Способ получения фильтрующей керамики

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсмии

Социалистичесми к

Респгтблим (ii>933653 (В1) Дополнительное к авт. свмд-ву (22)Заявлено 05.03.80 (21) 2891438/29-33 (5I)М. Кл. с присоединением заявки М

С 04 В 21/00

Гееударетеениый комитет

СССР ав делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 666. .68(088.8) .

Опубликовано 07.06,82. бюллетень J5 21

Дата опубликования описания 10.06.82

Б. С. Черепанов, В. В. Хресина, В.ф. П лов и О. С. Грум-Гржимайло сУ г !

Государственный научно-исследователь кий институт строительной керамики (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУКМЦЕЙ КЕРАМИКИ го

Изобретение относится к химической технологии, преимущественно технологии стекла, ситаллов и керамики, и может быть использовано для получения высокопроизводительных фильтрующих элементов из стеклокристалличес- . ких ячеистых материалов с регулируемой пористостью, способных работать в различных агрессивных средах в широком диапазоне температур. Такие фильтры широко применяются в химической, пищевой, нефтехимической,: автомобильной промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Известны фильтрующие элементы из пористой керамики, обладающие высо,кой устойчивостью к агрессивным средам, температуростойкостью, и экономичностью. Пористую фильтрующую текстуру материала этих фильтров получают спеканием между собой керамических или стеклокристаллических частиц моно или полифракционного состава как с применением различного рода связок, так и без них 1).

Наиболее близким к предложенному по техническои сущности и достигаемому результату является способ получения фильтрующих изделий, включающий смешивание, по крайней мере, одного компонента из группы: плавленая окись алюминия, спеченная, окись алюминия, карбид кремния, нитрид кремния с двуокисью кремния и окисью бора и выгорающей добавкой с последующим формованием и обжигом при 1100-2000 С(23.

Изделия, полученные по этому способу, имеют недостаточно высокую пористость (39-51ь). Этот фактор гезко снижает. работоспособность фильтрующих элементов и способность их к не" однократной регенерации, определяе" мой общей пористостью фильтрующего элег(ента.

Цель изобретения " увеличение прог1ицаемости и срока службы фильтров за счет повышения их пористости.

3 933653 4

Поставленная цель достигается тем, дят объемные изменения, при которых что в способе получения фильтрующей в стенках пор образуются микротрещикерамики, включающем смешивание ны, .соединяющие ячейки пеноматестекловидного заполнителя с газооб- риала между собой. Именно эти трещиразователем формование и обжиг из- > ны и определяют фильтрующие свойства делий при 1250-1270 С, после обжига материала. проводят термообработку при 1050- Пример. Исходные компоненты

1150 С в течение времени, необходи- (каолин, песок, углекислый барий, мого для кристаллизации в стенках тальк,силикат свинца, двуокись титапор кристобалита. 1В на, борат кальция) смешивают в шароПри дополнительной термообработ- вой мельнице в течение 15 ч в соотке в стеклофазе образуется кристалли. ношениях, при которых были получены ческая фаза-кристобалит. В результа- материалы, химические составы кототе полиморфного превращения происхо- рых приведены в табл. 1. !

Табли ца 1

Составы

AP 0g S10 Ва0 Тi0

Ингредиенты, Ф

1 Г

Mg0 Са0 РЬО В О S i С

1,4 - 1,3

0,8 — 0,85

0,3

О 35

1,45 - 1,35

0,2

0,9 - 0,9

1,4 - 1,4

0,2

0,1

0,95 - 0,95

1,55 0,4 1,5

1,45 0,4 1,5

0,Е

0,5

0,25

0,5

0,25

1 15 51 28 3

2 14 52 28 ° 4

3 Е5 51 28 3

4 14 52 28 4

5 Е5 50 29 3

6 14 52 28 4

7 16,5 51 28,3

8 17 52 26 9

После смешения и удаления влаги проводят предварительный обжиг при

1180-1200С в течение 40 ч. Полученный спек дробят в щековой дробилке и на бегунах,а затем совместно с порошком газообразователя (S i С) тон40 ко размалывают в шаровой мельнице по удельной поверхности 10000 см0/г.

Количество добавляемого газообразователя (карбида кремния) приведено в табл. 1 и определено в зависимости от кажущейся плотности получаемого материала по известной методике.

После обезвоживания порошок измельченного спека, смешанного с газо- 5О образователем, вспенивают при температурах, приведенных в табл. 2. Из

Полученной пенокерамики механическим способом изготовляют изделия не. обходимых размеров и конфигураций.

Были изготовлены фильтрующие элементы в виде плит размером до 400х400 и полых цилиндров диаметрами от 20 до 150 мм и длиной до 400 мм. Для получения тонкой проницаемой структ. ры в стенках пор проводят термообработку изделий при температурах, приведенных в таблице. Режим подбирают в зависимости от размеров изделий и их пористости. Нагрев ведут со скоростью 50- 100оС в ч,а охлаждение - 25-30 С в ч в интервале полиморфных превращений кристобалита (200-300ОС). После дополнительной термообработки изделия были испытаны. Результаты испытания конкретных изделий приведены в табл. 2.

933653 е !

Таблица 2

Температура . обжига, С

Пористость о о

Средний диаметр пор ячеек, м .10

Температура термообработки, 0С

Время термообработки, Ц

Коэффициент газопроницаемости мЪ. м

Эффективный диаметр проницвемых по м -10 ставы. м час.мм рт.ст

93,4

93,4

86,7

87,7

80,0

80,0

86,0

87,0

1250

2 1250

3 1260

4 1270

l,3

1100

2,4

6,1

1,02

1,4

0,38

0,7

0,19

0,41

520

1300

270

440

110

180

100

1 3

0 5

l 150

1100

0,7

0,4

0,4

0,46

0,46

5 1270 6 1270

20

7 1250

8 1260

15 пользоваться при температурах от

190оС до 900о

Формула изобретения

Составитель В. Соколова

Редактор Т. Кинь Техред И. Гайду Корректор И. Иуска, Ф М ЮВ Ю

Заказ 3856/4

Тираж 64l Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Полученные пенокристаллические ма- териалы при большой общей пористости от 80 до 94 обладают весьма малыми размерами пор, соединяющих ячейки между собой. Кроме того, использование предлагаемого способа получения фильтрующих элементов из стеклокристаллических ячеистых материалов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: .ДЗ повышается работоспособность филь т-» рующих элементов за счет увеличения поверхности фильтрования объемов пор ячеек, в которых отлагаются фильтруемые частицы при регенерации Фильтрую4О. щего элемента без нарушения работоспособности фильтров; полученные предлагаемым способом фильтры можно применять как при отделении тонких частиц, так и в качестве молекулярных сит; расширяется диапазон температур для применения разработанных фильтрующих элементов, которые могут ис1

Способ получения фильтруюшей керамики, включающий смешивание креи" неземсодержащего наполнителя с газообразователем, формование и обжиг из делий при температуре 1250-1270 С, отличающийся тем, что, с целью увеличения проницаемости и срока службы фильтров за счет повы" шения их пористости, после обжига проводят термообработку при l0501150 С в течение времени, необходимо. го для кристаллизации в стенках пор кристобалита.

Источники информации, принятые BO внимание при экспертизе

1. Беркман А.С. и др. Пористая проницаемая керамика. Л., Госстройиздат, 1963.

2. Патент Великобритании

М 1428437, кл. CIV, 1976.