RU2381052C2 - Method of producing high-heat resistant long-life filtering fibre material - Google Patents
Method of producing high-heat resistant long-life filtering fibre material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2381052C2 RU2381052C2 RU2008111927/12A RU2008111927A RU2381052C2 RU 2381052 C2 RU2381052 C2 RU 2381052C2 RU 2008111927/12 A RU2008111927/12 A RU 2008111927/12A RU 2008111927 A RU2008111927 A RU 2008111927A RU 2381052 C2 RU2381052 C2 RU 2381052C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- aluminum
- aqueous solution
- ratio
- hours
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 17
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 24
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 10
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 7
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical class [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical class [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 6
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 claims description 6
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- -1 aluminum ion Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 5
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 claims description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 4
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 4
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminum chloride Substances Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 4
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical class [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 2
- 229960002337 magnesium chloride Drugs 0.000 claims 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000011147 magnesium chloride Nutrition 0.000 claims 1
- YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N magnesium nitrate Inorganic materials [Mg+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052943 magnesium sulfate Chemical class 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 abstract 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 7
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 4
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 238000005185 salting out Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N activated carbon Substances [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N divinylbenzene Substances C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 235000014101 wine Nutrition 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Filtering Materials (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения фильтрующего материала, в частности к способу получения фильтрующих волокнистых материалов (ФВМ), которые могут быть использованы для удаления из жидких сред ингредиентов различной природы, морфологии и состава. Области применения таких материалов - экология (очистка сточных вод), пищевая промышленность - осветление напитков (пива, соков, вина и др.), а также атомная, химическая, радиоэлектронная, медицинская промышленность - для решения ряда задач, связанных с фильтрацией жидких сред.The invention relates to a technology for producing filter material, in particular to a method for producing filtering fibrous materials (PCF), which can be used to remove ingredients of various nature, morphology and composition from liquid media. The fields of application of such materials are ecology (wastewater treatment), the food industry - clarification of beverages (beer, juice, wine, etc.), as well as the atomic, chemical, electronic, medical industries - to solve a number of problems associated with filtering liquid media.
ФВМ получают путем поэтапного процесса, включающего диспергирование волокон в воде, отливку волокнистой суспензии в форму с последующим удалением избытка жидкости, совмещение сырого блока со связующей композицией, сушку и обжиг.The PCF is obtained by a phased process, including dispersing the fibers in water, casting the fiber suspension into a mold, followed by removing excess liquid, combining the crude block with a binder composition, drying and firing.
В качестве волокон используют неорганические волокна различного состава и структуры:Inorganic fibers of various composition and structure are used as fibers:
- аморфные кварцевые, кремнеземные и стеклянные;- amorphous quartz, silica and glass;
- поликристаллические оксида алюминия, муллита, каолина;- polycrystalline alumina, mullite, kaolin;
- монокристаллические оксида алюминия, карбида кремния, нитрида кремния.- single crystal alumina, silicon carbide, silicon nitride.
Диаметр исходных волокон от 0.2 до 10 мкм.The diameter of the starting fibers is from 0.2 to 10 microns.
В качестве связки используют двойные или тройные системы оксид алюминия - оксид кремния, оксид алюминия - оксид кремния - оксид магния. Для внесения связки в материал применяют композиции кремнезоль - растворы солей алюминия, магния. По сухому остатку доля связующего в материале составляет 5-15 мас.%. Температура сушки - 100-300°С, обжига - 700-1200°С. Плотность готового материала составляет 0.2-0.9 г/см3.As a binder, double or triple systems of alumina - silica, alumina - silica - magnesium oxide are used. To make a binder in the material, silica sol compositions are used - solutions of aluminum and magnesium salts. According to the dry residue, the proportion of the binder in the material is 5-15 wt.%. Drying temperature - 100-300 ° С, firing - 700-1200 ° С. The density of the finished material is 0.2-0.9 g / cm 3 .
Размер пор - от 0.1 до 50 мкм.The pore size is from 0.1 to 50 microns.
Описание изобретенияDescription of the invention
Изобретение относится к технологии получения фильтрующего материала, в частности к способу получения фильтрующих волокнистых материалов (ФВМ), которые могут быть использованы для удаления из жидких сред ингредиентов различной природы.The invention relates to a technology for producing filter material, in particular to a method for producing filtering fibrous materials (PCF), which can be used to remove ingredients of various nature from liquid media.
Известен способ создания фильтрующего материала для фильтрации текучих сред, в том числе потоков газов и жидкостей. Предложен фильтрующий материал, содержащий листовую подложку с первой поверхностью и второй поверхностью, на каждой из которых имеется слой тонкого волокна с диаметром примерно 0,001-0,5 мкм, причем толщина слоя составляет менее 5 мкм, а тонкое волокно сформировано в количестве, обеспечивающем общую эффективность очистки любого одного слоя менее 90% и эффективность очистки более 90% при использовании обоих слоев в сочетании, определяемые по методу ASTM-1215-89 с использованием монодисперсного полистирольного латекса с размером частиц 0,78 мкм при скорости фильтрации 20 фут/мин (0,1 м/с), при этом волокно содержит полимер конденсации, полимер присоединения и смолистую добавку. Патент RU 2280491 С2, оп. 2004.08.27.A known method of creating a filter material for filtering fluids, including gas and liquid flows. A filter material is proposed comprising a sheet substrate with a first surface and a second surface, on each of which there is a layer of thin fiber with a diameter of about 0.001-0.5 μm, the layer thickness being less than 5 μm, and the thin fiber is formed in an amount that provides overall efficiency the purification of any one layer is less than 90% and the cleaning efficiency is more than 90% when using both layers in combination, determined according to ASTM-1215-89 using monodispersed polystyrene latex with a particle size of 0.78 μm at s grow filter 20 ft / min (0.1 m / s), wherein the fiber comprises a condensation polymer and addition polymer resinous additive. Patent RU 2280491 C2, op. 2004.08.27.
Недостатком указанного материала является то обстоятельство, что он не обладает достаточной гидродинамической устойчивостью и не пригоден для многократного использования после циклов очистки жидких сред, как, например, при фильтрации пива, напитков и др.The disadvantage of this material is the fact that it does not have sufficient hydrodynamic stability and is not suitable for repeated use after cleaning cycles of liquid media, such as, for example, when filtering beer, drinks, etc.
Известен фильтрующий материал для очистки жидких и газообразных сред. Фильтрующий материал состоит из термически связанных слоев, включающих:Known filter material for cleaning liquid and gaseous media. The filter material consists of thermally bonded layers, including:
a) слой из термопластичных волокон, составляющих в фильтрующем материале от 10 до 90 мас.%, средний диаметр волокон от 0.1 до 50 мкм и длина волокон от 0.1 до 15 см;a) a layer of thermoplastic fibers constituting from 10 to 90 wt.% in the filter material, an average fiber diameter of 0.1 to 50 μm and a fiber length of 0.1 to 15 cm;
b) слой из стеклянных волокон со средним диаметром от 0.1 до 50 мкм и характеристическим отношением (отношение длины волокна к диаметру) от 10 до 10000, толщина слоя от 0.1 до 2 мкм; размер пор 0.2 мкм и выше. Патент ЕР 1894609. Оп. 2008-03-05.b) a layer of glass fibers with an average diameter of from 0.1 to 50 microns and a characteristic ratio (ratio of fiber length to diameter) from 10 to 10000, the layer thickness is from 0.1 to 2 microns; pore size 0.2 μm and higher. Patent EP 1894609. Op. 2008-03-05.
Недостатком указанного материала является невозможность обеспечить воспроизводимость параметров пористой структуры материала при заявленных характеристиках и добиться высокого уровня показателей эффективности удаления компонентов из жидкой среды.The disadvantage of this material is the inability to ensure reproducibility of the parameters of the porous structure of the material with the declared characteristics and to achieve a high level of performance indicators of the removal of components from a liquid medium.
Наиболее близким по технической сути к настоящему изобретению может быть отнесен материал, описанный в патенте US 7264652, оп. 2007.09.04.The closest in technical essence to the present invention can be attributed to the material described in patent US 7264652, op. 2007.09.04.
В указанном патенте описан фильтрующий волокнистый материал, приготовленный из композиции, содержащей волокна оксида алюминия, оксида кремния или стеклянные; неорганическую связку - оксид алюминия, оксид кремния или цеолит, а также гидрофобный материал - активированный углерод, графит или сополимер дивинилбензола. Исходную суспензию отливают в форму, затем сушат и обжигают при температуре 150-170°С.The said patent describes a filtering fibrous material prepared from a composition comprising alumina, silica or glass fibers; inorganic binder - alumina, silicon oxide or zeolite, as well as a hydrophobic material - activated carbon, graphite or divinylbenzene copolymer. The initial suspension is molded, then dried and calcined at a temperature of 150-170 ° C.
Недостатком указанного материала является быстрая потеря механической прочности по мере прохождения через материал жидкости, а также невозможность многократного использования.The disadvantage of this material is the rapid loss of mechanical strength as it passes through the liquid material, as well as the inability to reuse it.
Цель настоящего изобретения - создать фильтрующий материал с высокой гидродинамической устойчивостью и пригодный для многократного использования после циклов очистки жидких сред, как, например, при фильтрации пива, напитков и др.The purpose of the present invention is to create a filter material with high hydrodynamic stability and suitable for repeated use after cleaning cycles of liquid media, such as, for example, when filtering beer, drinks, etc.
Указанная цель достигается тем, что исходную суспензию, содержащую неорганические волокна и связующее, отливают в формовочную емкость, а затем проводят сушку и обжиг, согласно изобретению связующую композицию готовят на основе двойных или тройных систем, применяя кремнезоль, водные растворы солей алюминия и магния; введение связующего ведут путем пропитки сырого блока связующей композицией с последующей выдержкой в течение фиксированного времени; сушку ведут при 100-300°С с продолжительностью от 1 до 3 ч и обжиг блока ведут при 700-1200°С с выдержкой от 1 до 4 ч.This goal is achieved by the fact that the initial suspension containing inorganic fibers and a binder is cast into a molding container, and then drying and firing are carried out, according to the invention, the binder composition is prepared on the basis of binary or ternary systems using silica, aqueous solutions of aluminum and magnesium salts; the introduction of a binder is carried out by impregnation of the crude block with a binder composition, followed by exposure for a fixed time; drying is carried out at 100-300 ° C with a duration of 1 to 3 hours and the block is fired at 700-1200 ° C with a holding time of 1 to 4 hours.
Также в качестве неорганических волокон используются аморфные кварцевые, кремнеземные и стеклянные; поликристаллические оксида алюминия, муллита, каолина; монокристаллические оксида алюминия, карбида кремния, нитрида кремния, волокна с исходным диаметром от 0.2 до 10 мкм.Amorphous quartz, silica and glass are also used as inorganic fibers; polycrystalline alumina, mullite, kaolin; single-crystal alumina, silicon carbide, silicon nitride, fibers with an initial diameter of 0.2 to 10 microns.
Применяется кремнезоль с pH 8,0-10,5 и массовой долей диоксида кремния 200-300 г/дм3.Silica is used with a pH of 8.0-10.5 and a mass fraction of silicon dioxide of 200-300 g / dm 3 .
Также в качестве водного раствора соли алюминия используют водный раствор одной из солей алюминия - хлорида алюминия, нитрата алюминия или сульфата алюминия - с содержанием иона алюминия от 2 до 6 мас.%.Also, as an aqueous solution of aluminum salt, an aqueous solution of one of the aluminum salts — aluminum chloride, aluminum nitrate or aluminum sulfate — with an aluminum ion content of from 2 to 6 wt.% Is used.
В качестве водного раствора соли магния используют водный раствор одной из солей магния - хлорида, нитрата или сульфата - с содержанием иона магния от 2 до 8 мас.%.As an aqueous solution of a magnesium salt, an aqueous solution of one of the magnesium salts — chloride, nitrate or sulfate — with a magnesium ion content of 2 to 8 wt.% Is used.
Кроме этого, по сухому остатку доля связующего в материале составляет 5-15 мас.%. Кроме этого, используется следующее соотношение компонентов композиции:In addition, the solids fraction of the binder in the material is 5-15 wt.%. In addition, the following ratio of the components of the composition is used:
- в двойной системе кремнезоль - водный раствор соли алюминия отношение Si:Al составляет от 4:1 до 1:5; предпочтительно от 3:1 до 1:2:- in a binary system silica sol - an aqueous solution of an aluminum salt, the Si: Al ratio is from 4: 1 to 1: 5; preferably from 3: 1 to 1: 2:
- в тройной системе кремнезоль - водный раствор соли алюминия - водный раствор соли магния отношение Si:Al:Mg составляет от 8:4:1 до 1:5:1 соответственно.- in the ternary system silica sol - an aqueous solution of an aluminum salt - an aqueous solution of a magnesium salt, the ratio Si: Al: Mg is from 8: 4: 1 to 1: 5: 1, respectively.
Продолжительность выдержки блока после пропитки связующим составляет от 1 до 24 ч.The exposure time of the block after impregnation with a binder is from 1 to 24 hours
Полученный материал содержит жесткий волокнистый каркас, в котором в местах контактов волокон (узлах) создается прочное и устойчивое к действию высоких температур и жидкой среды соединение.The resulting material contains a rigid fibrous skeleton in which a strong and resistant to high temperatures and liquid medium compound is created at the fiber contact points (nodes).
Материалы из волокон различного рода (как органической, так и неорганической природы) в виде бумаги, матов, картона, жестких структур и пр. часто используются при фильтрации жидких или газообразных сред. К их достоинствам относится: высокая производительность, возможность варьирования размеров пор за счет выбора исходных волокон, использования различного рода адсорбционных эффектов и др.Materials from fibers of various kinds (both organic and inorganic nature) in the form of paper, mats, cardboard, rigid structures, etc. are often used in the filtration of liquid or gaseous media. Their advantages include: high performance, the ability to vary pore sizes due to the choice of source fibers, the use of various kinds of adsorption effects, etc.
Однако создать эффективный и долговечный волокнистый фильтр для жидких сред весьма сложно, поскольку эта среда очень быстро разрушает фильтр.However, it is very difficult to create an effective and durable fiber filter for liquid media, since this medium destroys the filter very quickly.
Для создания долговечного фильтра необходимо организовать прочную связь в местах контактов волокон, чтобы сформировалась жесткая пространственная структура, способная противостоять потокам жидкости. В случае неорганических волокон (кварцевых, кремнеземных и стеклянных; оксида алюминия, муллита, каолина и др.) организовать такую связь достаточно сложно, так как при использовании обычных технологий введения связки через жидкую фазу в процессе сушки наблюдается эффект выноса связующего на поверхность материала, а также целый ряд иных процессов, приводящих к тому, что контакты волокон друг с другом являются слабым местом материала. В настоящем изобретении эффективный и долговечный волокнистый.To create a long-lasting filter, it is necessary to organize a strong bond at the points of contact of the fibers so that a rigid spatial structure is formed that can withstand fluid flows. In the case of inorganic fibers (quartz, silica, and glass; alumina, mullite, kaolin, etc.), it is rather difficult to organize such a bond, since using conventional technologies of introducing a binder through the liquid phase during drying, the effect of transferring the binder to the surface of the material is observed, and also a number of other processes leading to the fact that the contacts of the fibers with each other are the weak point of the material. In the present invention, effective and durable fibrous.
Диаметр исходных волокон от 0.2 до 10 мкм. Если использовать волокна с исходным диаметром менее 0.2 мкм, то значительно усиливается процесс флокуляции на стадии жидкой переработки волокнистой массы, что значительно затрудняет решение задачи получения прочного материала с высокой гидродинамической устойчивостью.The diameter of the starting fibers is from 0.2 to 10 microns. If you use fibers with an initial diameter of less than 0.2 μm, the flocculation process at the stage of liquid processing of pulp is significantly enhanced, which greatly complicates the solution of the problem of obtaining durable material with high hydrodynamic stability.
Если использовать волокна с исходным диаметром более 10 мкм, то размер пор в готовом материале становится слишком большим и эффективность использования такого материала в качестве фильтрующего снижается.If you use fibers with an initial diameter of more than 10 μm, then the pore size in the finished material becomes too large and the efficiency of using such a material as a filter decreases.
Состав композицииComposition
1. Кремнезоль с pH 8,0-10,5 и массовой долей диоксида кремния 200-300 г/дм3;1. Silica sol with a pH of 8.0-10.5 and a mass fraction of silica of 200-300 g / dm 3 ;
При использовании кремнезоля с pH менее 8,0 или более 10,5 сложно было обеспечить воспроизводимость условий закрепления связующего в материале в местах стыка волокон, что приводило к недопустимой потере прочности волокон.When using silica with a pH of less than 8.0 or more than 10.5, it was difficult to ensure reproducibility of the fixing conditions of the binder in the material at the junction of the fibers, which led to an unacceptable loss of fiber strength.
При использовании кремнезоля с массовой долей диоксида кремния менее 200 г/дм3 наблюдалось усиление процесса высаливания (выноса связующего при сушке из внутренних областей материала на поверхность), а при использовании кремнезоля с массовой долей диоксида кремния более 300 г/дм3 отмечали неравномерность распространения связующего по объему материала, что приводило к низкой его прочности.When using silica with a mass fraction of silicon dioxide of less than 200 g / dm 3 , an intensification of the salting out process was observed (removal of the binder during drying from the internal regions of the material to the surface), and when using silica with a mass fraction of silicon dioxide of more than 300 g / dm 3, uneven distribution of the binder was noted by volume of material, which led to its low strength.
2. Водный раствор одной из солей алюминия (хлорида, нитрата или сульфата) с содержанием иона алюминия от 2 до 6 мас.%. При использовании растворов с содержанием иона алюминия менее 2 мас.% наблюдалось усиление процесса высаливания связующего, а при использовании растворов с содержанием иона алюминия более 6 мас.% отмечали неравномерность распространения связующего по объему материала, что приводило к низкой его прочности.2. An aqueous solution of one of the aluminum salts (chloride, nitrate or sulfate) with an aluminum ion content of from 2 to 6 wt.%. When using solutions with an aluminum ion content of less than 2 wt.%, An intensification of the binder salting out process was observed, and when using solutions with an aluminum ion content of more than 6 wt.%, The distribution of the binder over the volume of the material was uneven, which led to its low strength.
3. Водный раствор одной из солей магния (хлорида, нитрата или сульфата) с содержанием иона магния от 2 до 8 мас.%. При использовании растворов с содержанием иона магния менее 2 мас.% наблюдалось усиление процесса высаливания связующего, а при использовании растворов с содержанием иона магния более 8 мас.% отмечали неравномерность распространения связующего по объему материала, что приводило к низкой его прочности.3. An aqueous solution of one of the salts of magnesium (chloride, nitrate or sulfate) with a magnesium ion content of from 2 to 8 wt.%. When using solutions with a magnesium ion content of less than 2 wt.%, An intensification of the binder salting out process was observed, and when using solutions with a magnesium ion content of more than 8 wt.%, The distribution of the binder over the volume of the material was uneven, which led to its low strength.
Соотношение компонентов композиции:The ratio of the components of the composition:
- в двойной системе кремнезоль - водный раствор соли алюминия отношение Si:Al составляет от 4:1 до 1:5; предпочтительно от 3:1 до 1:2:- in a binary system silica sol - an aqueous solution of an aluminum salt, the Si: Al ratio is from 4: 1 to 1: 5; preferably from 3: 1 to 1: 2:
- в тройной системе кремнезоль - водный раствор соли алюминия - водный раствор соли магния отношение Si:Al:Mg составляет от 8:4:1 до 1:5:1 соответственно. - in the ternary system silica sol - an aqueous solution of an aluminum salt - an aqueous solution of a magnesium salt, the ratio Si: Al: Mg is from 8: 4: 1 to 1: 5: 1, respectively.
Способ получения ФВМ включает следующие последовательные операции:A method of obtaining a PCM includes the following sequential operations:
- диспергирование исходных волокон в воде до достижения требуемого соотношения длины волокон к диаметру;- dispersing the source fibers in water to achieve the desired ratio of fiber length to diameter;
- отливку волокнистой пульпы в форму и удаление избыточной жидкости вакуумированием;- casting of fibrous pulp into a mold and removal of excess liquid by evacuation;
- пропитку сырого блока связующей композицией с последующей выдержкой в течение времени, достаточного для образования геля и закрепления связующего в местах контактов. Продолжительность выдержки в зависимости от вида волокон, их диаметра, состояния поверхности и состава связующего лежит в пределах от 1 до 24 ч;- impregnation of the crude block with a binder composition, followed by exposure for a time sufficient to form a gel and fix the binder at the contact points. The exposure time, depending on the type of fiber, their diameter, surface condition and binder composition, ranges from 1 to 24 hours;
- сушку при 100-300°С продолжительностью от 1 до 3 ч и обжиг блока при 700-1200°С с выдержкой от 1 до 4 ч.- drying at 100-300 ° C for a duration of 1 to 3 hours and firing the block at 700-1200 ° C with a holding time of 1 to 4 hours.
При использовании температуры сушки менее 100°С и длительности менее 1 часа удаление влаги из материала было недостаточным, а при использовании температуры сушки более 300°С и длительности более 24 ч эффективность процесса сушки значительно падала.When using a drying temperature of less than 100 ° C and a duration of less than 1 hour, the removal of moisture from the material was insufficient, and when using a drying temperature of more than 300 ° C and a duration of more than 24 hours, the efficiency of the drying process decreased significantly.
При использовании температуры обжига ниже 700°С и продолжительности менее 1 ч не происходило надежного образования прочных узлов в материале; а при использовании температуры обжига выше 1200°С и длительности более 3 ч в ряде случаев происходит значительная усадка и деградация материала.When using a firing temperature below 700 ° C and a duration of less than 1 h, there was no reliable formation of strong nodes in the material; and when using a firing temperature above 1200 ° C and a duration of more than 3 hours, in some cases, significant shrinkage and degradation of the material occurs.
По сухому остатку доля связующего в материале составляет 5-15 мас.%. При доле связующего менее 5 мас.%. прочность материала мала, а при доле связующего более 15 мас.% происходит снижение показателей материала по производительности при фильтрации. According to the dry residue, the proportion of the binder in the material is 5-15 wt.%. With a binder fraction of less than 5 wt.%. the strength of the material is small, and with a binder fraction of more than 15 wt.%, the performance of the material decreases during filtration.
Параметры готового материала:Parameters of the finished material:
- плотность составляет 0.2-0.9 г/см3;- the density is 0.2-0.9 g / cm 3 ;
- размер пор - от 0.1 до 50 мкм. Этот параметр может быть задан заранее в зависимости от требований, вытекающих из условий эксплуатации материала. Технологически этот параметр обеспечивается выбором исходного волокна и плотностью материала;- pore size - from 0.1 to 50 microns. This parameter can be set in advance depending on the requirements arising from the operating conditions of the material. Technologically, this parameter is provided by the choice of the initial fiber and the density of the material;
- материал обладал высокими показателями гидродинамической устойчивости материала, которую определяли по уровню сохранения прочности материала после прохождения через него 100 л воды кв.см поверхности. По этому показателю материалы сохраняли прочность на 95-100%;- the material had high hydrodynamic stability of the material, which was determined by the level of preservation of the strength of the material after passing through it 100 l of water per square cm surface. According to this indicator, the materials retained strength by 95-100%;
- уровень долговечности оценивали по степени сохранения прочности после 10 циклов фильтрации жидкости с органическим компонентом с последующим прокаливанием при 500°С для удаления органики. Уровень сохранение прочности составил 92-99%.- the durability level was estimated by the degree of strength preservation after 10 cycles of filtering the liquid with the organic component, followed by calcination at 500 ° C to remove organics. The strength retention rate was 92-99%.
Предложенное изобретение иллюстрируется примерамиThe proposed invention is illustrated by examples.
Пример 1Example 1
Для изготовления ФВМ использовали поликристаллические волокна оксида алюминия со средним диаметром 2,4 мкм. Волокна измельчили в диспергаторе до соотношения длины волокон к диаметру, равного 70-90. Суспензию отливали в форму и удаляли избыток жидкости. Связующую композицию готовили, смешивая кремнезоль pH с 9.0 и массовой долей диоксида кремния 220 г/дм3 с водным раствором хлорида алюминия с содержанием алюминия 5 мас.% при соотношении компонентов Si:Al, равном 2:1. Количество связующего брали из расчета 10 мас.% связки в готовом материале в пересчете на окислы. Сырой блок пропитывали связующим и выдерживали 5 ч при комнатной температуре. Затем проводили сушку при 250°С 2 ч и обжиг при 1200°С 3 ч.Polycrystalline alumina fibers with an average diameter of 2.4 μm were used to fabricate the PCM. The fibers were crushed in a dispersant to a ratio of fiber length to diameter of 70-90. The suspension was cast and the excess liquid removed. A binder composition was prepared by mixing silica with a pH of 9.0 and a mass fraction of silica of 220 g / dm 3 with an aqueous solution of aluminum chloride with an aluminum content of 5 wt.% With a Si: Al component ratio of 2: 1. The amount of binder was taken from the calculation of 10 wt.% Binder in the finished material in terms of oxides. The crude block was impregnated with a binder and incubated for 5 hours at room temperature. Then, drying was carried out at 250 ° С for 2 h and calcination at 1200 ° С for 3 h.
Готовый материал имел плотность 0.3 г/см3; средний размер пор 12-15 мкм; высокую гидродинамическую устойчивость и выдерживал многократную регенерацию.The finished material had a density of 0.3 g / cm 3 ; the average pore size of 12-15 microns; high hydrodynamic stability and withstood multiple regeneration.
Такой материал с успехом может быть использован для очистки воды от нефтепродуктов.Such material can be successfully used to purify water from oil products.
Пример 2Example 2
Настоящий пример описывает изготовление высокотермостойкого долговечного ФВМ с применением двухкомпонентного связующего с волокнами из кварца или кремнезема.This example describes the manufacture of a highly heat-resistant long-life PCM using a two-component binder with fibers of quartz or silica.
Диаметр исходных волокон от 2 до 3 мкм.The diameter of the starting fibers is from 2 to 3 microns.
Волокна измельчили в диспергаторе. Суспензию отливали в форму и удаляли избыток жидкости.The fibers were pulverized in a dispersant. The suspension was cast and the excess liquid removed.
Состав связующего: - в двойной системе кремнезоль - водный раствор соли алюминия - хлорида, нитрата, сульфата (содержание алюминия 5 мас.%). Соотношение Si:Al составляло: 1) 5:1; 2) 4:1; 3) 3:1; 4)1:2; 5) 1:5; 6) 1:7.The composition of the binder: - in a binary system silica sol - an aqueous solution of aluminum salt - chloride, nitrate, sulfate (aluminum content of 5 wt.%). The ratio of Si: Al was: 1) 5: 1; 2) 4: 1; 3) 3: 1; 4) 1: 2; 5) 1: 5; 6) 1: 7.
Кремнезоль применяли pH с 9.0 и массовой долей диоксида кремния 220 г/дм3. Silica sol was used with a pH of 9.0 and a mass fraction of silica of 220 g / dm 3.
Количество связующего брали из расчета 10 мас.% связующего в готовом материале в пересчете на окислы.The amount of binder was taken from the calculation of 10 wt.% Binder in the finished material in terms of oxides.
Сырой блок пропитывали связующим и выдерживали 5 ч при комнатной температуре. Затем проводили сушку при 250°С 2 ч и обжиг при 1200°С 3 ч. Готовый материал имел свойства: плотность 0.3 г/см3; средний размер пор 12-15 мкм; высокую гидродинамическую устойчивость и выдерживал многократную регенерацию.The crude block was impregnated with a binder and incubated for 5 hours at room temperature. Then, drying was carried out at 250 ° C for 2 hours and calcination at 1200 ° C for 3 hours. The finished material had the properties: density 0.3 g / cm 3 ; the average pore size of 12-15 microns; high hydrodynamic stability and withstood multiple regeneration.
Гидродинамическую устойчивость оценивали по числу циклов фильтрация-регенерация, после которых материал сохранял не менее чем 90% от своей первоначальной прочности.Hydrodynamic stability was evaluated by the number of filtration-regeneration cycles, after which the material retained at least 90% of its initial strength.
Фильтрацию проводили на модельных растворах, аналогичных тем, что имеют место при производстве пива. Цикл фильтрации состоял в пропускании 100 л модельного раствора на 1 квадратный см поверхности фильтра. Регенерация производилась путем термообработки фильтра с органическим осадком при 500°С 1 ч.Filtration was carried out on model solutions similar to those that occur in the production of beer. The filtration cycle consisted of passing 100 l of model solution per 1 square cm of filter surface. Regeneration was carried out by heat treatment of the filter with organic sediment at 500 ° C for 1 h.
После 10 циклов фильтрация-регенерация получены следующие результаты.After 10 cycles of filtration-regeneration, the following results were obtained.
Уровень прочности материала по отношению к исходной прочности в зависимости от соотношения Si:Al составил:The strength level of the material with respect to the initial strength, depending on the ratio of Si: Al, was:
- при соотношении Si:Al 5:1 50%;- with the ratio of Si: Al 5: 1 50%;
- при соотношении Si:Al 4:1 85%;- with a ratio of Si: Al 4: 1 85%;
- при соотношении Si:Al 3:1 95%;- with a ratio of Si: Al 3: 1 95%;
- при соотношении Si:Al 1:2 93%;- with a ratio of Si: Al 1: 2 93%;
- при соотношении Si:Al 1:5 87%;- with the ratio of Si: Al 1: 5 87%;
- при соотношении Si:Al 1:7 55%.- with the ratio of Si: Al 1: 7 55%.
Пример 3Example 3
Настоящий пример описывает изготовление высокотермостойкого долговечного ФВМ с применением двухкомпонентного связующего с волокнами из монокристаллические оксида алюминия, карбида кремния или нитрида кремния. Диаметр исходных волокон от 2 до 3 мкм.This example describes the manufacture of a highly heat-resistant long-life PCM using a two-component binder with fibers of single crystal alumina, silicon carbide or silicon nitride. The diameter of the starting fibers is from 2 to 3 microns.
Волокна измельчили в диспергаторе. Суспензию отливали в форму и удаляли избыток жидкости.The fibers were pulverized in a dispersant. The suspension was cast and the excess liquid removed.
Состав связующего: - в двойной системе кремнезоль - водный раствор соли алюминия - хлорида, нитрата, сульфата (содержание алюминия 5 мас.%). Соотношение Si:Al составляло: 1) 5:1; 2) 4:1; 3) 3:1; 4) 1:2; 5) 1:5; 6) 1:7.The composition of the binder: - in a binary system silica sol - an aqueous solution of aluminum salt - chloride, nitrate, sulfate (aluminum content of 5 wt.%). The ratio of Si: Al was: 1) 5: 1; 2) 4: 1; 3) 3: 1; 4) 1: 2; 5) 1: 5; 6) 1: 7.
Кремнезоль применяли pH с 9.0 и массовой долей диоксида кремния 220 г/дм3 . Количество связующего брали из расчета 10 мас.% связующего в готовом материале в пересчете на окислы.Silica sol was used with a pH of 9.0 and a mass fraction of silica of 220 g / dm 3 . The amount of binder was taken from the calculation of 10 wt.% Binder in the finished material in terms of oxides.
Сырой блок пропитывали связующим и выдерживали 5 ч при комнатной температуре. Затем проводили сушку при 250°С 2 ч и обжиг при 1200°С 3 ч.The crude block was impregnated with a binder and incubated for 5 hours at room temperature. Then, drying was carried out at 250 ° С for 2 h and calcination at 1200 ° С for 3 h.
Готовый материал имел свойства:The finished material had the properties:
плотность 0.3-0,45 г/см3; средний размер пор 12-25 мкм; высокую гидродинамическую устойчивость и выдерживал многократную регенерацию.density 0.3-0.45 g / cm 3 ; average pore size 12-25 microns; high hydrodynamic stability and withstood multiple regeneration.
Гидродинамическую устойчивость оценивали по числу циклов фильтрация-регенерация, после которых материал сохранял не менее чем 90% от своей первоначальной прочности.Hydrodynamic stability was evaluated by the number of filtration-regeneration cycles, after which the material retained at least 90% of its initial strength.
Фильтрацию проводили на модельных растворах, аналогичных тем, что имеют место при производстве пива. Цикл фильтрации состоял в пропускании 100 л модельного раствора на 1 квадратный см поверхности фильтра. Регенерация производилась путем термообработки фильтра с органическим осадком при 500°С 1 ч. После 10 циклов фильтрация-регенерация получены следующие результаты.Filtration was carried out on model solutions similar to those that occur in the production of beer. The filtration cycle consisted of passing 100 l of model solution per 1 square cm of filter surface. Regeneration was carried out by heat treatment of the filter with organic sludge at 500 ° C for 1 h. After 10 cycles of filtration-regeneration, the following results were obtained.
- В случае использования волокон оксида алюминия:- In the case of alumina fibers:
Уровень прочности материала по отношению к исходной прочности в зависимости от соотношения Si:Al составил:The strength level of the material with respect to the initial strength, depending on the ratio of Si: Al, was:
- при соотношении Si:Al 5:1 60%;- with the ratio of Si: Al 5: 1 60%;
- при соотношении Si:Al 4:1 85%;- with a ratio of Si: Al 4: 1 85%;
- при соотношении Si:Al 3:1 95%;- with a ratio of Si: Al 3: 1 95%;
- при соотношении Si:Al 1:2 94%;- with a ratio of Si: Al 1: 2 94%;
- при соотношении Si:Al 1:5 82%;- with the ratio of Si: Al 1: 5 82%;
- при соотношении Si:Al 1:7 55%.- with the ratio of Si: Al 1: 7 55%.
- В случае использования волокон из карбида кремния:- In the case of silicon carbide fibers:
Уровень прочности материала по отношению к исходной прочности в зависимости от соотношения Si:Al составил:The strength level of the material with respect to the initial strength, depending on the ratio of Si: Al, was:
- при соотношении Si:Al 5:1 70%;- with the ratio of Si: Al 5: 1 70%;
- при соотношении Si:Al 4:1 85%;- with a ratio of Si: Al 4: 1 85%;
- при соотношении Si:Al 3:1 97%;- with a ratio of Si: Al 3: 1 97%;
- при соотношении Si:Al 1:2 98%;- with a ratio of Si: Al 1: 2 98%;
- при соотношении Si:Al 1:5 82%;- with the ratio of Si: Al 1: 5 82%;
- при соотношении Si:Al 1:7 65%.- with a ratio of Si: Al 1: 7 65%.
- В случае использования волокон из нитрида кремния:- When using silicon nitride fibers:
Уровень прочности материала по отношению к исходной прочности в зависимости от соотношения Si:Al составил:The strength level of the material with respect to the initial strength, depending on the ratio of Si: Al, was:
- при соотношении Si:Al 5:1 50%;- with the ratio of Si: Al 5: 1 50%;
- при соотношении Si:Al 4:1 85%;- with a ratio of Si: Al 4: 1 85%;
- при соотношении Si:Al 3:1 95%;- with a ratio of Si: Al 3: 1 95%;
- при соотношении Si:Al 1:2 97%;- with the ratio of Si: Al 1: 2 97%;
- при соотношении Si:Al 1:5 87%;- with the ratio of Si: Al 1: 5 87%;
- при соотношении Si:Al 1:7 59%.- with a ratio of Si: Al 1: 7 59%.
Пример 4Example 4
Настоящий пример описывает изготовление высокотермостойкого долговечного ФВМ с применением трехкомпонентного связующего с волокнами из кварца или кремнезема.This example describes the manufacture of a highly heat-resistant long-life PCM using a three-component binder with fibers of quartz or silica.
Диаметр исходных волокон от 2 до 3 мкм.The diameter of the starting fibers is from 2 to 3 microns.
Волокна измельчили в диспергаторе. Суспензию отливали в форму и удаляли избыток жидкости.The fibers were pulverized in a dispersant. The suspension was cast and the excess liquid removed.
Состав связующего: - в тройной системе кремнезоль - водный раствор соли алюминия - водный раствор соли магния при различных соотношениях Si:Al:Mg.The composition of the binder: - in the ternary system silica sol - an aqueous solution of aluminum salt - an aqueous solution of magnesium salt at various ratios of Si: Al: Mg.
Кремнезоль применяли pH с 9.0 и массовой долей диоксида кремния 220 г/дм3; содержание алюминия в водном растворе соли алюминия 5 мас.%; содержание магния в водном растворе соли магния 5 мас.%.Silica sol was used with a pH of 9.0 and a mass fraction of silica of 220 g / dm 3 ; the aluminum content in an aqueous solution of an aluminum salt of 5 wt.%; the magnesium content in the aqueous solution of magnesium salt is 5 wt.%.
Количество связующего брали из расчета 10 мас.% связки в готовом материале в пересчете на окислы.The amount of binder was taken from the calculation of 10 wt.% Binder in the finished material in terms of oxides.
Сырой блок пропитывали связующим и выдерживали 5 ч при комнатной температуре. Затем проводили сушку при 250°С 2 ч и обжиг при 1200°С 3 ч.The crude block was impregnated with a binder and incubated for 5 hours at room temperature. Then, drying was carried out at 250 ° С for 2 h and calcination at 1200 ° С for 3 h.
Готовый материал имел свойства:The finished material had the properties:
плотность 0.3-0.4 г/см3; средний размер пор 12-26 мкм; высокую гидродинамическую устойчивость и выдерживал многократную регенерацию.density 0.3-0.4 g / cm 3 ; the average pore size of 12-26 microns; high hydrodynamic stability and withstood multiple regeneration.
Гидродинамическую устойчивость оценивали по числу циклов фильтрация-регенерация, после которых материал сохранял не менее чем 90% от своей первоначальной прочности.Hydrodynamic stability was evaluated by the number of filtration-regeneration cycles, after which the material retained at least 90% of its initial strength.
Фильтрацию проводили на модельных растворах, аналогичных тем, что имеют при производстве пива. Цикл фильтрации состоял в пропускании 100 л модельного раствора на 1 квадратный см поверхности фильтра. Регенерация производилась путем термообработки фильтра с органическим осадком при 500°С 1 ч.Filtration was carried out on model solutions similar to those found in beer production. The filtration cycle consisted of passing 100 l of model solution per 1 square cm of filter surface. Regeneration was carried out by heat treatment of the filter with organic sediment at 500 ° C for 1 h.
После 10 циклов фильтрация-регенерация получены следующие результаты.After 10 cycles of filtration-regeneration, the following results were obtained.
Уровень прочности материала по отношению к исходной прочности в зависимости от соотношения Si:Al составил:The strength level of the material with respect to the initial strength, depending on the ratio of Si: Al, was:
- при соотношении Si:Al:Mg 9:4:1 73%;- with the ratio of Si: Al: Mg 9: 4: 1 73%;
- при соотношении Si:Al:Mg 8:4:1 95%;- with a ratio of Si: Al: Mg 8: 4: 1 95%;
- при соотношении Si:Al:Mg 1:5:1 96%;- with a ratio of Si: Al: Mg 1: 5: 1 96%;
- при соотношении Si:Al:Mg 1:5:2 64%.- with a ratio of Si: Al: Mg 1: 5: 2 64%.
Источники информации Information sources
1. RU 2280491 С2, оп. 2004.08.27; 1. RU 2280491 C2, op. 2004.08.27;
2. EP 1894609, оп. 2008-03-05; 2. EP 1894609, op. 2008-03-05;
3. US 7264652, оп. 2007.09.04.3. US 7264652, op. 2007.09.04.
Claims (8)
в двойной системе кремнезоль - водный раствор соли алюминия отношение Si:Al составляет от 4:1 до 1:5; предпочтительно от 3:1 до 1:2;
в тройной системе кремнезоль - водный раствор соли алюминия - водный раствор соли магния отношение Si:Al:Mg составляет от 8:4:1 до 1:5:1, соответственно.7. The method according to claim 5, characterized in that the following ratio of the components of the composition is used:
in the silica sol - aqueous solution of aluminum salt binary system, the Si: Al ratio is from 4: 1 to 1: 5; preferably from 3: 1 to 1: 2;
in the ternary system silica sol - an aqueous solution of an aluminum salt - an aqueous solution of a magnesium salt, the ratio Si: Al: Mg is from 8: 4: 1 to 1: 5: 1, respectively.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008111927/12A RU2381052C2 (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Method of producing high-heat resistant long-life filtering fibre material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008111927/12A RU2381052C2 (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Method of producing high-heat resistant long-life filtering fibre material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008111927A RU2008111927A (en) | 2009-10-10 |
| RU2381052C2 true RU2381052C2 (en) | 2010-02-10 |
Family
ID=41260221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008111927/12A RU2381052C2 (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Method of producing high-heat resistant long-life filtering fibre material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2381052C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2508151C2 (en) * | 2012-02-17 | 2014-02-27 | Владимир Климентьевич Дубовый | Method of removal soluble contaminants from water and means to this end |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2213074C1 (en) * | 2002-02-01 | 2003-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Method of manufacturing inorganic fibrous material |
| US20050241481A1 (en) * | 2002-07-19 | 2005-11-03 | Katsuhisa Honda | Filter for collecting chlorinated organic compound |
| EP1894609A1 (en) * | 2004-11-05 | 2008-03-05 | Donaldson Company, Inc. | Filter medium and structure |
-
2008
- 2008-03-31 RU RU2008111927/12A patent/RU2381052C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2213074C1 (en) * | 2002-02-01 | 2003-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Method of manufacturing inorganic fibrous material |
| US20050241481A1 (en) * | 2002-07-19 | 2005-11-03 | Katsuhisa Honda | Filter for collecting chlorinated organic compound |
| EP1894609A1 (en) * | 2004-11-05 | 2008-03-05 | Donaldson Company, Inc. | Filter medium and structure |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2508151C2 (en) * | 2012-02-17 | 2014-02-27 | Владимир Климентьевич Дубовый | Method of removal soluble contaminants from water and means to this end |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008111927A (en) | 2009-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10933382B2 (en) | Supported zeolite membranes | |
| Amin et al. | An overview of production and development of ceramic membranes | |
| US5712037A (en) | Substituted silica gel | |
| TWI388372B (en) | Method for preparing a porous inorganic coating on a porous support using certain pore formers | |
| JP5937569B2 (en) | Separation membrane structure made of honeycomb-shaped ceramic | |
| US5248643A (en) | Mixed zeolites and method for producing same | |
| JP6325450B2 (en) | Zeolite membrane regeneration method | |
| JP4209085B2 (en) | Zeolite composite membrane and method for producing the same | |
| CN113105223B (en) | Preparation and application of whisker-shaped ceramic membrane with low cost and high permeability | |
| CN108298947B (en) | Attapulgite ceramic membrane support, preparation method and use of boron-containing sintering aid | |
| JP2012072534A (en) | Hollow fiber porous body of natural zeolite, zeolite membrane composite porous body and method for manufacturing the same | |
| JP4917234B2 (en) | Ceramic filter and water purification method | |
| JPH0543219A (en) | Method of crystallization | |
| Fu et al. | Feasibility and challenges of low-cost ceramic membranes in water treatment applications | |
| JPWO2012128218A1 (en) | Porous body and honeycomb-shaped ceramic separation membrane structure | |
| RU2381052C2 (en) | Method of producing high-heat resistant long-life filtering fibre material | |
| US20010048971A1 (en) | Method of producing a porous ceramic with a zeolite coating | |
| JPH0543220A (en) | Method of crystallization | |
| JPWO2005021141A1 (en) | Gas separator and method for producing the same | |
| KR20010031784A (en) | Water treatment process | |
| JP6082106B2 (en) | Substrate having at least one surface partially or entirely flat and use thereof | |
| Rashad et al. | A systematic literature review of ceramic membranes applications in water treatment | |
| JP2009220039A (en) | Porous film complex structure and manufacturing method of micropore in porous body | |
| Chathurappan et al. | Synthesis and characterization of tubular ceramic ultrafiltration membrane from coal fly ash | |
| JP2017018848A (en) | Dehydration concentration method of ethylene amine using zeolite membrane |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110401 |