Способ опредеения характеристик процесса фильтрования Советский патент 1978 года по МПК G01N15/08 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА ФИЛЬТРОВАНИЯ

Изобретение относится к способам изучения процессов фильтрования суспензий.

Известен способ определения интегральных характеристик процесса фильтрования 1, таких как средняя скорось фильтрации жидкости, средний размер частиц.

Известен способ измерения динамических характеристик кипящего слоя, в частности коэффициента конвективной диффузии, путем введения в слой меченых частиц 2.

Известен способ измерения структуры осадка и проникания частиц в него при фильтровании путем введения в суспензию меченых частиц например порошка люминофора, и изучения его накопления в осадке по интенсивности свечения люминофора в тонком срезе осадка .

Однако эти способы не позволяют изучить процесс накопления частиц, закупоривания и уплотнения осадка во время фильтрования.

Цель изобретения - определение изменений структуры осадка во вре.мени, т. е. определение таких динамических характеристик процесса фильтрования, как накопление частиц твердой среды в осадке, закупоривание и уплотнение осадка, изменение проницаемости осадка и т. п.

Поставленная цель достигается тем, что для определения характеристик процесса фильтрования путем введения в суспензию меченых частиц и регистрации их положения, вводят частицы с ферромагнитными свойствами в количестве 0,5-25% и непрерывно регистрируют значение вектора магнитной индукций во времени и пространстве, по которому судят о перемещении часТИЦ.

По полученным данным судят о процессах, происходящих в осадке при фильтровании.

Введение частиц с ферромагнитными свойствами позволяет применить технику

магнитометрии для изучения процесса фильтрования без остановки его, т. е. непрерывно, в любых аппаратах и при любых условиях. Измерение вектора магнитной индукции во времени и пространстве позволяет

определить изменение распределения м;,гнитного поля, связанное с изменением положения частиц в фильтрующейся суспензии и осадке. Таким образом получают данные о динамических характеристиках процесса

фильтрования; образовании слоя осадка, распределении частиц по размерам и ио объему, изменении проницаемости осадка фильтратом, его уилотнении во всех стадиях процесса фильтрования и т. д.

Введение частиц в количестве от 0,5-25/о определяется необходимым числом меченых частиц для получения представительных данных и линейной выходной характеристики, так как если частиц меньше 0,5%, то невозможно получить указанные динамические характеристики и обеспечить работу аппарата, а если содержание меченых частиц выше 25%, то выходная характеристика становится нелинейной.

Частицы с ферромагнитными свойствами, вводимые в фильтруемую суспензию, обладают такими же гидравлическими характеристиками, что и основные твердые частицы суспензии. Размер вводимых меченых частиц зависит от исследуе.мой фракции твердых частиц суспеизии и выбирается в соответствии с размерами частиц твердой фазы полидиспереных суспензий, используемых при изучении, и поставленными целями при измерениях динамики формирования осадка и фильтрации жидкости.

Определение перемещения частиц и вектора магнитной индукции в пространстве производится с по.мощью .1агниточувстБите,льных датчиков, помещенных в различные зоны фильтра в зависи.мости от задач исследования.

На фиг. 1 изображена схе.ма установки для осуществления предлагаемого способа, содержаш,ий фильтр 1 с ферромагнитными частицами 2, сборник 3 фильтрата, магниточувствительные датчики 4, измерительные каиллы 5, вычислите.шный б,ток 6 и регистрирующий прибор 7.

На фиг. 2 изображена кривая из.менения вектора магнитной и}1дукции (BjBO времени, связанного с перемещением частиц в процессе фильтрования (т)

Пример. В приготовленную модельную суспензию гипс-вода, содержащую 40% твердой фазы, вводили частицы с ферромагнитны.ми свойствами (1% от массь твердой фазы суспензии). Раз.меры меченых частиц (10-200 мкм) выбирали в соответствии с критерием Архимеда для обеспечения совиадения гидравлических свойств определениых фракций. Суспензию после тщательного иеремещивания подавали на фильтр, на которо.м она разделялась. Условия проведения процесса фильтрования следующие: поверхность ({фильтровальной перегородки Р 25см. фильтровальная перегородка - лавсановая ткань арт.56049, разность ДР 0,5атм. Внутрь фильтра в различные зоны были

помещены магниточувствительные датчики 4. . омент подачи суспеизии на фильтр на фильтровальную перегородку фиксирова.ли. По мере фильтрования суспензии па перегородке образовался слой осадка. Нри попаДании ферромагиитных частиц в зоиы, контролируе.мые чувствительными датчиками 4, последние вырабатывали сигиа.л, прямо пропорциональный измег{ению вектора магнитной индукции во времени. Мгновенные значения вектора магнитной индукции пропорциональны количеству осевщих частиц. На графике фиг. 2 показаны временные характеристики процесса и соответствующие и.м изменения регистрируемого сигнала.

При этом изменение постоянной составляющей по среднему значению вектора индукции (В) характеризует оседание частиц в данной области (см. величину С), а флуктуации среднего значения определяют .мгновенные концентрации движущихся частиц,

т. е. прохождение частиц(см. ДС).

Формула изобретения

(люсоб определения характеристик процесса фильтрования путе.м введения в фильтруюц 1уюся суспензию меченых частиц и регистрации их положения, отличающийся тем, что, с це.лью опре.деления изменений структуры осадка во времени, в исследуемую суспензию вводят ферромагнитные частицы в количестве 0,5-25--/о и непрерывно регистрируют изменения вектора магнитной индукции, по которому судят о перемещении частиц.

Источники информации, принятые во винмаиие три экспертиз.е:

20

ffvz. 1

по