СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2004 года по МПК B01D39/02 

Изобретение относится к способам получения фильтрующего материала и может быть использовано для очистки растворов от механических и химических примесей методом фильтрования с применением вспомогательных веществ.

С необходимостью очистки таких растворов непрерывно сталкиваются в технологии ряда отраслей промышленности.

Наиболее распространенным вспомогательным фильтрующим материалом является перлит. Этот дешевый материал нередко позволяет достигнуть высокой эффективности очистки жидкостей при высоких скоростях фильтрации [Лейчкис И.М. Фильтрование с применением вспомогательных веществ. Киев: Техника, 1975, с.192].

Однако существенным недостатком перлита является наблюдаемое в ряде случаев загрязнение фильтруемой жидкости примесями, вымываемыми из самого перлита. Так, при фильтровании воды для котлов, при очистке конденсата турбин использование перлита и кизельгура неприемлемо из-за выщелачивания из вспомогательного материала примесей кремния.

Использование перлита при очистке рассола ртутного электролиза сопряжено с серьезными трудностями из-за выщелачивания из перлита алюминия.

Известен фильтрующий материал на основе поливинилхлорида в композиции с винилацетатом и сернокислым барием, который применяется для очистки сточной воды в производстве поливинилхлорида суспензионного.

Наиболее близок к предлагаемому фильтрующий материал на основе дисперсного поливинилхлорида. Это вещество инертно в большом количестве сред, в частности в рассоле хлористого натрия [Патент ЧССР № 152784, кл. В 01 d 39/02, опублик. 1974].

Однако при использовании поливинилхлорида не удается одновременно получить высокую скорость фильтрования и высокую эффективность очистки жидкостей.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки жидкостей и увеличение длительности работы фильтрующего материала.

Технический результат при использовании изобретения выражается:

- в возможности очистки раствора хлористого натрия, используемого в процессе электролиза, от железа и органических примесей;

- в увеличении срока службы фильтрующего материала за счет возможности многократной его регенерации;

- в снижении степени загрязнения фильтрующего материала соединениями ртути.

К рассолу, подвергаемому электролизу, особенно ртутному электролизу, предъявляются жесткие требования в отношении содержания NaCl и вредных примесей. Особую опасность представляют загрязнения, относящиеся к так называемым электролизным (амальгамным) ядам. Даже малейшие примеси железа (соединения железа), плохо поддающиеся амальгамированию, снижают перенапряжение водорода и тем самым способствуют каталитическому разложению амальгамы.

Вышеуказанный технический результат при очистке раствора хлористого натрия достигается использованием фильтрующего материала, состоящего из поливинилхлорида суспензионного, предварительно обработанного при 70°С 1-3%-ным раствором соляной кислоты при перемешивании в течение 15-30 минут, промытого водой, нейтрализованного 1-3%-ным раствором щелочи в течение 10-15 минут.

Вследствие такой обработки - дополнительной дегазации, которая проходит при обработке поливинилхлорида соляной кислотой, и за счет вымывания легколетучих тонкодисперсных механических образований образуется прочная ороговевшая поверхность капсулы поливинилхлорида. Таким образом достигается уменьшение сквозных пор в зернах поливинилхлорида, в которые проникает жидкость, повышается прочность, которая ограничивает растворимость зерна и в результате получают высокоэффективный фильтрующий материал для очистки хлористого натрия от железа, органических примесей, отрицательно влияющих на процесс электролиза. Кроме того, фильтрующий материал, полученный заявляемым способом, не задерживает на своей поверхности соединения ртути и таким образом не возникает проблем при утилизации фильтра даже после многократного его использования. Регенерация не снижает фильтрующих свойств поливинилхлорида.

Сущность заявляемого изобретения состоит в способе получения материала.

На фильтровальную поверхность наносят фильтрующий материал, полученный предварительной обработкой поливинилхлорида при 70°С 1-3%-ным раствором соляной кислоты, промытый водой и нейтрализованный щелочью 1-3%-ным раствором. Через слой фильтра пропускают рассол, содержащий примеси.

Пример 1.

50 грамм суспензионного ПВХС-70 размером частиц 50-200 мкм помещают в колбу, снабженную мешалкой и обогревателем. Наливают 100 мл 1%-ного раствора НСl и перемешивают при 70°С в течение 15 минут. Затем кислоту сливают, ПВХС промывают водой, нейтрализуют 1%-ным раствором едкого натра.

Пример 2.

50 грамм ПВХС-70 помещают в колбу, снабженную мешалкой и обогревателем. Наливают 100 мл 2%-ного раствора НСl и перемешивают при 70°С в течение 15 минут. Затем кислоту сливают, ПВХС промывают водой, нейтрализуют 2%-ным раствором едкого натра.

Пример 3.

50 грамм ПВХС-70 обрабатывают, как в примерах 1-2, 3%-ным раствором соляной кислоты при 70°С, ПВХС промывают водой, нейтрализуют 3%-ным раствором едкого натра.

Пример 4.

На фильтровальную перегородку площадью 13 см² намывают фильтровспомогательный материал ПВХС-70 в количестве 2,6 г, предварительно обработанный, как указанно в примерах 1-3.

Через полученный слой фильтруют раствор хлористого натрия, содержащий нерастворимые соединения железа, органические примеси. Через каждый час отбирают пробу и анализируют на содержание железа и органических примесей. Скорость фильтрования во всех экспериментах одинакова и составляет 1,8 дм³/час (таблица 1).

Пример 5.

Состав рассола тот же. Температура фильтрования та же.

На фильтрующую перегородку площадью 13 см² намывают фильтровспомогательный материал ПВХС 3 г, приготовленный, как было указано выше (таблица 2).

Как видно из таблицы 2, предложенный фильтрующий материал позволяет увеличить скорость фильтрования растворов.

Пример 6.

Состав рассола тот же. Температура фильтрации та же, pH 8,8.

Фильтрующий материал с примера 2 подвергается регенерации 3%-ным раствором соляной кислоты при 70°С и 2,5%-ным раствором едкого натра до отсутствия железа в фильтровспомогателе.

Показатели качества рассола приведены в таблице 3.

Пример 7.

Состав рассола тот же. Условия фильтрации те же. Фильтрующий материал после 2-й регенерации, проведенной, как указано выше (таблица 4).

Пример 8.

Состав рассола тот же. Условия фильтрации те же.

Фильтрующий материал после 4-й регенерации, проведенной, как указано выше. В рассоле дополнительно анализировался показатель - содержание ртути. В исходном рассоле содержание ртути - 10,74484 мг/дм³ (таблица 5).

Анализ на содержание ртути в отработанном ПВХС-70 приведен в таблице 6. Для сравнения приведены данные для целлюлозы, которая в настоящее время используется в качестве фильтровспомогательного материала для очистки рассола от железа.

Таким образом, фильтрующий материал поливинилхлорид суспензионный, полученный химической обработкой соляной кислотой и едким натром, является прочным, обладающим повышенной фильтрующей способностью, хорошо регенерируемым, не загрязняющим окружающую среду тяжелыми металлами и может быть многократно использован после регенераций.

Изобретение относится к способу получения фильтрующего материала, который может быть использован для очистки растворов от механических и химических примесей методом фильтрования с применением вспомогательных веществ. Фильтрующий материал на основе суспензионного поливинилхлорида получают, предварительно обрабатывая поливинилхлорид 1-3%-ным раствором соляной кислоты при температуре 70^оС, с последующей промывкой водой и нейтрализацией 1-3%-ным раствором щелочи. Способ позволяет повысить эффективность очистки раствора хлористого натрия от железа и органических примесей при использовании полученного материала и проводить многократную регенерацию поливинилхлорида без потерь фильтрующих свойств. 6 табл.

Способ получения фильтрующего материала, содержащего поливинилхлорид, отличающийся тем, что поливинилхлорид предварительно обрабатывают 1-3%-ным раствором соляной кислоты при температуре 70^оС, с последующей промывкой водой и нейтрализацией 1-3%-ным раствором щелочи.