Спосіб електрогідроімпульсної регенерації пористого фільтроелемента

Спосіб електрогідроімпульсної регенерації пористого фільтроелемента, що включає дію на оброблювану поверхню фільтроелемента високовольтними імпульсними розрядами між позитивним та негативним електродами у водному розчині поверхнево-активних речовин, який відрізняється тим, що як поверхнево-активну речовину використовують 1-3 % розчин аніоноактивної або неіоногенної поверхнево-активної речовини, а високовольтні імпульсні розряди здійснюють з тривалістю імпульсу від 10 до 17 мкс, при цьому тривалість імпульсу регулюють за допомогою зміни індуктивності розрядного контуру від 3 до 13 мкГн. (19) (21) a201008091 (22) 29.06.2010 (24) 10.08.2011 (46) 10.08.2011, Бюл.№ 15, 2011 р. (72) СИЗОНЕНКО ОЛЬГА МИКОЛАЇВНА, ТАФТАЙ ЕДУАРД ІВАНОВИЧ, ТОРПАКОВ АНДРІЙ СЕРГІЙОВИЧ, ЗАЙЧЕНКО АНДРІЙ ДМИТРОВИЧ, ЛИПЯН ЄВГЕН ВАСИЛЬОВИЧ (73) ІНСТИТУТ ІМПУЛЬСНИХ ПРОЦЕСІВ І ТЕХНОЛОГІЙ НАН УКРАЇНИ (56) UA 5461 C1 28.12.1994. UA 87590 C2 27.07.2009. SU 834976 A 07.12.1984. SU 597396 A 27.02.1978. RU 2305580 C2 10.09.2007. Артемьев А.М., Вовк И.В., Кривоног А.И., Лукьянов П.В. О возможности электрогидравлической реге 3 Причиною, яка перешкоджає одержанню очікуваного технічного результату, є те, що високовольтний імпульсний розряд у даній робочій рідині характерний крутим фронтом ударної хвилі, наслідком якого є механічне ушкодження фільтроелементів. В основу винаходу, що заявляється, поставлено задачу удосконалити спосіб електрогідроімпульсної регенерації пористого фільтроелемента шляхом використання певних класів поверхневоактивних речовин (ПАР) та збільшенням тривалості високовольтних імпульсних розрядів, що дозволить активувати аніоноактивні та неіоногенні поверхнево-активні речовини при здійсненні в них високовольтних імпульсних розрядів, що знизить адгезійну взаємодію відкладень з фільтроелементом, та впливати на поверхню фільтроелемента імпульсними ударами з параметрами пікового тиску, які не перевищують параметри міцності фільтроелемента, і за рахунок цього забезпечити якісне об'ємне очищення останніх без механічних ушкоджень. Суть винаходу полягає в тому, що в способі електрогідроімпульсної регенерації пористого фільтроелемента, що включає дію на оброблювану поверхню фільтроелемента високовольтними імпульсними розрядами між позитивним та негативним електродами у водному розчині поверхневоактивних речовин, згідно з винаходом, як поверхнево-активну речовину використовують 1-3 % розчин аніоноактивної або неіоногенної поверхневоактивної речовини, а високовольтні імпульсні розряди здійснюють з тривалістю імпульсу від 10 до 17 мкс, при цьому тривалість імпульсу регулюють за допомогою зміни індуктивності розрядного контуру від 3 до 13 мкГн. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між ознаками способу, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, необхідно відзначити, що відмінна ознака способу "як поверхневоактивну речовину використовують 1-3 % розчин аніоноактивної або неіоногенної поверхневоактивної речовини" дозволить активувати аніоноактивні та неіоногенні поверхнево-активні речовини при здійсненні в них високовольтних імпульсних розрядів, що знизить адгезійну взаємодію відкладень з фільтроелементом, ознака "високовольтні імпульсні розряди здійснюють з тривалістю імпульсу від 10 до 17 мкс, при цьому тривалість імпульсу регулюють за допомогою зміни індуктивності розрядного контуру від 3 до 13 мкГн дозволить впливати на поверхню фільтроелемента імпульсними ударами з параметрами пікового тиску, які не перевищують параметри міцності фільтроелемента, і за рахунок цього забезпечити якісне об'ємне очищення останніх без механічних ушкоджень. Таким чином, сукупність відмінних ознак способу, що заявляється, з відомими істотними ознаками дозволить відновити фільтруючі здібності раніше використаного фільтроелемента і за рахунок цього збільшити термін його служби. Спосіб пояснюється графічними зображеннями, де на фіг. 1 показано залежність абсолютного коефіцієнта проникливості металоволоконного фільтра від інтегральної енергії, а на фіг. 2 - зале 95576 4 жність абсолютного коефіцієнта проникливості полістирольного фільтра від інтегральної енергії. Спосіб здійснюють таким чином. Синтетичний пористий та металевий фільтроелементи, з початковою пористістю від 50 до 80 %, зі зниженою фільтруючою здатністю, у результаті забруднення при експлуатації, укладають в контейнери, занурюють у 1-3 % розчин аніоноактивної або неіоногенної ПАР і здійснюють дію на оброблювальну поверхню високовольтними імпульсними розрядами між позитивним та негативним електродами з тривалістю імпульсу від 10 до 17 мкс, при цьому тривалість імпульсу регулюють за допомогою зміни індуктивності розрядного контуру від 3 до 13 мкГн. За об'єкт обробки було взято полістирольний фільтроелемент, як синтетичні фільтри з міцністю 19,5 МПа, та фільтроелемент виготовлений з 1×18Н9Т з початковою пористістю 60 % і міцністю 19 МПа, як металеві фільтри. Як робоче середовище було вибрано 3 %-й розчин Сульфонолу, як аніоноактивну ПАР, та 3 %-й розчин АФ9-12, як неіоногенну ПАР. Використання 1-3 % розчину аніоноактивних або неіоногенних ПАР обумовлюється тим, що при концентрації менше 1 % розчин не має миючої здатності, а концентрація більше 3 % - не доцільна, так як максимальна миюча здатність за рахунок активації досягає максимуму саме при 3 % розчині. При індуктивності контуру L≥3 мкГн та тривалості імпульсу 10 мкс хвиля стиснення досягала параметрів 11,5 МПа, що не перевищувало значень міцності обох фільтрів, також відбувалася активація розчину Сульфонолу та АФ9-12, що забезпечувало повну бездефектну регенерацію для синтетичних та металевих фільтрів (див. фіг. 1). При значеннях індуктивності L13 мкГн тиск хвилі стиснення не перевищував параметрів міцності фільтрів, але він був недостатнім для регенерації та активації Сульфонолу та АФ9-12. Встановлено, що електророзрядна дія, в діапазоні варійованих параметрів, приводить до активації всіх досліджуваних типів розчинів ПАР, що супроводжується зміною поверхневої енергії і структури розчинів і залежить від їх типу по іонній характеристиці. Найефективніше дія виявляється в розчинах Сульфонола (аніоногеного ПАР), АФ912 (неіоногеного ПАР) при тривалості розрядного імпульсу від 10 до 17 мкс. Збільшення тривалості розрядного імпульсу за рахунок індуктивності розрядного контура в діапазоні від 10 до 17 мкГн ефективно впливає на роз 5 чини Сульфонолу та АФ9-12 - приводить до зниження енергії Гібса, збільшується коефіцієнт розтікання до ~ 85 % і робота адгезії до ~ 8 % при посиленні миючої дії до ~ 80 %. Зміна енергетичних показників поверхневих властивостей розчинів ПАР, пов'язана з максимумом тиску в каналі розряду і тривалістю дії тиску, при цьому на характер залежності впливає тип ПАР по іонній характеристиці. Імпульсний електричний розряд в розчинах Сульфонолу та АФ9-12 підсилює активацію і поляризацію молекул незв'язаної води, при цьому із збільшенням полярності молекул, з одного боку, росте їх силове поле, а значить, посилюється міжмолекулярна взаємодія, а з іншою - завдяки відштовхуванню однойменно заряджених диполів збільшується площа молекули, відбувається розрив водневих зв'язків і часткове руйнування поліасоціатів, що сприяє активації атомів кисню. Збільшення індуктивності розрядного контуру до L=13 мкГн приводить до зниження середнього значення пікового тиску хвилі стиснення на фільт 95576 6 рах до 6,33 МПа, що приблизно в 2 рази нижче, ніж при L=3 мкГн. Необхідно відзначити, що для оцінки впливу розчину аніоноактивних та неіоногенних ПАР, таких як Сульфонол та АФ9-12, на фільтраційні характеристики забруднених фільтрів, вони занурювалися в розчин Сульфонолу та АФ9-12 на добу, а потім оцінювалася їх проникність. Ці дослідження показали низьку ефективність впливу розчину ПАР, оскільки зміни в проникності всіх типів фільтрів були не більш 3 %. Таким чином, використання способу дозволить активувати аніоноактивні та неіоногенні поверхнево-активні речовини при здійсненні в них високовольтних імпульсних розрядів, що знизить адгезійну взаємодію відкладень з фільтроелементом, та впливати на поверхню фільтроелемента імпульсними ударами з параметрами пікового тиску, які не перевищують параметри міцності фільтроелемента, і за рахунок цього забезпечити якісне об'ємне очищення останніх без механічних ушкоджень. 7 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 95576 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601