Влияние образования отложений в порах фильтровальной перегородки на процесс фильтрации

Целью работы является рассмотрение механизма закупоривания пор фильтрующего блока мелкими частицами из протекающего внутри них потока фильтрата. Теоретические представления о ходе процесса фильтрования с отложением на стенках пор частиц мелких фракций из фильтрата и отнесение его основ к протеканию процессов с перестройкой из исходной структуры в конечную позволяют описать процесс закупорки пор, используя хорошо изученные представления известных процессов с фазовыми превращениями (в частности, кристаллизацию). Опираясь на эту аналогию и подход к описанию процесса превращения «старой» структуры в «новую» во времени, рассчитали скорости зарождения центров отложений (ω_nucl), линейную и объемную скорости (υ_lin) роста отложений в порах фильтровального блока фильтра при различных значениях движущей силы процесса, разности давлений в системе, при разных концентрациях твердых частиц в суспензии. Получили интерполяционные и экстраполяционные зависимости для анализа механизмов образования и роста отложений определения и расчета этих (ω_nucl, υ_lin) скоростей. С использованием представлений неравновесной термодинамики для оценки влияния движущих сил изучено их влияние (изменения концентрации твердых частиц в суспензии фильтрата и перепада давления на фильтрующем слое) на динамику процесса фильтрования. Используя полученные данные, можно найти степень закупоривания сквозных пор, которая определяет условия проведения фильтрации, тип фильтровальной перегородки, габаритные размеры фильтра.

1. Жужиков В.А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий. М.: Химия, 1971. 440 с.

2. Федосов С.В., Осадчий Ю.П., Маркелов А.В., Теленов А.Т. Исследование механизма закупоривания пор полимерных мембран // Междунар. научно-исслед. журнал. 2015. Вып. № 1–3 (32). С. 18–20.

3. Самохвалов Н.М., Скачков Е.В., Сенотова С.А. Моделирование процесса фильтрования с закупориванием пор // Вестник ИрГТУ. 2009. № 2 (38). С. 181–185.

4. Таран Ю.А., Таран А.В. Теория и практика изучения кинетики фазовых и формально аналогичных им превращений / Под общ. ред. А.Л. Тарана. М.: Московский технологический университет (МИРЭА), 2016. 246 c.

5. Таран Ю.А. Разработка и анализ процессов гранулирования расплавов с использованием экологически безопасных энергосберегающих схем: дис. … канд. техн. наук. М., 2011. 254 с.

6. Пынкова Т.И. Ресурсосберегающая и экологически безопасная технология процесса капсулирования твердофазных и жидкофазных продуктов: дис. … канд. техн. наук. М., 2014. 172 с.

7. Алексеев Б.В. Аналитическое решение уравнения Лейбензона в теории фильтрации // Тонкие химические технологии. 2016. Т. 11. № 1. С. 34–39.

8. Чернышов А.К., Левин Б.В., Тутолуков А.В., Огарков А.А., Ильин В.А. Аммиачная селитра: свойства, производство, применение. М.: Инфохим, 2009. 544 с.

9. Колмогоров А.Н. К статической теории кристаллизации металлов // Изв. АН СССР. Сер. математическая. 1937. T. 1. Вып. 3. C. 355–359.

10. Любов Б.Я. Теория кристаллизации в больших объемах. М.: Наука, 1975. 256 с.

11. Зельдович Я.Б. Избранные труды. Химическая физика и гидродинамика. М.: Наука, 1984. 374 с.