ФИЛЬТР Российский патент 1996 года по МПК B01D35/06 B01D25/00 B01D29/62 B01D29/84 

Изобретение относится к объектам фильтрации и может быть использовано в химической промышленности для очистки жидкостей от органических, минеральных, неорганических примесей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является фильтр, содержащий корпус с верхним и нижним днищами и центральной перфорированной трубкой, ребристый цилиндрический каркас и гофрированный в продольном направлении фильтрующий элемент и отводную трубу. При этом центральная перфорированная трубка выполнена составленной из двух элементов с кольцевыми проточками на части внутренней поверхности одного из них и на части наружной поверхности другого, вставленных один в другой на высоту проточек, причем один элемент трубки герметично соединен с днищем корпуса, а другой установлен с возможностью поворота вокруг центральной оси. Внутри центральной перфорированной трубки установлен цилиндрический электрод, причем электрод и трубка выполнены из электропроводного материала. Центральная перфорированная трубка, фильтрующий элемент из электропроводного материала представляет собой фильтрующую секцию.

Недостатком данного фильтра является сложность конструкции фильтра, неэффективность процесса регенерации.

Изобретение поясняется чертежом.

Предлагаемый фильтр содержит цилиндрический корпус 1, фильтрующую секцию 2, состоящую из центральной перфорированной трубки 3, фильтрующего элемента 4, выполненного из электропроводного материала, в частности из углеволокнистого сорбента, стяжного элемента, состоящего из металлической сетки 5, внутри которой расположен фильтрующий элемент 4, намотанный вокруг центральной перфоpированной трубки 3, сетка 5 выполнена в виде разомкнутого цилиндра, с возможностью соединения его концов для обеспечения поджима фильтрующего материала, фильтрующая секция содержит также шайбы 6 и 7. Центральная перфорированная трубка 3 в нижней части соединена жестко с шайбой 8, а в верхней части с шайбой 9, закрывающей доступ жидкости в полость перфорированной трубки 3, минуя фильтрующий элемент 4. Центральный патрубок 10 установлен внутри нижней части перфорированной трубки 3, патрубок 10 жестко соединен с фланцем 11, который соединен через уплотнитель 12 с неподвижной шайбой 8, и опорным фланцем 13, на котором герметично укреплен корпус 1. В опорном фланце 13 выполнено отверстие 14, соединенное с подводящим патрубком 15, снабженным вентилями 16 и 17 соответственно для подвода жидкости и отвода инертного газа. Центральный патрубок 10 соединен с отводящим очищаемую жидкость патрубком 18, снабженным вентилями 19 и 20 соответственно для отвода жидкости и подвода инертного газа.

Корпус 1 снабжен крышкой 21 с отверстием и с установленным в нем одним изолированным электродом 22, подключаемым к соответствующей клемме источника питания (не показан) и соединенным с сеткой 5, другой электрод 23 установлен на опорном фланце 13, электрически соединенным через центральный патрубок 10 с перфорированной трубкой 3.

Фильтр работает следующим образом.

Фильтр с помощью патрубков 15 и 18 подсоединяется соответственно к источнику загрязненной среды, например, жидкости, и к потребителю очищенной среды. Загрязненная жидкость поступает в пространство, ограниченное корпусом 1 и фильтрующей секцией 2 из фильтрующего электропроводного материала, например, углеволокнистого материала. Проходя через фильтрующий материал в направлении, перпендикулярном оси фильтра, загрязненная жидкость, очищаясь, поступает в центральную перфорированную трубку 3 и отводится через центральный патрубок 10 и отводящий патрубок 18 при закрытых вентилях 17 и 20, подводящих и отводящих инертный газ. Очищаемая жидкость подается потребителю. Степень очистки воды от примесей достаточно высока за счет задерживания примесей в микропорах структуры материала из-за того, что используемый фильтрующий материал обладает развитой микропористой структурой и, следовательно, высокой адсорбционной способностью.

В процессе эксплуатации происходит снижение сорбционных свойств фильтрующего материала за счет насыщения пор материала примесями, что может привести к ухудшению качества очищенной жидкости.

Для восстановления сорбционных свойств фильтрующего материала, а тем самым обеспечения высокой степени очистки жидкости, используется электротермическая регенерация фильтрующего материала путем его нагрева и пропускания через него инертного газа, например, углекислого.

Процесс регенерации осуществляется следующим образом.

Отключается подача и отвод очищаемой жидкости, т.е. вентили 16 и 19 закрыты. Через отводящий патрубок 18 в полость фильтра через вентиль 20 подается инертный газ, который вытесняет очищаемую жидкость через подводящий патрубок 15 и открытый вентиль 17. После вытеснения всей жидкости из полости фильтра подается напряжение на электроды 23 и 22, соединенные с металлической сеткой 5. Сетка 5 выполнена в виде разомкнутого цилиндра с возможностью соединения его концов. Внутри сетки 5 расположен фильтрующий материал, намотанный на центральную перфорированную трубку. Такое расположение фильтрующего материала и выполнение сетки 5 позволяют осуществить поджим фильтрующего материала в поперечном направлении с давлением 10-30 кПа. Такое давление поджима обусловлено прекращением искрения непосредственно между электродом и слоем сорбента. Значения удельного электросопротивления слоя в указанном интервале давления поджима изменяется слабо из-за малого значения контактной составляющей удельного сопротивления углеродного волокнистого материала.

Поддерживая разность потенциалов между электродами 12-36 В и силе тока 200-600 А, происходит нагрев фильтрующего материала. Эта разность потенциалов обусловлена тем, что дальнейшее ее увеличение приводит к возникновению коронного разряда в зоне контакта, а уменьшение к снижению удельной мощности на адсорбенте, поддерживают температуру, равную 50-55^оС, при этом загрязняющие примеси закипают или сгорают, и с помощью инертного газа выносятся из корпуса фильтра.

Сорбционные свойства фильтрующего материала фильтра восстановлены и он готов к дальнейшему использованию. В системах, требующих непрерывной очистки жидкости, используется два фильтра, которые с помощью системы управления поочередно отключаются для регенерации.

Предлагаемый фильтр позволяет повысить качество очистки жидкости, эффективность процесса регенерации достаточно простыми средствами, уменьшить энергозатраты. Эффективность процесса регенерации обеспечивается восстановлением сорбционных свойств фильтрующего материала. Использование электроразогрева фильтрующего материала и одновременное пропускание инертного газа позволяет повысить качество очистки жидкости.

Использование: фильтрация в химической, нефтехимической промышленности для очистки жидкостей от органических, минеральных и других примесей. Сущность изобретения: фильтр содержит герметично соединенные между собой крышку 21 с отверстием и установленным в нем изолированным электродом 22, корпус 1, внутри которого установлена фильтрующая секция 2, состоящая из центральной перфорированной трубки 3, вокруг которой намотан фильтрующий элемент 4 из электропроводного материала, например углеволокнистого. Стяжной элемент состоит из металлической сетки 5, выполненной из разомкнутого цилиндра с возможностью соединения его концов. Внутри сетки 5 расположен фильтрующий элемент. Внутри перфорированной трубки 3 установлен центральный патрубок 10, который соединен фланцем 11 и опорным фланцем 13, на котором установлен корпус 1. Во фланце 13 выполнено отверстие, в котором установлен электрод 23, электрически соединенный через центральный патрубок 10 с центральной перфорированной трубкой 3. В отверстии крышки 21 установлен электрод 22, соединенный с сеткой 5. За счет выполнения сетки разомкнутой с возможностью соединения ее концов осуществляется поджатие фильтрующего материала, обеспечение разности потенциалов между электродами обеспечивает нагрев фильтрующего материала, что приводит к сгоранию загрязняющих органических веществ и с помощью инертного газа вывод их из корпуса фильтра. 1 ил.

Фильтр, содержащий герметично соединенные между собой крышку с отверстием и установленный на опорном фланце с отверстиями корпус, в котором расположена фильтрующая секция, состоящая из центральной перфорированной трубки, вокруг которой расположен фильтрующий материал, закрепленный стяжным элементом, а внутри центральный патрубок, жестко соединенный с опорным фланцем, подводящий и отводящий патрубки, электроды, отличающийся тем, что стяжной элемент состоит из выполненной в виде разомкнутого цилиндра с возможностью соединения его концов металлической сетки, которая электрически соединена с одним из электродов, установленным в отверстии крышки корпуса, а другой электрод электрически соединен с опорным фланцем, в отверстии которого установлен подводящий патрубок, снабженный вентилями для подвода жидкости и отвода инертного газа, при этом отводящий патрубок соединен с центральным патрубком и снабжен дополнительными вентилями для отвода жидкости и подвода инертного газа.