ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2003 года по МПК B01D39/08 C02F1/28 

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.

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.).

Однако такие фильтровальные материалы не обеспечивают необходимой степени очистки, а также имеют недостаточную степень поглощения нефтепродуктов с поверхности воды.

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).

Однако недостатком такого средства является невысокая степень поглощения нефти и нефтепродуктов, а также сложность изготовления конструкции.

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.).

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.

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.

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.

(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.

Задачей изобретения является создание нового фильтровального материала, обладающего способностью фильтрования жидкостей и газов, а также очистки поверхности воды от нефтепродуктов.

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.

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.

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.

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.

Выполнение внешнего слоя из трубчатого трикотажа позволяет создать слитную конструкцию фильтровального многослойного материала без швов, которые уменьшают степень очистки.

Использование во внешнем слое нерастяжимых нитей позволяет удерживать дополнительные петельные ряды из нерастяжимых нитей и увеличить прочность фильтровального материала.

Использование во внешнем слое растяжимых нитей позволяет удерживать внутренний слой при эксплуатации и производить быструю замену внутреннего и внешнего слоев.

Наличие во внешнем слое дополнительных петельных рядов из нерастяжимых нитей позволяет удерживать в области фильтровального материала нефтепродукты, что позволяет более эффективно обеспечивать их сбор.

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.

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.

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.

На фиг. 3 представлена графическая запись трубчатого трикотажного полотна, выполненного из нерастяжимых нитей 6 и растяжимых нитей 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.

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.

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.

Пример 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.

Пример 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.

Пример 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.

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.

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.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

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. Техническим результатом является увеличение качества фильтрования в процессе очистки жидкостей и газов, улучшение степени очистки поверхности воды от нефтепродуктов, а также высокая плавучесть на воде. Фильтровальный материал выполнен многослойным, его внутренний слой составляет трубчатый трикотаж из синтетических 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, при этом внешний слой состоит из трубчатого трикотажа, выполненного из нерастяжимых и растяжимых нитей. 1 табл., 3 ил.

Фильтровальный материал в виде трубчатого трикотажа из растяжимых и нерастяжимых нитей, отличающийся тем, что он 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.