способ получения фильтрующего материала из торфа

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА ИЗ ТОРФА, включающий перемешивание торфа с водой до получения однородной водно-торфяной суспензии, фракционирование торфа с выделением частиц заданной фракции, обезвоживание выделенной фракции под давлением в емкости на сетчатом фильтре и последующую сушку, отличающийся тем, что сверху емкость с сетчатым фильтром покрывают мягкой воздухонепроницаемой подвижной мембраной, воздействующей на поверхность обезвоживаемого материала, а обезвоживание ведут при давлении вакуумирования 10 - 20 кПа до влажности 87 - 89%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии получения фильтрующего материала из торфа, используемого, главным образом, для очистки водных сред от различного рода загрязнений.

Известен способ получения фильтрующего материала, включающий перемешивание волокнистого материала с водой до получения однородной суспензии, обезвоживание суспензии в емкости на сетчатом фильтре и последующую сушку [1].

Способ предусматривает формирование фильтрующего материала путем послойного его намыва на поверхность сетчатого фильтра ламинарным потоком.

Кроме того, в данной технологии используют водорастворимое связующее, добавляя его в суспензию волокнистого материала, которое затем удаляют путем обработки высушенного фильтрующего материала горячей водой или смесью воды с паром.

Намыв волокнистого материала на сетчатую подложку в непрерывном циркулирующем потоке требует продолжительного времени, поскольку по мере оседания на подложке слоя материала интенсивность наращивания его толщины существенно замедляется. Поэтому данный способ может быть использован исключительно для получения фильтрующего материала или отдельных элементов из него сравнительно небольшой толщины, что ограничивает его технологические возможности.

Кроме того, введение в суспензию растворимого связующего с необходимостью его последующего удаления усложняет технологию получения фильтрующего материала.

Известен также способ получения фильтрующего материала из торфа, включающий перемешивание торфа с водой до получения однородной суспензии, фракционирование волокнистой составляющей суспензии с выделением частиц заданной фракции, обезвоживание выделенной фракции под давлением в емкости на сетчатом фильтре и последующую сушку [2].

Способ предусматривает перемешивание торфа в водно-щелочной среде до растворения гуминовой и фульвокислот и удаление этих кислот из раствора с последующим обезвоживанием осадка.

Этот способ получения фильтрующего материала из торфа довольно сложен технологически, имеет ограниченный выход готового продукта и может быть использован для отделения, главным образом, гидрофобных, анионных и катионных соединений.

Цель изобретения - упрощение технологии получения фильтрующего материала и повышение выхода готового продукта.

Указанная цель достигается тем, что согласно способа получения фильтрующего материала из торфа, включающего перемешивания торфа с водой до получения однородной водно-торфяной суспензии, фракционирование торфа с выделением частиц заданной фракции, обезвоживание выделенной фракции под давлением в емкости на сетчатом фильтре и последующую сушку, сверху емкость с сетчатым фильтром покрывают мягкой воздухонепроницаемой подвижной мембраной, воздействующей на поверхность обезвоживаемого материала, а обезвоживание ведут при давлении вакуумирования 10-20 кПа до влажности 87-89%.

Данный способ предполагает исключительно простое аппаратурное оформление и может быть реализован в условиях любого предприятия, занимающегося переработкой торфа.

Покрытие емкости с сетчатым фильтром мягкой воздухонепроницаемой подвижной мембраной позволяет значительно ускорить процесс обезвоживания при довольно низких величинах давления вакуумирования (порядка 80-160 мм рт.ст. ) и осуществить "мягкое" формование материала без его чрезмерного уплотнения.

Влажность материала 87-89% характеризует наиболее оптимальную степень пористости получаемого продукта и его способность держать форму. Способ получения фильтрующего материала из торфа заключается в следующем.

Предварительно отсепарированный от древесных и иных включений и крупных кусков очеса торф перемешивают с водой до получения однородной водно-торфяной суспензии с концентрацией сухого вещества 2,5-6,0%.

После естественного разделения в водной среде его фракционируют с выделением фракции размером 7-16 мм, как наиболее благоприятной для получения крупнопористых фильтрующих сред.

Выделенную фракцию торфа помещают в емкость с сетчатым дном. Сверху емкость закрывают мягкой воздухонепроницаемой мембраной, которую закрепляют на стенках емкости с возможностью ее перемещения. Снизу емкость соединена с источником вакуума.

Процесс обезвоживания ведут при давлении вакуумирования 10-20 кПа, которое создается, например, водоструйным насосом, подключенным к водопроводящей сети. Под действием разности давлений мягкая водонепроницаемая мембрана опускается на обезвоживаемый материал и уплотняет его. По мере обезвоживания материала происходит его формообразование, сопровождающееся уменьшением толщины слоя в емкости. При этом мембрана, действуя как своего рода прессующая поверхность, перемещается вместе с уплотняемым материалом.

При достижении влажности массы 87-89% процесс обезвоживания прекращают. При такой влажности материал сохраняет достаточную пористость и хорошо держит форму.

В дальнейшем обезвоженный материал подвергают сушке.

В процессе опытной проверки заявляемого способа были установлены наиболее благоприятные режимы обезвоживания.

В качестве исходного материала был использован сфагновый торф степенью разложения 10%.

В ходе испытаний торфяная масса влажностью 94-95% укладывалась на сетчатый поддон емкости, которая накрывалась мягкой воздухонепроницаемой мембраной. Давление вакуумирования варьировалось в диапазоне от 5 до 25 кПа. Обезвоживание торфяной массы вели до влажности 85-90%, после чего определялась объемная плотность каждого образца.

Данные опытной проверки приведены в таблице.

При обезвоживании материала до влажности 85-86%, независимо от давления вакуумирования, он получался уплотненным с меньшей пористостью и при дальнейшей сушке сохранял недостаточную проницаемость, которая является основным показателем фильтрующего материала.

При обезвоживании материала до влажности 90% и выше он получался излишне рыхлым и не держал формы.

При влажности материала 87-89% и давлении вакуумирования 10-20 кПа получаемый материал с объемной плотностью 0,55-0,65 г/см³ обладает достаточно высокой проницаемостью после сушки и хорошо держит форму.