×
26.08.2017
217.015.eba4

Результат интеллектуальной деятельности: Гранулированный фильтрующий материал

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение предназначено для очистки жидкостей и газов и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности. Измельченные частицы диатомита смешивают со связующими добавками и отправляют на послойную грануляцию в тарельчатом грануляторе или грануляторе псевдоожиженного слоя до получения изотропных гранул сферической формы. Полученные гранулы подсушивают и затем обжигают. Готовые гранулы из диатомита имеют пористую структуру, сформированную из слоев сферической формы, шероховатая поверхность которых обладает абразивными свойствами. Размер гранул находится в интервале от 0,3 до 6,0 мм. Размер выступов шероховатостей на поверхности гранул находится в интервале от 1,0 до 150,0 мкм. Прочность гранулы при одноосном сжатии составляет не менее 5,0/d МПа, где d - диаметр гранулы, мм. Прочность гранул повышается путем их остекловывания в процессе обжига. Для этого в состав гранул добавляют от 0,1 до 10,0% стеклообразующих оксидов щелочных и/или щелочно-земельных металлов. Технический результат: повышение качества готового продукта. 4 з.п. ф-лы, 1 пр.

Предложенное решение относится к области очистки жидкостей и газов и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности для повышения качества фильтрации.

Известен фильтрующий материал из диатомита (патент на изобретение РФ №2237510, МПК B01D 39/06, 2004 г.), реализуемый в виде порошка с размером частиц от 0,1 до 0,001 мм. Недостатком данного фильтрующего материала являются малый размер частиц (что затрудняет его регенерацию из-за уноса частиц) и неправильная (несферическая) форма частиц, что снижает сыпучесть, порционирование и плотность упаковки фильтрующего материала.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является гранулированный фильтрующий материал, содержащий кембрийскую глину и молотый бой автоклавного пенобетона (патент на изобретение РФ №2553896, МПК B01D 39/06, 2015 г.). Недостатком известного фильтрующего материала является его невысокие эксплуатационные свойства, которые проявляются в недостаточной эффективности очистки из-за малого (не более 50%) содержания пористого материала (пенобетона) в гранулах, т.е. низкое качество готового продукта.

Технический результат предложенного решения заключается в повышении качества готового продукта.

Указанный технический результат достигается тем, что в гранулированном фильтрующем материале гранулы имеют пористую структуру и сформированы из слоев сферической формы, а шероховатая поверхность слоев обладает абразивными свойствами. Пористая структура гранулы обеспечивает участие всего ее объема в процессе очистки (фильтрации) жидкости или газа, т.е. повышает эксплуатационные качества гранулированного фильтрующего материала. Сферическая форма гранулы (и ее слоев) улучшает сыпучесть и порционирование материала, облегчает его поверхностную обработку, обеспечивает более высокую плотность упаковки и стабильность гранулометрического состава продукта по высоте при засыпке в больших объемах. Шероховатая поверхность гранулы (и ее слоев) предотвращает слипание гранул и перекрытие (экранирование) входных отверстий пор у гранул, с которыми они соприкасаются. Абразивные свойства поверхности гранулы (и ее слоев) обеспечивают отшелушивание и удаление верхних отработанных слоев гранул при их трении в процессе противоточной регенерационной промывки.

Гранулы могут быть выполнены из измельченных до размера менее 1 мм частиц диатомитовой породы (диатомит, кизельгур, трепел, опока, инфузорная земля и др.), которая имеет естественную пористость, обеспечивающую высокое качество гранулированного фильтрующего материала.

Размер гранул должен находиться в интервале от 0,3 до 6,0 мм, т.к. при меньшем размере гранул происходит их массовый унос в процессе противоточной регенерационной промывки, а при большем - резкое возрастание сопротивления фильтрации.

Размер выступов шероховатостей на поверхности гранул должен находиться в интервале от 1,0 до 150,0 мкм, т.к. при меньшем размере выступов шероховатостей гранулы слипаются и перекрывают (экранируют) входные отверстия пор у гранул, с которыми они соприкасаются, а при большем - возникает «проскок» твердых частиц осадка между частицами, что в обоих случаях снижает качество фильтрации.

Экспериментальным путем было установлено, что гранула благополучно отрабатывает гарантийный срок эксплуатации в том случае, если ее прочность при одноосном сжатии составляет не менее 5,0/dг МПа (где dг - диаметр гранулы, мм). Для гранулы диаметром 0,3 мм минимально необходимая прочность составляет 16,7 МПа, для 1 мм - 5 МПА, для 5 мм - 1 МПа и для 6 мм - 0,83 МПа. В случае несоблюдения указанного соотношения гранулированный фильтрующий материал теряет свою эффективность вследствие разрушения гранул до истечения гарантийного срока эксплуатации.

В состав гранул может входить от 0,1 до 10,0% (в зависимости от состава диатомита) стеклообразующих оксидов щелочных (натрия, калия, лития) и/или щелочно-земельных (кальция, магния, цинка, бария, свинца) металлов, что повышает прочность гранул на 25-35% за счет их остекловывания в процессе обжига. Если оксидов щелочных и/или щелочно-земельных металлов будет меньше 0,1%, то образовавшиеся отдельные вкрапления стекла не объединятся в цельный стеклянный каркас, и, соответственно, прочность гранулы не увеличится. Если оксидов щелочных и/или щелочно-земельных металлов будет больше 10%, то на прочность гранулы это уже не повлияет, но начнет снижаться пористость гранулы и, соответственно, ее фильтрационная эффективность.

Одним из показателей фильтрационной эффективности гранулированного фильтрующего материала является относительная площадь пор на поверхности гранулы, поперечный размер которых (пор) на поверхности гранул находится в оптимальном для улавливания осадка диапазоне. Для гранул, выполненных из диатомита, оптимальный поперечный размер пор на поверхности гранулы находится в интервале от 0,01 до 20 мкм. При этом площадь пор на поверхности гранулы, у которых поперечный размер пор на поверхности гранулы находится в указанном диапазоне, должна быть не менее 60% от общей площади пор на поверхности гранулы. Максимальная (100%) эффективность фильтрации достигается в случае, когда площадь пор на поверхности гранулы, у которых поперечный размер пор на поверхности гранулы находится в интервале от 0,01 до 20 мкм, составляет 72-80% от общей площади пор на поверхности гранулы. Если площадь пор на поверхности гранулы, у которых поперечный размер пор на поверхности гранулы находится в указанном диапазоне, снижается до 60%, то эффективность фильтрации снижается до 85-90%. Если же площадь пор на поверхности гранулы, у которых поперечный размер пор на поверхности гранулы находится в указанном диапазоне, снижается до 50-55%, то эффективность фильтрации падает до 45-55%.

Пример конкретного выполнения.

Диатомитовую породу (кизельгур, трепел, опоку, инфузорную землю и др.) измельчают до частиц размером менее 1 мм и классифицируют на 3 фракции (до 5 мкм, от 5 до 100 мкм и свыше 100 мкм), которые для регулирования свойств и характеристик гранулированного фильтрующего материала затем смешивают в различном соотношении фракций.

Измельченные частицы породы (одной фракции или смеси из 2-х или 3-х фракций), имеющие влажность 15-18%, смешивают со связующими добавками: например, с водой, повышая влажность измельченных частиц до 38-42%, или с веществами, содержащими углерод, например с водным 5% раствором карбоксиметилцеллюлозы (0,08% карбоксиметилцеллюлозы от веса гранул). В качестве связующей добавки, содержащей углерод, также может использоваться крахмал, модифицированный крахмал, метилцеллюлозу и другие вещества.

Смесь частиц диатомитовой породы со связующими добавками отправляют на послойную грануляцию в тарельчатом грануляторе или грануляторе псевдоожиженного слоя до получения изотропных гранул сферической формы, средний диаметр которых превышает средний эквивалентный диаметр измельченных частиц диатомитовой породы не менее чем в 8 раз. Полученные гранулы подсушивают и затем обжигают при температуре от 700 до 1200°С.

Послойная грануляция и превышение среднего диаметра гранул не менее чем в 8 раз среднего эквивалентного диаметра измельченных частиц диатомитовой породы обеспечивают изотропность гранул (т.е. повышают качество готового продукта) по пористости, проницаемости, плотности и прочности, повышает сферичность гранул.

Готовые гранулы из диатомита имеют пористую структуру, сформированную из слоев сферической формы, шероховатая поверхность которых обладает абразивными свойствами. Размер гранул находится в интервале от 0,3 до 6,0 мм, а размер выступов шероховатостей на поверхности гранул находится в интервале от 1,0 до 150,0 мкм. Прочность гранулы при одноосном сжатии составляет не менее 5,0/dг МПа (dг - диаметр гранулы, мм).

Прочность гранул повышается путем их остекловывания в процессе обжига. Для этого в состав гранул добавляют от 0,1 до 10,0% (в зависимости от состава диатомита) стеклообразующих оксидов щелочных(натрия, калия, лития) и/или щелочно-земельных (кальция, магния, цинка, бария, свинца) металлов. Например, для остекловывания гранул, изготовленных из диатомита Инзенского месторождения, достаточно добавить около 2% соды Na2CO3.

Загрязненный в процессе эксплуатации гранулированный фильтрующий материал восстанавливают противоточной регенерационной промывкой, в ходе которой при активном взаимодействии (трении) гранул своими шероховатыми поверхностями, обладающими абразивными свойствами, происходит отшелушивание и унос верхних отработанных слоев гранул, наиболее забитых в ходе эксплуатации.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 28 items.
20.09.2015
№216.013.7e0b

Способ получения гранулята для производства пеностекла и пеностеклокерамики

Изобретение относится к производству гранулята для изготовления пеностекла и пеностеклокерамики. Технический результат изобретения заключается в повышении однородности и химической активности шихты. Подготовку кремнеземсодержащего компонента осуществляют вылеживанием кремнеземсодержащего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563864
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.09.2015
№216.013.7e0d

Способ получения мелкогранулированной пеностеклокерамики

Изобретение относится к производству вспененного мелкогранулированного стеклокерамического материала. Технический результат изобретения заключается в получении мелкогранулированного пеностеклокерамического материала шаровидной формы с содержанием мелких фракций до 1200 мкм не менее 75%,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563866
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.09.2015
№216.013.7e0e

Объединенная система технологических линий по производству гранулированного пеностекла, гранулированного пеностеклокерамического материала и неорганического гранулированного пеноматериала

Изобретение относится к гранулированному пеноматериалу. Технический результат - упрощение технологии производства пеноматериала с низкой плотностью, равной 100 кг/м, с возможностью регулирования плотности, размеров и паропроницаемости гранул. Система технологических линий содержит линию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563867
Дата охранного документа: 20.09.2015
13.01.2017
№217.015.8921

Стеклянный микрошарик

Изобретение относится к стеклянным микрошарикам, которые могут быть использованы при разметке поверхности дорог и при изготовлении свето-возвращающих устройств. Технический результат предложенного решения - повышение коэффициента световозвращения. Стеклянный микрошарик изготовлен из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602328
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.89b3

Стекло

Изобретение относится к стеклам с оптически прозрачным покрытием, которые применяются в строительстве, дизайне помещений и на транспорте. Технический результат - повышение коэффициента светопропускания в видимой части спектра за счет преобразования в видимый свет ультрафиолетовой составляющей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602594
Дата охранного документа: 20.11.2016
25.08.2017
№217.015.9e3e

Печь для вспенивания гранул

Изобретение относится к производству вспененных гранул, которые могут быть использованы при буровых работах, в строительной, лакокрасочной и других отраслях промышленности. Технический результат – упрощение процесса получения вспененных гранул, повышение эффективности процесса и качества...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610615
Дата охранного документа: 14.02.2017
25.08.2017
№217.015.b004

Способ получения вспененных гранул

Изобретение относится к производству вспененных гранул. Технический результат – упрощение способа, повышение эффективности процесса и качества готового продукта. Способ получения вспененных гранул включает формование гранулята-сырца из шихты, содержащей вспенивающий агент,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611093
Дата охранного документа: 21.02.2017
25.08.2017
№217.015.c1f5

Способ варки стекла

Изобретение относится к технологии варки стекла. Техническим результатом является сокращение времени варки стекла, повышение производительности и энергоэффективности процесса варки стекла. Способ варки стекла включает тепловое воздействие на шихту в стекловаренной печи дымовыми газами. Для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617825
Дата охранного документа: 27.04.2017
29.12.2017
№217.015.f514

Способ гранулирования окатыванием

Изобретение относится к производству гранулированных материалов сферической формы, которые могут быть использованы в строительной, лакокрасочной и других отраслях промышленности, например при буровых работах, в качестве теплоизоляционной засыпки, для гранулирования пеносиликатов, комбикормов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637249
Дата охранного документа: 01.12.2017
19.01.2018
№218.016.03f3

Способ получения гранулированного фильтрующего материала

Изобретение относится к способам получения фильтрующих материалов из диатомита и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности для повышения качества фильтрации жидкостей и газов. Диатомитовую породу (кизельгур, трепел, опоку, инфузорную землю...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630554
Дата охранного документа: 11.09.2017
Showing 11-20 of 38 items.
20.09.2015
№216.013.7e0b

Способ получения гранулята для производства пеностекла и пеностеклокерамики

Изобретение относится к производству гранулята для изготовления пеностекла и пеностеклокерамики. Технический результат изобретения заключается в повышении однородности и химической активности шихты. Подготовку кремнеземсодержащего компонента осуществляют вылеживанием кремнеземсодержащего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563864
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.09.2015
№216.013.7e0d

Способ получения мелкогранулированной пеностеклокерамики

Изобретение относится к производству вспененного мелкогранулированного стеклокерамического материала. Технический результат изобретения заключается в получении мелкогранулированного пеностеклокерамического материала шаровидной формы с содержанием мелких фракций до 1200 мкм не менее 75%,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563866
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.09.2015
№216.013.7e0e

Объединенная система технологических линий по производству гранулированного пеностекла, гранулированного пеностеклокерамического материала и неорганического гранулированного пеноматериала

Изобретение относится к гранулированному пеноматериалу. Технический результат - упрощение технологии производства пеноматериала с низкой плотностью, равной 100 кг/м, с возможностью регулирования плотности, размеров и паропроницаемости гранул. Система технологических линий содержит линию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563867
Дата охранного документа: 20.09.2015
13.01.2017
№217.015.8921

Стеклянный микрошарик

Изобретение относится к стеклянным микрошарикам, которые могут быть использованы при разметке поверхности дорог и при изготовлении свето-возвращающих устройств. Технический результат предложенного решения - повышение коэффициента световозвращения. Стеклянный микрошарик изготовлен из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602328
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.89b3

Стекло

Изобретение относится к стеклам с оптически прозрачным покрытием, которые применяются в строительстве, дизайне помещений и на транспорте. Технический результат - повышение коэффициента светопропускания в видимой части спектра за счет преобразования в видимый свет ультрафиолетовой составляющей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602594
Дата охранного документа: 20.11.2016
25.08.2017
№217.015.9e3e

Печь для вспенивания гранул

Изобретение относится к производству вспененных гранул, которые могут быть использованы при буровых работах, в строительной, лакокрасочной и других отраслях промышленности. Технический результат – упрощение процесса получения вспененных гранул, повышение эффективности процесса и качества...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610615
Дата охранного документа: 14.02.2017
25.08.2017
№217.015.b004

Способ получения вспененных гранул

Изобретение относится к производству вспененных гранул. Технический результат – упрощение способа, повышение эффективности процесса и качества готового продукта. Способ получения вспененных гранул включает формование гранулята-сырца из шихты, содержащей вспенивающий агент,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611093
Дата охранного документа: 21.02.2017
25.08.2017
№217.015.c1f5

Способ варки стекла

Изобретение относится к технологии варки стекла. Техническим результатом является сокращение времени варки стекла, повышение производительности и энергоэффективности процесса варки стекла. Способ варки стекла включает тепловое воздействие на шихту в стекловаренной печи дымовыми газами. Для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617825
Дата охранного документа: 27.04.2017
29.12.2017
№217.015.f514

Способ гранулирования окатыванием

Изобретение относится к производству гранулированных материалов сферической формы, которые могут быть использованы в строительной, лакокрасочной и других отраслях промышленности, например при буровых работах, в качестве теплоизоляционной засыпки, для гранулирования пеносиликатов, комбикормов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637249
Дата охранного документа: 01.12.2017
19.01.2018
№218.016.03f3

Способ получения гранулированного фильтрующего материала

Изобретение относится к способам получения фильтрующих материалов из диатомита и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности для повышения качества фильтрации жидкостей и газов. Диатомитовую породу (кизельгур, трепел, опоку, инфузорную землю...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630554
Дата охранного документа: 11.09.2017
+ добавить свой РИД