Способ фильтрации суспензии Советский патент 1993 года по МПК B01D61/14 

Изобретение относится к фильтра- Г ции пищевых и технических жидкостей j и может быть использовано в пищевой, медицинской, химической отраслях промышленности, в сельском и коммунальном хозяйстве,,

Известен способ фильтрации суспензии, являющийся прототипом. Он включает фильтрацию суспензии под действием перепада давления на фильтрующей поверхности с одновременной ; ее регенерацией за счет пульсации давления фильТрата«:

Однако ввиду периодического изменения давления фильтрата от вакуума . до рабочего давления суспензии также периодически изменяется поток фильт-i рата через рабочую поверхность, что приводит к ее интенсивному засоре- ; нию в моменты наибольшего разрежения; (перепада давления), поэтому при- ходится увеличивать частоту пульсации и обратный поток фильтрата при ; регенерации, что существенно снижает производительность фильтра.

; Цель изобретения - повышение производительности фильтрации и эффективности очистки

|. Для достижения поставленной цели в способе фильтрации суспензии, ис- .: .пользующем перепад давления на фильт- рующей поверхности и одновременную : регенерацию за счет пульсации давления фильтрата, в отличие от известных технических решений ограничивают перепад давления на фильтрующей по- ,

верхности путем, повышения давления ;фильтрата до заданной величины,, боль- .шей атмосферного давления, при па- .. .нии давления фильтрата ниже задан- ной величины импульсно повышают его : давление и смывают осадок с фильтрую1- щей поверхности постоянным тангенциальным потоком суспензии

Предложенный способ иллюстрируется чертежом, на котором приведены кри- вые изменения давления фильтрата и его производительности во времени. .s

Способ осуществляют следующим образом.

00 CJ

ел со о

Прпнзч.вэют поток суспензии тангенциально фильтрующей поверхности пористых мембран и фильтров и осуществляют фильтрацию пор действием перепада давления на фильтрующей поверхности. Перепад давления ограничивают путем повышения давления фильтрата до заданной величины Р(., большей атмосферного давления за счет увеличения гидравлического сопротивления линии отвода фильтрата. При падении давления фильтрата ниже заданной величины Pg импульсно повышают его давление до максимального давления Рм, превышающего среднее давление Р0 потока суспензии. При этом осадок отслаивается и смывается тангенциальным потоком суспензии с фильтрующей поверхности, а давление фильтрата восстанавливается до заданной величины Р| за счет восстановления исходной проницаемости фильтрующей поверхности Конкретное значение коэффициента гидравлического сопротивления определяется гидромеханическими параметрами системы (расходом, проходными сечениями и длиной чистотой фильтрации, физическими характеристиками суспензии). При опти- мальном коэффициенте гидравлического сопротивления линейные скорости фильрации на порядки (10-100) меньше линейных скоростей тангенциального потока суспензии относительно фильтрую щей поверхности, что обеспечивает ее самоочистку от взвешенных частиц, Пр уменьшении гидравлического сопротивления ниже оптимального значения производительность фильтрата кратко временно возрастает, а затем относительно быстро падает ввиду забивания пор взвешенными частицами, большая часть которых уже не смывается потоком суспензии из-за преобладания инерционных сил потока фильтратаг При чрезмерном повышении гидравлического сопротивления неоправданно снижается производительность фильтра (недостаточно используется энергия исходного потока суспензии в виде перепада давления)t

Пример 1„ Предварительная очистка технических сточных вод с наибольшим размером взвешенных частиц (например, металла , песка) 1-3 мм и содержанием 2-8% осуществлялась с помс .цью пружинного фильтра с меж- витковым зазором 0,05-0,25 мм (регу

Q 0 5 0 t-п 5

0

лируют в зависимости от необходимой чистоты фильтрации) и площадью фильтрации 0,12 мг, пористость фильтрующей поверхности (отношение зазора к шагу) составляет соответственно 3-15%) Лавление исходного потока составляет Р0 (160-180) кПа, давление фильтрата Р2 80 кПа« Расход суспензии 10-1. м3/ч, расход фильтрата А-6 мэ/ч, соответственно линейные скорости 3 м/с и 0,2-0,3 м/с (для 5% пористости),, Частота пульсации порядка 1 импульса в 1 мин„ В течение смены (6 ч непрерывной работы) производительность фильтрата оставалась на уровне Ь-6 м3/ч„

Пример 20 Осветление яблочного и виноградного соков (микрофильтрация) с помощью нитевидных фильтроэлементов каркасного типа с межвитковым зазором 1 мкм общей площадью Фильтрации 0,2 м2 и пористостью 2%. Давление исходного потока 300 кПа, давление фильтрата 60- 80 кПа, линейные скорости суспензии тангенциально фильтрующей поверхности составляют 2-3 м/с, фильтрата в зазорах соответственно 0,05-0,1 м/с при общей производительности фильтрата 50-100 л/ч в зависимости от вида сырья о Частота пульсаций давления фильтрата составляет порядка 1 Гц,.

Таким образом, предложенный способ фильтрации достаточно универсален как по чистоте фильтрации (от предварительной очистки 0,2-0,1 мм до микрофильтрации), так и по типу суспензии (технические и пищевые жидкости)t Он позволяет совместить рабочий процесс фильтрации со вспомогательным процессом регенерации и тем самым обеспечить повышение длительности Фильтроцикла и производительности фильтрации. Существенное сокращение количества (частоты) регенерации обратным потоком моющих растворов (например, еженедельная вместо ежедневной промывки) обеспечивает повышение производительности Фильтрации на 20- - 0% в зависимости от используемого технологического оборудования и упрощает эксплуатационное обслуживание фипьтрационных установок. Формула изобретения

Способ фильтрации суспензии под действием перепад) давлений суспензии и фипьтраТгЧ на рабмчг й моя руности с периодической ее очисткой от осадка за счет импульсного повышения давления фильтрата до величины, большей давления суспензии, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности фильтрации и эффективности очистки, нижний предел давления фильтрата огранмчирлют величиной, большей атмосферного дав ления, при достижении которой им- пульсно повышают давление фильтрата, а осадок с рабочей поверхности смывают постоянным тангенциальным потоком суспензии.

Сущность: суспензию фильтруют под действием перепада давлений на фильтре с периодической его очисти кой от осадка Нижний предел давления фильтрата ограничивают величиной, большей атмосферного давления, при достижении которой импульсно повышают давление фильтрата до величины, большей давления суспензии0 Осадок с фильтра смывают постоянным тангенциальным потоком суспензии. 1 ил о

Расход фильтрата