SU1102110A1 - Фильтр дл очистки жидкости - Google Patents

Abstract

1. ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ, содержащий вертикальный цилиндрический .корпус, распределительное средст во в виде центральной трубы с отверсти ми , дренажное средство, установленное на рассто нии от внутренней поверхности корпуса, и слой ионита, расположенный между распределительным и дренажным средствами, о т л ичающий ,с  тем, что, с целью увеличени  производительности и снижени  эксплуатационных затрат, он снабжен дополнительным распределительным средством, выполненным в виде горизонтальных перфорирова1шых труб, присоединенных к верхней части центральной трубы, и дополнительным слоем ионита, размещенным на основном слое над дренажным средством и отверсти ми в центральной трубе. 2. Фильтр поп.1,отличаю е щ и и с   тем, что высота дополни (Л тельного сло  ионита равна толщине основного сло  в радиальном направлении .

Description

1

Изобретение относитс  к конструкци м аппаратов, посредством которых производитс  очистка жидкостей от механических и растворенных примесей, и может быть использовано дл  очистки вод атомных и тепловых электростанций , в химической и других отрасл х промышленности.

Известен фильтр, содержащий корпус и соосно установленное в нем дренажное устройство (устройство дл  сбора обработанной жидкости), выполненное в виде вертикальной перфорированной трубы. На внутренней стенке корпуса размещены распределительные элементы (распределительное устройство ) , причем пространство между этими

элементами и дренажным устройством

заполнено зернистым фильтрующим материалом .

При работе исходна  жидкость подаетс  в распределительные элементы фильтра и, пройд  в радиальном направлении от периферии к оси фильтра сквозь слой фильтрующего зернистого материала, через дренажное устройство выводитс  из аппарата. При движении жидкости в фильтрующем слое скорость потока постепенно увеличиваетс , при этом ее значение измен етс  от минимального у стенки аппарата до максимального у поверхности дренажного устройства, причем за рабочую (или расчетную) скорость принимаетс  ее значение в средней части сло . Вследствие подобной организации движени  из-за малой (меньше расчетной) начальной скорости движени  процесс очистки, например, от механических включений проводитс  в услови х двух мерного (поверхностного) фильтровани , при котором примеси не проникают вглубь сло , а задерживаютс  тонким лобовым слоем фильтрующего материала. В результате этого его гидравлическое сопротивление быстро возрастает вплоть до критического, что вызывает необходимость отключени  аппарата дл  регенерации, хот  гр зеемкость (рабоча  емкость) фильтрующего материала исчерпана далеко не полностью. Снижение же рабочей ем кости приводит к уменьшению продолжи тельности фильтроцикла, снижению про изводительности и увеличению эксплуа тационных затрат. Известен фильтр, содержащий цилиндрический корпус с размещенным на его внутренней стенке дренажным устройством . Коаксиально корпусу установлено распределительное устройство выполненное в виде трубчатой жалюзий ной перегородки. Поскольку в данном случае движение жидкости организован о от оси фильтра к периферии, этот фильтр лишен недостатков предыдущей конструкции, обусловленных перемещеиием жидкости от периферии к оси. Однако и здесь вследствие того, что слой зернистого фильтрующего материа ла сверху не поджат и имеет возможность дл  перемещений, рабоча  емкость используетс  не полностью. Наиболее близким к изобретению  в л етс  радиальный фильтр, содержащий цилиндрический корпус с соосно установленным в нем распределительным устройством и размещенную на внутрен ней стенке корпуса дренажную ,систему (устройство дл  сбора обработанной жидкости). Распределительное уст ройство выполнено в виде центральной вертикальной трубы с отверсти ми, в которых расположены раздающие элемен ты, представл ющие собой систему пер форированных трубок, отверсти  которых перекрыты эластичными манжетами, В кольцевом пространстве, между распределительной трубой и дренажной системой размещен ионйт, который н верхне: части аппарата отсутствует. При работе фильтра в верхнюю часть распределительной трубы подаетс  исходна  жидкость, котора , распределившись по высоте и окружности распределительного устройства, поступает в слой фильтрующего материала и, пройд  сквозь него в радиаль- . ном направлении, через дренажную систему выводитс  из фильтра. При прохождении жидкости,по р ду причин, кроме радиальной (горизонтальной) составл ющей скорости фильтровани , имеетс  также вертикальна  составл юща , котора  при неполном заполнении аппарата обусловливает расширение фильтрующего сло  и его перемешивание . В результате перемещени  насыщенные частицы ионита, расположенные у распределительного устройства перемещаютс  к дренажной системе, и наоборот , в результате чего фронт сорбции размываетс , движуща  сила процесса снижаетс  и происходит проскок примесей в осветленную жидкость. Проскок предопредел ет досрочное отключение фильтра на регенерацию фильтрующего материала или его замену , хот  рабоча  емкость материала еще не исчерпана. Подобное  вление, как и в случа х с аналогами, приводит к уменьшению продолжительности фильтроцикла, снижению производительности и увеличению эксплуатационных затрат. Полное же заполнение корпуса аппарата фильтрующим материалом невозможно , так как при использовании, например, в качестве фильтрующего материала ионита в процессе обмена ионов происходит увеличение его объема, что при полном заполнении фильтра может вызвать разрыв его корпуса, т.е. привести к аварии и преждевременном выходу аппарата из стро . Свободный объем верхней части аппарата необходим и при механической очистке сло , так как после забивани  фильтрующего сло  механическими примес ми и увеличени  его сопротивлени  до максимально допустимого значени  должна производитьс  регенераци  фильтра, котора  осуществл етс  путем подачи взрыхл ющей воды в нижнюю часть аппарата. Поскольку дл  успешного .проведени  этой операции и эффективного удале .ни  дисперсных примесейнеобходимо значительное расширение фильтрующего сло , станопитс  очевидной необходимость свободного объема в верхней части фильтра. Кроме того, неполное использование рабочей емкости сло  фильтрующего материала в данном фильтре опреде л етс  еще и неравномерным распределением очищаемой жидкости по высоте аппарата, при этом в верхнюю часть фильтрующего сло  поступает большее количество жидкости, чем в нижнюю. Это объ сн етс  повышенным сопротивлением нижней части фильтрующего сло  за счет сжати  его вышележащими сло ми иобразовани  более плотной упаковки зерен фильтрующего материала . К недостаткам этого фильтра еледует отнести и невозможность использовани  свободной (горизонтальной) поверхности сло  дл  очистки жидкости , что-снижает его производительность . В данном случае наблюдаетс  техни ческое противоречие. С одной стороны дл  обеспечени  надежной работы фильтра и предотвращени  разрыва его корпуса необходимо наличие свободного объема в аппарате. С другой сторо ны, его наличие приводит к возникновению вредного  влени  продольного и радиального перемешивани  зернистого фильтр ующего материала, в результате чего падает производительность и эффективность работы фильтра, увеличиваютс  затратына его эксплуатацию. Увеличение затрат вызвано увеличением колич.ества фильтрующего материала при его более частых заменах, либо чрезмерными расходами химреагентов при регенераци х фильтрующего материала .. Цель изобретени  - увеличение про изводительности и снижение 3KcnnyaTk ционных затрат. Цель достигаетс  тем, что фильтр дл  очистки жидкости снабжен дополни тельным распределительным средством, выполненным в виде горизонтальных перфорированных труб, присоединенных к верхней части центральной трубы и дополнительным слоем ионита, размещенным на основном слое над дренажным средством и отверсти ми в центральной трубе. Кроме того, высота лополнительпбго сло  ионита равна толшине ос овкого сло  в радиальном направлепиу. Последнее обеспечивает ги р.оди11амический прижим основного сло  без ухудшени  качества фильтрата. На чертеже представлен продольнъ й разрез фильтра. Фильтр содержит цилиндрический корпус 1 с соосйо установленным в нем основным распределительным устройством , выполненным-, например, в виде вертикальной трубы 2 с расположенными на ее боковой поверхности распределительными отверсти ми 3. В верхней части трубы 2 имеютс  отверс-. ти  4, к которым.примыкают -элементы дополнительного распределительного устройства 5. На периферии фильтра у его внутренней стенки расположено устройство, дл  сбора обработанной жидкости (дренажное устройство) 6, высотia которого выбрана таким образом , чтобы его верхн   кромка была выше уровн  расположени  верхнего р да отверсти  3. В кольцевом пространстве между вертикальной трубой 2 и дренажным устройством 6 размещен основной слой 7 зернистого фильтрующего материала, вьппе которого под дополнительным распределительным устройством 5 -находитс  дополнительный слой 8 зернистого фильтрующего .-материала , причем размеры h обоих слоев равны. Кроме этого, на корпусе 1 вы- . полнены патрубки 9 и 10, предназначенные , соЬтветственно, дл  ввода исходной и вывода обработанной жидКости . При работе фильтра обрабатываема  жидкость через патрубок 9 вводитс  в трубу 2, где она раздел етс  на два потока. Один из них через отверсти  3 основного распределительного устройства поступает в основной слой 7 и проходит сквозь него в радиальном . направлении, а другой, поступающий из дополнительного распределительного устройства 5, фильтруетс  через дополнительный слой 8 в. направлении сверху вниз.. Очищенна  жидкость поступает в дренажное устройство 6, откуда она через патрубок 10 выводитс  из фильтра, при этом основной поток собираетс  в нижней части дренажного устройства, расположенной ниже уровн  верхнего р да распределительных

отверстий 3, а дополнительный - верхней .

Проход ща  через основной слой 7 жидкость оказывает на него возмущающее воздействие, которое стремитс  сдвинуть частицы зернистого фильтрующего материала, подн ть их и, в конечном итоге, перемещать весь слой. Дл  ликвидации этого  влени  в верхнюю часть фильтра через распределительное устройство 5 подаетс  дополнительньй поток жидкости, который, проход  через дополнительньй слой зернистого фильтрующего материала, оказывает на него гидродинамическое давление, передающеес  и на основной слой 7. Под воздействием гидродинамического прижима слой 7 зажимаетс  между стенками фильтра и дополнительным слоем 8, из-за чего исключаетс  возможность дл  каких-либо перемещений в нем. Поскольку этот поток  вл етс  потоком исходной (т.е. подлежащей очистке) жидкости, то дл  обеспечени  необходимого качества фильтрата высота дополнительного сло  8 прин та равной толщине основного сло  7

Организаци  дополнительного потока позвол ет также устранить неравномерность распределени  жидкости по высоте фильтра, обусловленную более плотной упаковой нижних слоев за гравитационного воздействи  на них верхних.

Величина давлени , передаваемого на нижние слои верхним, измен етс  по высоте основногоСЛОЯ от О до 0,3-0,4 ати, т.е. при отсутствии дополнительного прижима величина давле

ки  в нижней части сло  в несколько раз превышает его значение в верхней части. Естественно, столь больша  разница давлений сказываетс  и на упаковке зерен сло , в результате чего сопротивлени  его верхней и нижней частей существенно отличаютс . При введении дополнительного потока, создающего гидродинамическое давление на слой пор дка 2-3 ати, эта разница нивелируетс , и давление по высоте основного сло  измен етс  от 3 ати до 3,3-3,4 ати. Очевидно, что така  разница давлений уже не способна вызвать заметных различий в структуре основного сло , следовательно-, и фактор его уплотнени  не будет играть существенной роли при распределении основного потока жидкости.

Использование предложенного фильтра обеспечивает повышение производительности за счет увеличени  продолжительности фильтроцикла и, следовательно , уменьшени  времени на проведение непроизводительных, с точки зрени  обработки жидкости, операций (загрузка, выгрузка, взрыхление, регенераци ), а также за счет использовани  свободной поперечной поверхности фильтрующего сло ; снижение эксплуатационных затрат за счет уменьшени  затрат на фильтрующий материал и утилизацию отходов; сшшение капитальных затрат за счет увеличени  производительности и снижени  потребного количества оборудовани  и необходимых дл  его размещени  строительных сооружений.

Claims (1)

1. ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ, содержащий вертикальный цилиндрический.корпус, распределительное средство в виде центральной трубы с отверстиями, дренажное средство, установленное на расстоянии от внутренней