Фильтровальная ткань для ленточного фильтра



Фильтровальная ткань для ленточного фильтра
Фильтровальная ткань для ленточного фильтра
Фильтровальная ткань для ленточного фильтра

 


Владельцы патента RU 2481878:

СМС ЗИМАГ АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Настоящее изобретение относится к фильтровальной ткани для ленточного фильтра. Фильтровальная ткань имеет воздухопроницаемость от 100 л/(мин·дм2) до 350 л/(мин·дм2). Волокна фильтровальной ткани имеют толщину от 25 мкм до 35 мкм и содержат от 50 масс.% до 100 масс.% перфторалкоксиалкана (PFA). Фильтровальная ткань имеет от 25 до 35 нитей основы и от 15 до 25 уточных нитей на 1 см. Технический результат заключается в повышении прочности ткани при обеспечении возможности ее использования для фильтрования кислых горячих растворов. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится к фильтровальной ткани для ленточного фильтра, в частности для применения при гидротермальной кислотной регенерации.

При гидротермальной кислотной регенерации выпадают оксиды железа, в частности Fe2O3, из примерно 75%-ного водного раствора FeCl3 при температуре около 170ºС, которые отфильтровывают.

Гидротермальную кислотную регенерацию применяют при обработке металлов, в частности, после травления металлических лент, чтобы регенерировать соляную кислоту, которая загрязнена FeCl2. При этом осуществляют следующие стадии способа.

(1) Повышают концентрацию соляной кислоты, содержащей FeCl2.

(2) Окисляют FeCl2 кислородом (О2) при температуре 150ºС и давлении 7 бар (0,7 МПа) до FeCl3.

2FeCl2+2HCl+1/2O2 → 2FeCl3+H2O

(3) Fe2O3 осаждают в результате гидролиза при температуре 170ºС и атмосферном давлении. Получают 18-30%-ную соляную кислоту, пригодную к повторному использованию:

2FeCl3+3H2O → Fe2O3↓+6HCl↑

При промышленном производстве Fe2O3 отделяют из раствора через ленточный фильтр. Ленточный фильтр весьма полезен для отделения твердых веществ от жидкостей в условиях промышленного производства. Фильтруемую жидкость направляют на полотно из фильтрующего нетканого материала. Твердые частицы задерживаются фильтрующим нетканым материалом. Очищенная жидкость стекает в сборный резервуар и оттуда может быть отведена обратно для повторного использования или в отходы для утилизации. Остающийся на нетканом материале остаток образует фильтровальный осадок. Если плотность фильтровального осадка препятствует оптимальному оттоку жидкости, то фильтровальный осадок автоматически транспортируют в мусоросборник вместе с нетканым материалом. Весь процесс происходит непрерывно и полностью автоматически, без прерывания течения жидкости.

Было установлено, что известные фильтровальные полотна непригодны для применения в вакуумном ленточном фильтре.

Задача настоящего изобретения состоит в создании фильтровальной ткани для ленточного фильтра, которая удовлетворяет требованиям в отношении прочности и работоспособности ленточного фильтра для отделения оксидов железа от кислотных горячих растворов под вакуумом.

Задача настоящего изобретения решена с использованием фильтровальной ткани для ленточного фильтра, причем фильтровальная ткань имеет воздухопроницаемость от 100 л/(мин·дм2) до 350 л/(мин·дм2), и волокна фильтровальной ткани имеют толщину от 25 мкм до 35 мкм и содержат от 50 масс.% до 100 масс.% перфторалкоксиалкана (PFA).

В смысле изобретения воздухопроницаемость означает объем воздуха в литрах в течение времени в минутах и на площадь в дм2, л/мин/дм2, выраженная как л/(мин·дм2).

Соответствующая изобретению фильтровальная ткань благодаря устойчивости и работоспособности пригодна для ленточного фильтра, предназначенного для отделения оксидов железа от кислотных горячих растворов под вакуумом.

Перфторалкоксиалкан (PFA) представляет собой полностью фторированный полимер, сополимер из политетрафторэтилена (PTFE) и поли-(перфторвинилметилового простого эфира). PFA представляет собой термопластический материал и может быть переработан в условиях, например, литья под давлением или сварки полимеров. PFA имеет незначительную прочность и твердость.

Предпочтительным вариантом осуществления изобретения является фильтровальная ткань для ленточного фильтра, в которой волокна имеют толщину от 28 мкм до 32 мкм. В этом диапазоне толщины волокон получаются очень хорошие результаты. В особенности хорошие результаты для вакуумного ленточного фильтра достигают с монофиламентом из PFA с толщиной по меньшей мере около 30 мкм. Предпочтительным вариантом осуществления изобретения является фильтровальная ткань для ленточного фильтра, в которой волокна фильтровальной ткани содержат от 90 масс.% до 100 масс.% PFA. Наилучшие результаты достигнуты с волокнами, которые содержат PFA в диапазоне от 90 масс.% до 100 масс.%.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения представляет собой фильтровальную ткань для ленточного фильтра, причем фильтровальная ткань имеет воздухопроницаемость от 100 л/(мин·дм2) до 200 л/(мин·дм2). В этом диапазоне достигают очень хороших результатов фильтрования.

Предпочтительным вариантом осуществления изобретения является фильтровальная ткань для ленточного фильтра, причем фильтровальная ткань имеет от 25 до 35 нитей основы и от 15 до 25 уточных нитей на 1 см. В этих диапазонах для нитей основы и уточных нитей достигают хороших результатов для фильтровальной ткани.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения представляет собой фильтровальную ткань для ленточного фильтра, причем фильтровальная ткань имеет длину более 7000 мм, преимущественно от 7000 мм до 8000 мм, и ширину от 700 мм до 1800 мм. Ленточный фильтр с такими размерами является в особенности хорошо пригодным и эффективно применимым.

Еще одним аспектом изобретения является способ получения фильтровальной ткани для ленточного фильтра с воздухопроницаемостью от 100 л/(мин·дм2) до 350 л/(мин·дм2), при котором волокна с толщиной нитей от 25 мкм до 35 мкм и с содержанием от 50 масс.% до 100 масс.% PFA переплетают в фильтровальную ткань с плотностью от 25 до 35 нитей основы и от 15 до 25 уточных нитей на 1 см.

Еще один аспект изобретения представляет применение соответствующей изобретению фильтровальной ткани для ленточного фильтра, предназначенного для отделения твердых оксидов железа, в особенности Fe2O3, от кислотного горячего водного раствора FeCl3, в особенности при гидротермальной регенерации кислоты.

Изобретение подробнее разъясняется с помощью чертежа и примера.

Как показано:

Фиг. 1 представляет вид сверху в перспективе соответствующей изобретению фильтровальной ткани.

Фиг. 2 представляет вид в перспективе в разобранном состоянии нутч-фильтра с крышкой.

Фиг. 3 представляет вид в перспективе лабораторной установки для испытания фильтровальной ткани.

Показанную в Фиг. 1 фильтровальную ткань получают из стандартных монофиламентных нитей PFA с толщиной около 27 мкм, с воздухопроницаемостью 100 л/(мин·дм2), 200 л/(мин·дм2) и 350 л/(мин·дм2). При этом уточные нити 2 и нити 3 основы переплетены с образованием фильтровальной ткани 1 с размерами 8000 мм в длину на ширину 800 мм при плотности 31 нити основы и 20 уточных нитей на 1 см. Вытканную фильтровальную ткань 1 подвергли трехкратному каландрованию для регулирования воздухопроницаемости. Тепло и давление подводили к ткани с помощью нагревательных и охлаждающих вальцов. При этом ткань подверглась усадке примерно на 10% при 31 нити на 0,7 см и до длины 7000 мм, а также ширины 700 мм.

Показанный в Фиг. 2 нутч-фильтр 4 с крышкой 5 представляют собой основные детали лабораторной установки для испытания фильтровальной ткани 1. Фильтровальную ткань 1 укладывают на нутч-фильтр 4 и к нутч-фильтру 4 привинчивают крышку 5. Нутч-фильтр 4 имеет в нижней части штуцер 6 для отсасывания. К штуцеру 6 для отсасывания подсоединяют вакуумный шланг 9.

На Фиг. 3 показана вся лабораторная установка для испытания фильтровальной ткани. Вакуумный шланг 9 проходит от штуцера 6 для отсасывания из нутч-фильтра 4 к сосуду 7 для выравнивания давления (колбе Бунзена). К сосуду 7 для выравнивания давления подсоединяют второй вакуумный шланг 8, который ведет непосредственно к вакуумному насосу 10.

Пример

Для возможности проведения экспертизы эффективности соответствующей изобретению фильтровальной ткани 1 приготовили три одинаковых по строению фильтра из различных материалов. Наряду с соответствующим изобретению перфторалкоксиалканом (PFA) испытывали дополнительные полифениленсульфид (PPS) и простой полиэфирэфиркетон (РЕЕК). Свойства трех фильтровальных тканей следуют из Таблицы 1.

Таблица 1
Свойства фильтровальных тканей
Материал Толщина нити Плотность ткани на 1 см Воздухопроницаемость
PFA 27 мкм 31 нитей основы
20 уточных нитей
350 л/(мин·дм2)
PPS 27 мкм 31 нитей основы
20 уточных нитей
350 л/(мин·дм2)
Peek 27 мкм 31 нитей основы
20 уточных нитей
350 л/(мин·дм2)

Экспериментальное фильтрование проводили следующим образом. 450 г FeCl3 смешали с 60 г Fe2O3. Смесь твердых веществ разбавили 150 мл воды. Суспензию нагрели до температуры 170ºС при постоянном перемешивании в химическом стакане. При этом FeCl3 перешел в раствор, и образовался 75%-ный раствор FeCl3. Содержимое химического стакана одномоментно нанесли на фильтровальную ткань 1. В химическом стакане не осталось никакого остатка. Сразу же на нутч-фильтр 4 поместили крышку/чашеобразную насадку 5 и с нижней стороны фильтровальной ткани 1 через штуцер 6 для отсасывания создали вакуум с давлением 600 мбар (60 кПа). Осадок на фильтре образовался в течение времени от 10 сек до 15 сек. На фильтровальной ткани 1 не было обнаружено никаких изменений. Результаты и сравнение между соответствующим изобретению PFA и PPS, а также РЕЕК приведены в Таблице 2.

Таблица 2
Сравнение результатов экспериментального фильтрования
Материал Результат Содержание на
фильтре
Время
PFA Фильтровальный осадок на фильтре 58,5 г Fe2O3 15 секунд
PPS Фильтр забился Остаток на фильтре и суспензия 8 секунд
Peek Фильтр забился Остаток на фильтре и суспензия 8 секунд

Соответствующий изобретению фильтровальный материал 1 PFA оказался неповрежденным. Даже при повторении экспериментального фильтрования не было обнаружено никаких изменений фильтровальной ткани 1 из PFA. Сравнительные фильтры из PPS и РЕЕК вышли из строя при фильтровании и оказались поврежденными.

Анализ осадка на фильтре в случае соответствующего изобретению фильтра 1 показал, что размер частиц Fe2O3 составлял от 10 мкм до 50 мкм.

Провели испытания соответствующих изобретению фильтровальных тканей 1 из PFA с величиной воздухопроницаемости 200 л/(мин·дм2) и 100 л/(мин·дм2). В результате эксперимента было установлено, что по мере уменьшения воздухопроницаемости также усиливалось задерживание самых мелких частиц без значительного увеличения продолжительности фильтрования. На фильтре только образовывался фильтровальный осадок, и степень фильтрования определялась размером частиц.

Полученные результаты были непредсказуемыми и неожиданными для специалистов.

Список ссылочных позиций

(1) Фильтровальная ткань/фильтровальное полотно/фильтр

(2) Уточные нити/уточные волокна

(3) Нити основы/волокна основы

(4) Нутч-фильтр

(5) Крышка/чашеобразная насадка

(6) Штуцер для отсасывания

(7) Вакуумная ловушка/сосуд для выравнивания давления

(8) Вакуумный шланг

(9) Вакуумный шланг

(10) Вакуумный насос

1. Фильтровальная ткань для ленточного фильтра, причем фильтровальная ткань (1) имеет воздухопроницаемость от 100 л/(мин·дм2) до 350 л/(мин·дм2), и волокна фильтровальной ткани (1) имеют толщину нитей от 25 мкм до 35 мкм и содержат от 50 мас.% до 100 мас.% перфторалкоксиалкана (PFA).

2. Фильтровальная ткань для ленточного фильтра по п.1, в которой волокна имеют толщину от 28 мкм до 32 мкм.

3. Фильтровальная ткань для ленточного фильтра по п.1 или 2, в которой волокна фильтровальной ткани содержат от 90 мас.% до 100 мас.% перфторалкоксиалкана (PFA).

4. Фильтровальная ткань для ленточного фильтра по п.1 или 2, причем фильтровальная ткань (1) имеет воздухопроницаемость от 100 л/(мин·дм2) до 200 л/(мин·дм2).

5. Фильтровальная ткань для ленточного фильтра по п.3, причем фильтровальная ткань (1) имеет воздухопроницаемость от 100 л/(мин·дм2) до 200 л/(мин·дм2).

6. Фильтровальная ткань для ленточного фильтра по п.1, причем фильтровальная ткань (1) имеет от 25 до 35 нитей (3) основы и от 15 до 25 уточных нитей (2) на 1 см.

7. Фильтровальная ткань для ленточного фильтра по п.1 или 6, причем фильтровальная ткань (1) имеет длину от 7000 мм до 8000 мм и ширину от 700 мм до 800 мм.

8. Способ получения фильтровальной ткани для ленточного фильтра с воздухопроницаемостью от 100 л/(мин·дм2) до 350 л/(мин·дм2), при котором волокна с толщиной от 25 мкм до 35 мкм и содержанием от 50 мас.% до 100 мас.% перфторалкоксиалкана (PFA) переплетают в фильтровальную ткань (1).

9. Применение фильтровальной ткани для ленточного фильтра по одному из пп.1-7 для отделения Fe2O3 из кислотного горячего водного раствора Fe2Cl3.

10. Применение фильтровальной ткани для ленточного фильтра по одному из пп.1-7 для отделения Fe2O3 при гидротермальной кислотной регенерации.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к фильтровальным элементам для очистки воздуха от мучной пыли и может быть использовано для очистки технологических газов и промышленного воздуха на предприятиях хлебопекарной промышленности в линиях подачи муки к тестоприготовительному агрегату.

Изобретение относится к технике фильтрации жидкостей и газов, преимущественно газов. .

Изобретение относится к тканевому фильтровальному элементу, содержащему первое тканевое полотнище и второе тканевое полотнище. .

Изобретение относится к области фильтрующих материалов для очистки жидкостей и газов от твердых частиц тяжелых металлов и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической, автомобильной и других отраслях промышленности.
Изобретение относится к производству текстильных фильтрующих материалов, которые могут найти применение при очистке горячих технологических газов и промышленного воздуха при повышенных температурах (до 300°С).

Изобретение относится к производству нетканых материалов, в частности касается производства нетканых материалов с помощью процесса гидроперепутывания. .

Изобретение относится к очистке жидкостей и газов от твердых частиц и может быть использовано в экологических процессах очистки сточных вод и дымовых газов, при разливе нефти из танкеров, нефтепроводов и нефтехранилищ, а также для сбора нефтепродуктов с поверхности воды.

Изобретение относится к материалам фильтрующего типа, предназначенным для очистки воздуха от паров и газов вредных химических веществ
Изобретение относится к технологии разделения смесей двух несмешивающихся жидкостей типа масло в воде и может быть использовано в нефте- и газоперерабатывающей, нефтехимической, химической, пищевой отраслях промышленности для разделения смесей сырой нефти и нефтепродуктов, а также органических растворителей и растительных масел с водой. Способ включает разделение смесей двух несмешивающихся жидкостей типа масло в воде фильтрацией смеси через гидрофильный материал. В качестве последнего используют ткани, нетканые материалы и сетки (хлопчатобумажные, льняные, бумажные, капроновые, нейлоновые). Материал предварительно обрабатывают (смачивают) водным раствором микрогелей полисахаридов (пектина, хитозана, карбоксиметилцеллюлозы). Концентрация микрогелей в растворе составляет 0,05-3,00 мас.%. Смесь подают на фильтрующий материал непрерывным потоком так, чтобы слой жидкости над поверхностью фильтра поддерживался в диапазоне 10-20 см высушивания материала. После отделения масляной фазы от воды оставшийся на материале микрогель может быть регенерирован путем экстракции разбавленными растворами кислоты или щелочи. Изобретение обеспечивает повышение производительности фильтров для разделения смесей типа масло в воде с одновременным упрощением их конструкции. 10 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.
Изобретение относится к области изготовления фильтровальных комплектов для лейкофильтрации гемотрансфузионных сред и может быть использовано в медицине в составе устройств для фильтрации цельной крови. Комплект содержит три фильтрэлемента из слоев нетканых волокнистых материалов и дополнительный опорный фильтрэлемент из ситовой полиэфирной ткани полотняного переплетения для фильтрации мелких механических включений, расположенный последним по ходу фильтрования. Первый по ходу фильтрования фильтрэлемент выполнен из смеси полиэфирных волокон разной линейной плотности 0,33-1,0 текс с поверхностной плотностью 80-200 г/м2; второй фильтрэлемент - из смеси полиэфирных волокон линейной плотности 0,11-0,17 текс и тонкофиламентного целлюлозного волокна линейной плотности 0,040-0,13 текс при их соотношении 30-60:40-70; третий фильтрэлемент выполнен из гидрофилизированного полисульфонового волокна. В качестве второго фильтрэлемента может быть использовано гидрофилизированное полисульфоновое волокно с гидродинамическим диаметром 2,0-3,0 мкм. Изобретение обеспечивает достижение остаточного количества лейкоцитов в профильтрованных гемотрансфузионных средах до 1×105 в дозе, отсутствие гемолиза при фильтрации и уменьшение свободного гемоглобина в профильтрованных средах. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 18 пр.
Изобретение относится к фильтрам для очистки жидкостей или газов от одной или более содержащихся в них дисперсных фаз и может применяться в области фильтрации эмульсий, суспензий, дымов и аэрозолей. Сущность изобретения состоит в том, что фильтрующий материал представляет собой нетканый волокнистый материал, содержащий не менее 5% волокон в виде лент, имеющих ширину не менее 10% от среднего размера удаляемой дисперсной фазы и толщину от 2% до 50% их ширины. Материал содержит поры со средним размером пор, не меньшим, чем средний размер удаляемой дисперсной фазы, и имеет толщину, по крайней мере, в 2 раза превышающую средний размер пор. Фильтр изготавливается из материала, у которого поверхностное натяжение в фильтруемой среде больше, чем поверхностное натяжение фильтруемой дисперсной фазы в этой же среде. Применение изобретения наиболее эффективно для удаления дисперсной фазы, которая не имеет большой анизотропии формы и имеет характерный размер в интервале 0,02-100 мкм. 7 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к устройству для очистки питьевой воды и может быть использовано в промышленности, для бытовых нужд и в очистных сооружениях. Фильтрующий элемент содержит центральную перфорированную трубу (3), на которую намотан фильтрующий материал. Фильтрующий материал состоит из наложенных друг на друга слоев (1) волокнистых материалов и слоя (2) эластичного тканевого сорбента на основе вискозной технической ткани, горизонтальные волокна которого ориентированы перпендикулярно центральной перфорированной трубе (3). Указанные слои закреплены на трубе (3) и между собой вертикальными прижимными разъемными приспособлениями (7, 8), которые установлены на начальном, промежуточных и конечном участках намотки фильтрующего материала с возможностью регулирования необходимого усилия натяжения слоя (2) эластичного тканевого сорбента в горизонтальном и вертикальном направлениях на каждом участке намотки для создания заданной плотности фильтрующего материала. Слои (1) волокнистых материалов состоят из углеродного волокнистого сорбента, волокнистого ионообменного материала и волокнистого материала механической очистки. Технический результат изобретения заключается в создании эффективного фильтрующего элемента для очистки питьевой воды с высоким ресурсом работы за счет возможности регулирования необходимой плотности фильтрующих материалов и их регенерации на протяжении всего срока службы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. очищаемой воды (не показан), и подают воду через патрубок (11). Жидкость от промывки сливается. Для осуществления процесса регенерации слоев (5, 6, 2) разъемные вертикальные прижимные приспособления (7, 8) снимают с фиксированного положения и перемещают по часовой стрелке до снятия натяжения в слоях (1, 2). Слои (5, 6) регенерируют без извлечения с помощью электрического тока (может быть применен и другой метод), при этом материал слоя (6) должен быть термостойким, в противном случае он должен быть извлечен из фильтра перед регенерацией. Регенерацию слоя (5) производят отдельно, 1 з.п., 4 илл.

Изобретение относится к области получения самоочищающегося тканевого материала, обладающего фотокаталитической активностью под действием ультрафиолетового и видимого излучения и предназначенного для фотокаталитической деструкции опасных органических и неорганических веществ и макромолекул. Способ получения материала включает пропитку отмытой и высушенной тканевой основы водным золем диоксида кремния, сушку на воздухе, промывку дистиллированной водой и повторно сушку. Затем осуществляют пропитку ткани с нанесенным диоксидом кремния раствором сульфата титанила и проводят погружение в водную суспензию фотокатализатора на основе нанокристаллического диоксида титана при обработке ультразвуком. Полученный материал сушат на воздухе, промывают водой и окончательно высушивают. Изобретение обеспечивает получение материала, эффективного для адсорбционной очистки газовых и водных сред, загрязненных органическими и неорганическими веществами, с последующей самоочисткой путем фотокаталитической деструкции. 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.,10 пр.

Изобретение относится к диспергирующимся в воде биологически разрушающимся композициям, которые можно сформовать в пленки и волокна, а именно к фильтрующему элементу курительного изделия, содержащему волокна, изготовленные из композиции, содержащей смесь полилактида (PLA) и растворимого в воде полимера, где смесь дополнительно содержит реакционноспособное вещество, обеспечивающее совместимость, в количестве, достаточном для обеспечения совместимости смеси. Также изобретение относится к применению привитых сополимеров (PLA-привитых растворимых в воде полимеров) для обеспечения совместимости PLA и растворимых в воде полимеров. Такое реакционное обеспечение совместимости несмешивающихся смесей полимеров проводится так, что основные компоненты смеси становятся ковалентно связанными. Кроме того, такое реакционное обеспечение совместимости можно реализовать с помощью реакционной экструзии. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 ил.
Наверх