиллюстрировано примерами реализации.The invention will be further illustrated by examples of implementation.
Пример 1. Очистка сточных вод птицеводческого комплекса на фильтрующей установке разработанной конструкции.Example 1. Wastewater treatment of a poultry complex in a filter plant of a developed design.
Исходная дисперсия, представляющая собой сточные воды птицеводческой фабрики, содержащая 3000 мг/дм3 взвешенных частиц, подавалась через входной патрубок под давлением 0,5 МПа в фильтр установки на вращающийся со скоростью 1400 оборотов в минуту цилиндрический фильтрующий элемент с площадью поверхности 1300 см2 и размером фильтрующих ячеек 26×26 мкм. Производительность установки составила 4,2 м3/час, степень очистки - более 97%. Количество взвешенных частиц в воде после очистки не превышало 90 мг/дм3.The initial dispersion, which is a waste water of a poultry factory, containing 3000 mg / dm 3 of suspended particles, was supplied through an inlet pipe under a pressure of 0.5 MPa to the filter of the installation on a cylindrical filter element rotating at a speed of 1400 rpm with a surface area of 1300 cm 2 and the size of the filtering cells 26 × 26 microns. The plant productivity was 4.2 m 3 / h, the degree of purification - more than 97%. The amount of suspended particles in water after purification did not exceed 90 mg / dm 3 .
Пример 2. Очистка каолиновых глин от твердых примесей на фильтрующей установке разработанной конструкции.Example 2. Purification of kaolin clay from solid impurities in a filter unit of a developed design.
Суспензия каолиновой глины с твердыми примесями в воде (20:80) подавалась через входной патрубок под давлением 0,4 МПа в фильтр установки на вращающийся со скоростью 1000 оборотов в минуту цилиндрический фильтрующий элемент с площадью поверхности 1300 см2 и размером фильтрующих ячеек 50×50 мкм. Производительность установки составила 3,5 м3/час. В результате фильтрации из каолиновых глин были полностью удалены твердые частицы размером более 15 мкм, при этом потери целевого вещества не превышает 0,1%.A suspension of kaolin clay with solid impurities in water (20:80) was supplied through an inlet pipe under a pressure of 0.4 MPa into the filter of the installation on a cylindrical filter element rotating at a speed of 1000 rpm with a surface area of 1300 cm 2 and a filter mesh size of 50 × 50 microns. The productivity of the installation was 3.5 m 3 / h. As a result of filtration, solid particles larger than 15 μm were completely removed from kaolin clay, while the loss of the target substance does not exceed 0.1%.
Пример 3. Разделение модельной водно-органической эмульсии на фильтрующей установке разработанной конструкции.Example 3. The separation of the model of water-organic emulsion on the filter unit of the developed design.
Устойчивая модельная эмульсия, содержащая 18% гексана и 82% воды подавалась через входной патрубок под давлением 0,2 МПа в фильтр установки на вращающийся со скоростью 1700 оборотов в минуту цилиндрический фильтрующий элемент с площадью фильтрующей поверхности 1300 см2 и размером фильтрующих ячеек 30×30 мкм. При этом за счет действия центробежных сил органическая фаза, имеющая меньшую удельную плотность (ρгексан=655 кг/м3) по сравнению с водой (ρвода=1000 кг/м3) концентрировалась у поверхности фильтрующего элемента, а вода отбрасывалась к стенкам фильтра. Для повышения скорости разделения фаз эмульсии внутри фильтрующего элемента всасывающим насосом, устанавливаемым на выходе из устройства, дополнительно создавалось разряжение 0,5 атм. После прохождения через фильтрующий элемент органическая фаза собиралась в приемную емкость, при этом содержание воды в ней не превышало 7%.A stable model emulsion containing 18% hexane and 82% water was fed through an inlet pipe under a pressure of 0.2 MPa into the filter of the installation on a cylindrical filter element rotating at a speed of 1700 rpm with a filter surface area of 1300 cm 2 and a filter mesh size of 30 × 30 microns. In this case, due to the action of centrifugal forces, the organic phase, which has a lower specific density (ρ hexane = 655 kg / m 3 ) compared to water (ρ water = 1000 kg / m 3 ), was concentrated at the surface of the filter element, and water was thrown to the filter walls . To increase the rate of separation of the phases of the emulsion inside the filter element by the suction pump installed at the outlet of the device, an additional 0.5 atm was created. After passing through the filter element, the organic phase was collected in a receiving tank, while the water content in it did not exceed 7%.
Пример 4. Разделение нефтешлама на фильтрующей установке разработанной конструкции.Example 4. The separation of oil sludge on the filter unit of the developed design.
Нефтешлам, содержащий 60% воды, 37% минерального осадка и 13% нефтепродуктов, подавался через входной патрубок под давлением 0,4 МПа в фильтр установки на внешнюю поверхность вращающегося со скоростью 1400 оборотов в минуту цилиндрического фильтрующего элемента с площадью фильтрующей поверхности 1300 см2 и размером фильтрующих ячеек 40×40 мкм. Для улучшения разделения нефтешлама он был дополнительно обработан ультразвуком, с помощью ультразвуковых излучателей, установленных в корпусе фильтра и сфокусированных на фильтрующий элемент. Частота акустических колебаний составила 250 кГц а мощность на единицу поверхности прилагаемой энергии ультразвука - 1 Вт/см2. В результате фильтрования была отделена минеральная составляющая нефтешлама с размером частиц, превышающим 15 мкм. Степень загрязнения отделенного минерального осадка нефтепродуктом не превышает 0,1%. Фильтрат представляет собой устойчивую воднонефтяную эмульсию, содержащую 17,8% нефтепродукта и 82,2% процента воды без минеральных примесей.Oil sludge containing 60% water, 37% mineral sludge and 13% oil products was supplied through an inlet pipe under a pressure of 0.4 MPa into the filter of the installation on the outer surface of a cylindrical filter element rotating at a speed of 1400 rpm with a filter surface area of 1300 cm 2 and the size of the filtering cells 40 × 40 microns. To improve the separation of oil sludge, it was additionally sonicated using ultrasonic emitters installed in the filter housing and focused on the filter element. The frequency of acoustic vibrations was 250 kHz and the power per unit surface area of the applied ultrasound energy was 1 W / cm 2 . As a result of filtration, the mineral component of the oil sludge with a particle size exceeding 15 microns was separated. The degree of contamination of the separated mineral sediment with oil does not exceed 0.1%. The filtrate is a stable oil-water emulsion containing 17.8% of the oil product and 82.2% of the water without mineral impurities.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137967A RU2699121C2 (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Method for separation of liquid non-uniform disperse systems and installation for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137967A RU2699121C2 (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Method for separation of liquid non-uniform disperse systems and installation for implementation thereof |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017137967A3 RU2017137967A3 (en) | 2019-05-06 |
| RU2017137967A RU2017137967A (en) | 2019-05-06 |
| RU2699121C2 true RU2699121C2 (en) | 2019-09-03 |
Family
ID=66430232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017137967A RU2699121C2 (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Method for separation of liquid non-uniform disperse systems and installation for implementation thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2699121C2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4108778A (en) * | 1976-02-25 | 1978-08-22 | Lambert Steven J | Self-cleaning filter and vortexer |
| SU965467A1 (en) * | 1980-11-26 | 1982-10-15 | Предприятие П/Я М-5828 | Dynamic filter |
| US4956102A (en) * | 1986-09-08 | 1990-09-11 | Allsing Karl J | Method for operating rotating cylindrical filters and a rotatable cylindrical filter |
| RU2067017C1 (en) * | 1993-03-10 | 1996-09-27 | Владимир Васильевич Казачков | Self-cleaning filter |
| RU2226419C1 (en) * | 2003-04-14 | 2004-04-10 | Ганичев Игорь Васильевич | Centrifugal type device for purification of liquid from dispersible impurities |
| RU149136U1 (en) * | 2014-08-04 | 2014-12-20 | Владимир Аркадьевич Девисилов | REGENERABLE FILTER |
-
2017
- 2017-10-31 RU RU2017137967A patent/RU2699121C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4108778A (en) * | 1976-02-25 | 1978-08-22 | Lambert Steven J | Self-cleaning filter and vortexer |
| SU965467A1 (en) * | 1980-11-26 | 1982-10-15 | Предприятие П/Я М-5828 | Dynamic filter |
| US4956102A (en) * | 1986-09-08 | 1990-09-11 | Allsing Karl J | Method for operating rotating cylindrical filters and a rotatable cylindrical filter |
| RU2067017C1 (en) * | 1993-03-10 | 1996-09-27 | Владимир Васильевич Казачков | Self-cleaning filter |
| RU2226419C1 (en) * | 2003-04-14 | 2004-04-10 | Ганичев Игорь Васильевич | Centrifugal type device for purification of liquid from dispersible impurities |
| RU149136U1 (en) * | 2014-08-04 | 2014-12-20 | Владимир Аркадьевич Девисилов | REGENERABLE FILTER |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017137967A3 (en) | 2019-05-06 |
| RU2017137967A (en) | 2019-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU204652U1 (en) | DEVICE FOR SEPARATING DISPERSIONS | |
| US4178245A (en) | Filtration method | |
| US4346011A (en) | Laden fluid classifying process and apparatus | |
| KR19990014757A (en) | Apparatus and method for backwashing a fluid filter system | |
| US3262573A (en) | Filter apparatus | |
| JPH06501414A (en) | Filters/separators for separating complex fluids | |
| US3241675A (en) | Rotary filter and method | |
| US2267086A (en) | Filtering method and apparatus | |
| US4717485A (en) | Multi-phase separator with porous filter disks | |
| RU2456055C1 (en) | Device for cleaning fluids in circulation systems | |
| US7241383B2 (en) | Fluid treating method and apparatus | |
| NL8320165A (en) | DEVICE FOR UNIVERSAL WATER TREATMENT. | |
| JPS5959261A (en) | Energy restoring centrifuge | |
| RU2699121C2 (en) | Method for separation of liquid non-uniform disperse systems and installation for implementation thereof | |
| JP2007038068A (en) | Solid/liquid separator | |
| CN108654180B (en) | Sewage rotary filtering method and filter for sewage treatment | |
| RU2503622C1 (en) | Effluents industrial effluents treatment plant | |
| US3884806A (en) | Method and apparatus for centrifugally regenerative filtration | |
| RU2593616C1 (en) | Device for continuous filtration of suspension in moving flow | |
| JP2021186735A (en) | Filtering device | |
| JP2003260313A (en) | Continuous filter press | |
| RU179679U1 (en) | CENTRIFUGAL FILTRATION INSTALLATION | |
| RU147793U1 (en) | Inertial Filtrating Separator | |
| WO2009007961A2 (en) | Method and system for backwashing a filter | |
| RU2155102C1 (en) | Centrifuge for separating multicomponent liquid medium |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191101 |