Способ изготовления зернистого жесткого фильтрующего материала

, 170 РЕСПУВЛИ 19) 9/20 ЗОБРЕТСНИЯ ИС ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Щ еский инсти вин, А.С.Куров, Л.Г.Сте,Е.Лагай и ЗЕРНИСТО ЕГО МАТЕ бласти очистнных частиц ылеулавливавании пылеИзобретение относится к области очистки газов и жидкостей от взвешенных частиц и может быть широко использовано в пыле- улавливающих аппаратах при обеспыливании пылегазовых выбросов и очистке различных стоков нефтехимической, химической, металлургической, рудодобывающей промышленностей, промышленности строительных материалов, водного транспорта и др,Целью изобретения является увеличение открытой пористости и повышение технологичности изготовления зернистого жесткого фильтрующего материала. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯГО ЖЕСТКОГО ФИЛЬТРУЮЩРИАЛА(57) Изобретение относится коки газов и жидкостей от взвеши может быть использовано в иющих аппаратах при обеспыл газовых выбросов в различных областях промышленности. Целью изобретения является увеличение открытой пористости фильтрующего материала и повышение технологичности изготовления. Способ реализуется путем спекания последних при температурах размягчения соответствующих выбранным составам стекол в динамическом газовом потоке. Для получения максимально возможной открытой пористости материала скорости газовых потоков подбираются так, чтобы они уравновесили силы тяжести стеклошариков и их упругие деформации сил поверхностного натяжения в точках контакта. Укаэанное равновесие сил можно достичь также спеканием стеклянных шариков в расплавах солей, температуры кипения которых выше температур спекания. 1 з.п. ф-лы. Спекание стеклошариков складывается из диффузионного и жидкостного механизмов. Диффузионный механизм обусловлен наличием в структуре стеклошариков дефектов, которыми являются микротрещины и неравномерность распределения плотности по объему стекла. П ри температурах размягчения происходит "залечивание" микротрещин и диффузионное перераспределение плотности в микрообъемах, чем и определяется свободная энергия системы. Разность свободных энергий контактирующих поверхностей стеклошариков является движущей силой и энергетическим источни 1701344ком переноса вещества при диффузионном спекании. Одинаковый размер диаметр) стеклошариков сводит к минимуму риффузионную составляющую механизма спекания, В этом случае основную роль играет жидкостная составляющая,В процессе жидкостного спекания происходит как бы склеивание отдельных зерен спекающегося конгломерата за счет образования зон контакта, Площадь последних будет определяться упругими деформациями сил поверхностного натяжения соприкасающихся размягченных стеклошариков и их силами тяжести. Величина упругих деформаций сил поверхностного натяжения на контактных структурных мостиках опредсляется выражениемЛ 3 1 эгде о- поверхностное натяжение;- вязкость стекла при температуре размягчения 1.Поскольку вязкость стекла при постоянной температуре - константа, то она не оказывает существенного влияния на спекание. Основным параметром поэтому служит величина поверхностного натяжения которая зависит от состава газовой фазы, находящейся в полостях между шарами. Например, поверхностное натяжение дин/см) стекла составляет: в атмосфере сухого воздуха 305, в 302 230 и водяного пара 205.Меняя состав газовой фазы, можно регулировать величину упругих деформаций сил поверхностного натяжения,Наибольшее влияние на величину упругих деформаций сил поверхностного натяжения оказывают силы тяжести стеклошариков,способствующие их сплющиванию и увеличению объема эон контакта, По мере роста последнего происходит частично перемещение и выжимание пор эа пределы спекаемого тела, а также захват пор спекающимся конгломератом с образованием закрытой пористости,Для получения зернистого жесткого фильтрующего материала с максимально возможной открытой пористостью необходимо уравновесить силы тяжести стеклошариков и их упругие деформации сил поверхностного натяжения. Уравновешивание можно осуществить созданием скоростного газового потока либо спекание вести в расплавах неорганических солей, причем температура кипения этого расплава должна быть выше соответствующей температуры спекания стеклошариков не более чем на 5 С. В этом случае выталкивающие силы расплава компенсирук)т действие газовогопотока, поскольку силы тяжести в расплавевсегда меньше сил тяжести в газовой среде,Для температур спекания в интервале 380 - 700 С возможно использование звтектической смеси системыС - КС; для 700 -10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1000 С смесь ИаС + КС и для 805-1400 С чистый расплав йаС.Примеры использования предлагаемого способа.П р и м е р 1, Изготавливается зернистый жесткий фильтрующий материал с размерами пор 1,21 мм для очистки промышленных выбросов от дробилок в цементном производстве с открытой пористостью 40. Наполнитель (стеклянные шарики диаметром 3 мм) засыпается в металлическую оправку на сетку с диаметром отверстий 1 мм, Высота засыпки соответствует требуемой толщине фильтра, определяемой областью применения (величинами нагрузки по газу, скоростью фильтрации и запыленностью промышленных выбросов). Наполнитель изготавливается из сортового состава стекла Гусевского хрустального завода, мас. : 30273,2; А 20 з 5; СаО 7,3; МЯО 2; Ма 20 14.,5; КгО 2 и ЯОэ 0,5. Плотность стекла 2480 кг/мэ.Металлическая оправка вместе с наполнителем нагревается в печи, в которой создается динамический газовый поток со скоростью 1,2 - 1,8 м/с. Температурный режим состоит из подъема температуры до температуры спекания 630 - 650 С и выдержкой при этой температуре в течение 20 мин,П р и м е р 2, Изготавливается зернистый жесткий фильтрующий материал с размерами пор 0,41 мм, открытой пористостью 40 для очистки промышленных выбросов ТЭЦ. Наполнитель (стеклянные шарики диаметром 1 мм) засыпается в металлическую оправку на сетку с диаметром отверстий в 0,2 мм. Высота засыпки соответствует требуемой толщине фильтра, а именно 20 мм, Наполнитель изготовлен из термометрического состава стекла г. Клин), мас.: ЯО 2 67,5; А 20 з 2,5; В 20 э 2; МагО 14; СаО 7; ЕпО 7, Плотность стекла 2800 кг/мэ, Металлическая оправка вместе с наполнителем нагревается в печи, в которой создается динамический газовый поток. Скорость газового (воздушного) потока составляет 1,2 - 0,65 м/с. Температурный режим состоит иэ подъема температуры до температуры спекания 715 - 725 С и выдержки при максимальной температуре 20 мин,П р и м е р 3. Изготавливается зернистый жесткий конструкционный материал с размерами пор 0,2 мм открытой пористо1701344 Составитель Л,АхметоваТехред М,Моргентал Корректор И.Муска Редактор З.Ходакова Заказ 4493 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 стью 40 С для очистки сточных вод от твердых взвешенных частиц в условиях металлургического производства, Наполнитель (стеклянные шарики диаметром 0,5 мм), выполненный из сортового состава стекла Гусевского хрустального завода, в оправке опускается на подвеске в расплав эвтектической смеси системы ОС-КС 1. Поднимается температура до 630 - 650 С и выдерживается 20 мин, после выдержки оправка вынимается из расплава, остывает на воздухе, промывается проточной водой от избытка эвтектической смеси.Формула изобретения 1. Способ изготовления зернистого жесткого фильтрующего материала путем спекания стеклошариков, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения открытой пористости и повышения технологичности изготовления, спекают шарики одного диаметра 5 в газовом потоке при температуре размягчения, при этом скорость потока выбирают из условия уравновешивания силы тяжести стеклошариков и упругих деформаций сил поверхностного натяжения в зонах контак та.2. Способ по и 1, отл и ч а ю щи й с ятем, что спекание ведут в расплавах неорга. нических солей, при этом температура кипения расплава превышает температуру 15 спекания стеклошариков не более чем на5 о(