• 多孔陶瓷過濾器特性及應用

    2015年09月16日

    多孔陶瓷是一種以耐火原料為骨料,配以結合劑等經過高溫燒結而制成的陶瓷過濾材料,其結構內部具有大量慣通的、可控孔徑的微細氣孔。它除具有耐高溫、高壓,耐酸、堿腐蝕等特性外,還具有孔徑均勻、透氣性高等特點,因此可廣泛用作過濾、分離、布氣和消音材料。國外自50年代起,就開始應用多孔陶瓷做過濾元件,用于上、下水凈化,地下鉆井含水層中的泥砂過濾,各種飲用水、礦泉水除菌,含油氣體凈化等,目前產品已標準化、系列化。國內對多孔陶瓷在過濾技術中的應用研究雖起步較晚,但目前以多孔陶瓷為過濾元件的陶瓷過濾器,已在各行業的分離、凈化領域中得到較全面的推廣應用。如石化行業中液-固、氣-固分離,制藥、釀造行業中的無菌凈化處理,環保行業中高溫煙氣除塵等。目前,陶瓷過濾器以其獨特的功能特性,在各分離、凈化領域中已成為一種不可替代的產品。


             2、多孔陶瓷過濾元件
      2.1 多孔陶瓷過濾材料性能多孔陶瓷材質、規格種類繁多。其中國外生產的多孔陶瓷材料材質主要有硅酸鋁質、粘土質、剛玉質、石英質、碳化硅質和硅藻土質等。國內生產的主要有剛玉質、石英質和硅藻土質。其主要性能如表1所示。

    孔徑:表明制品開口氣孔大小,這里是指制品的最大開口直徑。多孔陶瓷過濾元件孔徑可分為1, 5, 10, 20, 30, 50, 80, 100, 120,150, 200, 250, 300μm系列。


               氣孔率ε:制品中開口氣孔體積占總體積的百分比V開口/V總×100%。


               透氣性K:是指在10Pa壓差下,在單位時間(h)內通過厚度為1cm、面積為1m²的多孔陶瓷的干式氣體量(m³)。


               耐酸性:多孔陶瓷制品經20%硫酸溶液煮沸1h后其彎曲強度與腐蝕前彎曲強度百分比。


               耐堿性:多孔陶瓷制品經20%NaOH溶液煮沸1h后,其彎曲強度與腐蝕前彎曲強度百分比。


               耐溫性:多孔陶瓷制品抵抗溫度變化而不破壞的能力。


              2.2、多孔陶瓷過濾材料主要特點
       (1)多孔陶瓷過濾材料孔隙率高,最高可達60%以上?讖骄鶆蚯乙子诳刂。過濾精度高,可達0.1μm,適用于各種介質精密過濾。
       (2)耐酸堿性好?蛇m用于強酸(硫酸、硝酸、鹽酸)、強堿(氫氧化鈉等)和各種有機溶劑的過濾。
       (3)機械強度高,工作壓力可達6MPa,壓差可達1MPa。
       (4)耐高溫,具有良好的急熱急冷性能,工作溫度最高可達800℃。適用于各種高溫氣體過濾。
       (5)過濾元件自身清潔狀態好,無毒、無味、無異物脫落,可適用于無菌處理操作。
       (6)過濾元件使用壽命長,長期使用,微孔形貌不發生變化,便于清洗再生。


              2.3、多孔陶瓷過濾元件過濾原理:多孔陶瓷的過濾是集吸附、表面過濾和深層過濾相結合的一種過濾方式。對于液-固、氣-固系統的過濾與分離來講,其過濾機理主要為慣性沖撞、擴散和截留,如圖1所示。
      慣性沖撞:流經多孔陶瓷過濾元件微孔孔道的流體中的雜質顆粒,由于慣性而與微孔孔道壁接觸而被捕捉。慣性沖撞與雜質顆粒直徑的平方成正比,與流速及流體粘度成反比。擴散:雜質顆粒由于布朗運動而離開流線和微孔孔道壁接觸,從而被捕捉。擴散捕捉與流速及流體粘度成反比。

    來源:萍鄉市恒昌化工新材料有限公司
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