Изследвания и нови разработки в областта на пречистването на течности от механични примеси
Водата и водните разтвори са в основата на много технологични процеси в индустрията. Може би това е най-често срещаната охлаждаща течност. Както знаете, водата се използва и за разтваряне на различни вещества, приготвяне на разтвори, измиване и почистване на повърхности, охлаждане на компоненти и възли, транспортиране на вещества и др. и така нататък. Водата е незаменима в ежедневието. Всички пият вода, готвят храна и се къпят.
Всяко използване на водата в промишлеността или бита води до промяна в нейния химичен състав и, като правило, въвежда в нея различни замърсители, които правят по-нататъшното й използване невъзможно без специално пречистване. Следователно има огромен брой начини за пречистване на водата.
Едни от най-честите замърсители са така наречените суспендирани вещества или механични примеси. Това замърсяване може да присъства в повърхностни водоизточници, може да възникне във водопреносни мрежи или в процеса на технологично използване на водата (нагар, стърготини, остатъци от продукти на разтваряне, корозионни процеси и т.н. и т.н.). Опасността от такова замърсяване се крие във възможното увреждане на технологичното оборудване (помпи, топлообменници, дюзи, клапани и др.). Също така такива замърсители могат да попаднат в крайния продукт на производството, нарушавайки неговото качество.
С цялата привидна простота пречистването на водата от механични примеси е нетривиална задача. Има четири основни начина:
- филтриране през порести прегради;
- филтриране през слой от гранулиран материал;
Има и маса комбинирани методи, които използват принципите на 2 или 3 подхода наведнъж.
Специалистите на ПП ТЕКО-ФИЛТЪР ООД се занимават с почистване от много години.вода от механични примеси. Във връзка с нарастващия брой заявки за различни нестандартни задачи в тази област, R&D екипът извърши мащабна изследователска работа, насочена към разработване на нов дизайн на филтъра.
Работите започнаха през 2013 г.
Цел: Разработване на оптимално решение за разположение на апарата - филтър за механично почистване (FMO).
Задачи: 1) Получаване на хидравличните характеристики на филтриращи елементи на базата на конструкцията TEKO-SLOT с различни степени на филтрация при различни степени на замърсяване; 2) Влиянието на местоположението и размерите на филтърния елемент вътре в корпуса на филтъра върху качеството на почистване. 3) Определяне на оптимални скорости на филтрация; 4) Определяне на стандартни диаметри на тела на апарати за различни мощности; 5) Разработване и тестване на системата за автоматично управление на филтъра.
Напредък на работата: В тестовия център на предприятието беше създаден специален стенд за провеждане на серия от експерименти и наблюдение на резултатите (фиг. 1).
Фигура 1 - Диаграма на тестовия стенд
Таблица 1 - Помпи
| Не. | Име на помпата | Тип или марка | Q, m 3 / h |
| 1 | Центробежна помпа Grundfos | JP-6 | 4.0 |
| 2 | Центробежна помпа Grundfos | CRN10-7 | 9.5 |
| 3 | Центробежна помпа HM | HM 80-50-200K | 50 |
Тестовата среда (чешмяна вода) в режим на циркулация беше прекарана през тестовата камера с монтиран в нея филтърен елемент. TEKO-SLOT (FEL TS) рамково-телови филтърни елементи с различни диаметри и сразличен рейтинг на филтриране (ширина на прореза) (Таблица 2).
Таблица 2 - филтърни елементи
| Не. | Име на филтърния елемент | D, мм | t, mm |
| 1 | FEL TS-0.2-141-4-N | 110 | 0,2 |
| 2 | FEL TS-0.05-21-4-N | 50 | 0,05 |
| 3 | FEL TS-1.0-824-4-N | 154 | 1.0 |
Филтърният елемент FEL TS е твърда и издръжлива заварена конструкция, изработена от триъгълна тел. Телта се навива спираловидно върху водачите и се заварява във всяка точка на пресичане с тях чрез съпротивително заваряване. Навиването се извършва на специална автоматична машина за заваряване. Ширината на слота на филтърния елемент се определя от определената стъпка на навиване (Фигура 2).
Снимка 2 - TEKO-SLOT рамка-тел структура
Първата серия от хидравлични тестове беше извършена върху чиста тестова среда. В следващите серии от тестове в потока бяха въведени различни видове механични примеси (пясък, фрагменти от йонообменна смола, натрошени камъчета и др.).
По време на тестовете бяха записани следните данни:
- среден поток през камерата;
- налягане на входа на камерата;
- налягане на изхода от камерата;
- степен на замърсяване с ФЕЛ (визуално);
- наличие на "пробив" на замърсители във филтрата.
Всички получени резултати са включени в протоколите, на базата на които са изградени графични зависимости.
Фигура 3 – Напредък на тестването на FEL без припокриване на работната повърхност.
Отделно беше проведена серия от експерименти с имитация на пълния дрейф на част от филтърната повърхност. За да направите това, специална самозалепваща лентапразнините са покрити в съотношение 20, 50, 70(75)% от общата площ. След това беше прекарана чиста тестова среда и бяха взети същите параметри. Според резултатите се изграждат и графики.
Фигура 4 - Покрит филтърен елемент (снимка)
За извършване на последната част от работата беше направен пълноразмерен модел на FMO филтъра. Алгоритъмът на апарата е разработен. Изработен е шкаф за управление с възможност за работа в полуавтоматичен и автоматичен режим. Проведени са тестове за автоматична работа на шибъри и превключване на режимите на работа на филтъра:
- включване в работа;
- работен ход (филтрация);
Фигура 5 - Действително разположение на филтъра с контролен шкаф
Резултати: Проведените изследвания позволиха да се определят редица от най-важните параметри: хидравлично съпротивление на FMO с различна степен на филтрация; зависимостта на спада на налягането във филтъра от дебита на средата в различни състояния на филтърния елемент. Беше възможно да се определи, че местоположението не влияе значително върху качеството на почистване на повърхността на PEL. Бяха определени оптималните скорости на движение на средата в слота на филтърния елемент, както и съотношението на диаметъра на FEL, диаметъра на тялото на апарата и площта на свободното сечение на FEL. Освен това беше възможно да се гарантира, че дизайнът на филтърните елементи TEKO-SLOT осигурява висока степен (до 99%) на задържане на суспендирани частици с дадена финост. В същото време самият FEL TS остава недеформиран, дори при значителни претоварвания, свързани с дрейфа на филтриращата повърхност. Обратното промиване с чиста среда бързо и ефикасно премахва всички останали замърсители.
Фигура 6 - графики, получени врезултат от теста
Разработени са подходящи изчисления за определяне на техническите характеристики на FMO.
Така че изчисляването на капацитета за мръсотия на FMO, kg / h, се извършва по формулите на формуляра:
където mt60 - часова мръсотия на работния обем на течността
mz е количеството на суспендирани твърди вещества mg/l (анализ на водата),
k е коефициентът на улавяне на суспендирани твърди вещества, %,
Q - капацитет на филтъра l/h.
Специфичният обем на течно замърсяване, l/h, се изчислява по формулата:
където Vу е специфичният обем течно замърсяване, l/h,
ƥ – средна плътност на мокро течно замърсяване, kg/l.
Времето за запълване с течни замърсители на кубичната част на FMO, h, се изчислява по формулата:
където Vgch е обемът на калната част на приемната камера на FMO.
Благодарение на получените данни е разработена линия стандартни FMO филтри с капацитет от 10 до 1000 m 3 / h само в три общи версии. От голямо значение са и положителните резултати, получени при автоматизирането на работата на ПМО. Универсален контролен шкаф може да бъде оборудван с всяко устройство от разработената линия или нестандартен филтър.
Фигура 7 a), b) - типични проекти на FMO
Получените резултати вече са внедрени в готовата продукция на предприятието ТЕКО-ФИЛТЪР. Произведени са и доставени на клиентите над 20 FMO филтри за различни цели.
В момента се събира информация от съществуващи съоръжения (това са минни индустрии, системи за подготовка на техническа и питейна вода, отоплителни мрежи, обработка на кондензат и др.). Тези продукти също са в търсенето поради увеличението на цените на чуждестранните аналози. В същото време техническите характеристики на оборудването и нивото на качество напълно отговарят на международните стандарти.Вярваме, че тези разработки ще намерят широко приложение в пречистването на промишлени води.