Пористый керамический фильтр

AdTech 29 мая 2020 года Блог 5 комментариев

Пористый керамический фильтр представляет собой вид керамического материала, изготовленного из огнеупорного сырья в качестве наполнителя, смешанного со связующим веществом и прошедшего высокотемпературное спекание. Его структура характеризуется большим количеством мелких пор с регулируемым диаметром. Помимо термостойкости, устойчивости к высокому давлению, кислотостойкости, устойчивости к щелочной коррозии и т. д., он также обладает такими характеристиками, как однородный размер пор и высокая проницаемость. Поэтому пористая керамика может широко использоваться в качестве материалов для фильтрации, сепарации, распределения газа и шумоподавления. В настоящее время, благодаря своим уникальным функциональным характеристикам, керамические фильтры стали незаменимым продуктом в области сепарации и очистки.

Пористый керамический фильтр

Производительность

Существуют различные виды пористые керамические материалы и технические характеристики. Среди них в качестве материалов для пористой керамики в основном используются силикат алюминия, глина, корунд, кварц, карбид кремния и диатомовая земля. Характеристики материалов пористых керамических фильтрующих элементов в основном включают следующие аспекты:

Диаметр отверстия: размер пор в изделии; в данном случае имеется в виду максимальный диаметр отверстия изделия. Размер пор пористых керамических фильтрующих элементов можно разделить на серии 1, 5, 10, 20, 30, 50, 80, 100, 120, 150, 200, 250 и 300 Лм.
Пористость: объем открытых пор в изделии, выраженный в процентах от общего объема: V_(открытых пор) / V_(общий).
Проницаемость K: объем сухого газа (м³), проходящий через пористую керамику толщиной 1 см и площадью 1 м² за единицу времени (1 ч) при перепаде давления 1 мм H₂O.
Устойчивость к воздействию кислот: Отношение прочности на изгиб пористых керамических изделий к прочности на изгиб до коррозии после кипячения в растворе серной кислоты 20% в течение 1 часа.
Устойчивость к воздействию щелочей: после выдерживания пористого керамического изделия в растворе NaOH 20% в течение 1 часа рассчитываются степень его изгиба и процент прочности на изгиб до начала коррозии.
Термостойкость: способность пористых керамических изделий выдерживать перепады температуры без повреждений.

Характеристики

По сравнению с другими фильтрующими материалами пористая керамика обладает следующими свойствами в качестве фильтрующего материала.

Пористый керамический фильтрующий материал обладает высокой пористостью — до 60%. Размер пор однороден и легко регулируется. Высокая степень очистки — до 011Lm — позволяет использовать его для прецизионной фильтрации различных сред.
Хорошая кислото- и щелочестойкость. Может использоваться для фильтрации сильных кислот (серной, азотной, соляной), сильных оснований (хлорида натрия и т. п.) и различных органических растворителей.
Высокая механическая прочность, рабочее давление до 6 МПа, перепад давления до 1 МПа.
Устойчивость к высоким температурам, хорошая закаливаемость и характеристики закалки при рабочей температуре до 800 ℃. Подходит для всех видов фильтрации газов при высоких температурах.
Сам фильтрующий элемент находится в чистом состоянии, нетоксичен, не имеет запаха и не содержит посторонних веществ. Он подходит для асептических технологических операций.
Фильтрующий элемент отличается длительным сроком службы; даже при длительном использовании форма пор не изменяется, что облегчает его очистку и регенерацию.

Принцип фильтрации с использованием пористой керамики

Фильтрация с использованием пористой керамики представляет собой сочетание адсорбции, поверхностной фильтрации и глубокой фильтрации. Что касается фильтрации и сепарации, которые являются более устойчивыми, чем в системах «жидкость-твердое вещество» и «газ-твердое вещество», механизм фильтрации в основном заключается в инерционных столкновениях, диффузии и перехвате.

Инерционное столкновение: частицы примесей в жидкости, протекающей по микропористым каналам пористого керамического фильтрующего элемента, улавливаются в результате соприкосновения со стенками микропористых каналов под действием инерции. Инерционное столкновение пропорционально квадрату диаметра частиц примесей и обратно пропорционально скорости потока и вязкости жидкости.

Диффузия: частицы примесей выходят из линии тока под действием броуновского движения и вступают в контакт со стенками микропористых каналов, в результате чего задерживаются. Степень диффузионного улавливания обратно пропорциональна скорости потока и вязкости жидкости.

Задержка: частицы примесей задерживаются, поскольку их размер превышает размер микропор, что и определяет принцип действия поверхностного фильтра. Задержка зависит исключительно от размера частиц примесей, но не зависит от скорости потока и вязкости жидкости.

Когда жидкость протекает через пористый керамический фильтрующий элемент, частицы, размер которых превышает размер пор фильтрующего элемента, задерживаются на его поверхности, образуя слой фильтрационного осадка. Некоторые частицы задерживаются на поверхности или оседают в пористых керамических каналах.