DE1948414B2 - Filter zur Filtration heißer und/ oder agressiver Flüssigkeiten und Gase - Google Patents
Filter zur Filtration heißer und/ oder agressiver Flüssigkeiten und GaseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Filter zur Filtration heißer und/oder agressiver Flüssigkeiten und Gase.
Filter bestehen aus porösen Stoffen, die aus hindurchgeleiteten Flüssigkeiten oder Gasen Feststoffe
abscheiden. Die Wahl des Filtermediums ist häufig der wichtigste Faktor für die Gewährleistung einer
wirkungsvollen Filterfunktion. Dies gilt auch dann, wenn, wie beim Filtrieren von Flüssigkeiten, oft nicht
das Filtermedium das eigentliche Filtrieren übernimmt, sondern lediglich als Träger für einen angeschwemmten
Feststoffkuchen dient, an dem die Abscheidung stattfindet. Filtermedien werden auf Grund ihrer
Fähigkeit gewählt, Feststoffe abzuscheiden, ohne sich unter den herrschenden Betriebsbedingungen zu zersetzen
und ohne zu Beginn der Filtration zu viele Teilchen hindurchzulassen. Sie sollen ferner dem Durchfluß des
Filtrats einen möglichst geringen Widerstand entgegensetzen und eine ausreichende Festigkeit haben, um
gegen den Filtrierdruck und mechanischen Verschleiß beständig zu sein. In manchen Fällen müssen die Filter
auch gegen höhere Temperaturen und chemischen Angriff beständig sein.
Filtermedien aus Baumwolle, Wolle, Leinen, Jute, Seide, Glasfasern, nitrierter Baumwolle, poröser Kohle
und anderen Feststoffen, Metallen, Kunstfasern sowie anderen Materialien, wie porösem Gummi, sind bereits
bekannt. Wenn jedoch die Temperatur der zu filtrierenden Flüssigkeiten oder Gase 150° C erreicht
oder überschreitet, sind organische Fasern, ob Natur- oder Kunstfasern, von ein oder zwei Ausnahmen
abgesehen, ungeeignet, weil sie beim Erwärmen ihre Festigkeit verlieren. (In den meisten Fällen tritt Abbau
oder Schmelzen der Fasern bei Temperaturen zwischen 150 und 2500C ein.) Fasern aus Polytetrafluoräthylen
sind ein Beispiel für organische Fasern, die auch bei höheren Temperaturen beständig sind; die sind aber
sehr kostspielig. Wenn die zu filtrierenden Flüssigkeiten oder Gase dazu noch chemisch korrosiv sind, weil sie
beispielsweise Säuren oder saure Dämpfe enthalten, werden auch Metall- und Glasfaserfilter schnell
unbrauchbar.
Beispielsweise aus einem Beitrag von H. A. Pohl »Reaction Spinning of Fibers« in Textile Research
Journal vom Juni 1958, Seiten 474 und 475, sind Fasern aus Phenol-Formaldehyd-Harzen bekannt, die aber
bisher nicht als Filtermedium in Betracht gezogen wurnpn
Aus der US-Patentschrift 33 98 837 ist ferner ein Kerzenfilter aus wabenförmig gewickelten Fasern
bekannt, die mit einem Kunstharz, wie einem Phenol-Formaldehyd-
oder Harnstoff-Formaldehyd-Harz, itnprägniert
sind. Die zum Imprägnieren verwendeten Kunstharze sind zwar selbst gegen höhere Temperaturen
beständig, können aber den Abbau eingebetteter organischer Fasern bei längerer Einwirkung höherer
Temperaturen nicht verhindern.
ίο Es stellte sich somit die Aufgabe, ein Filter zur
Verfügung zu stellen, dessen Filtermedium gegen heiße und/oder agressive Flüssigkeiten und Gase beständig,
dabei aber gleichzeitig kostengünstig ist
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Filter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß es ein
Filtermedium aus ausgehärteten Phenolharzfasern enthält
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüehen angegeben.
Das Filter enthält also als Filtermedium Kunstharzfasern,
die aus Kondensationsprodukten von Phenolen und Aldehyden hergestellt und ausgehärtet worden sind.
Das Filtermedium kann die Form von Watte, Garn, Geflechten, Geweben, Gewirken, Filz, Papier oder eine
andere geeignete Form haben und um einen gelochten Kern gewickelt sein.
Die Herstellung von Phenolharzfasern ist bekannt und braucht daher hier nicht beschrieben zu werden.
Erwähnt sei lediglich, daß aus Resolen hergestellte jo Fasern allein durch Erhitzen ausgehärtet werden
können, während aus Novolaken erzeugte Fasern durch Erwärmen mit einem Aldehyd in Gegenwart eines
Katalysators aushärten. Die zunächst als Monofilamente erhaltenen Fäden können zu Stapelfasern zerkleinert
η und diese nach bekannten Verfahren der Textiltechnik
zu Vliesen, Garnen und weiter zu Geweben und Gewirken verarbeitet werden. Aus sehr kurzen Fasern
von 1,5 bis 6,5 mm Länge kann nach Verfahren der Papieriechnologie ein Papier hergestellt werden.
4» An Hand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigt
4» An Hand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigt
F i g. ί einen Schnitt durch ein Filter mit einem Filtermedium in Form eines Gewebes,
F i g. 2 eine — teilweise fragmentarische — Schnittan-4r>
sieht eines Kerzenfilters, und
F i g. 3 eine — teilweise fragmentarische — Ansicht eines Tiefenfilters mit watteförmigem Filtermedium.
F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Filter mit einem Filtermedium aus Gewebe oder Tuch. Das Tuch 3 ist
)() zwischen Flanschen 6 und 7 des Filter-Oberteils 1 und
des Filter-Unterteils 2 eingeklemmt. Verbindungselemente 4 halten die Teile zusammen. Die gleiche
Vorrichtung läßt sich auch für ein Filtermedium aus Papier verwenden.
r»r) Fig.2 zeigt einen Schnitt durch ein Kerzen- oder
Rohrfilter. Es besteht aus einem äußeren Metallmantel 21, einem konzentrisch angeordneten, gelochten Innenrohr
22 und einem um das gelochte Rohr 22 gewickelten Filtermedium aus einem Vorgarn, Garn oder ähnlichen
bo Fasermaterial. Die zu filtrierende Flüssigkeit oder das
zu filtrierende Gas tritt durch die öffnung 24 ein und durch die öffnung 25 wieder aus.
F i g. 3 zeigt die Ansicht eines Tiefenfilters in teilweise weggebrochener Darstellung mit einem watteförmigen
bi Filtermedium 33, das von einem Rahmen 31 gehalten
wird. An der Vorderseite des Rahmens sind Einströmöffnungen 32 sichtbar.
Diese in den Figuren dargestellten Filter sind lediglich
einige Ausführungsbeispiele vieler anderer möglicher Filterkonstruktionen.
Chemische Untersuchungen ergaben daß die Phenolharz-Filtermedien
gegenüber verdünnten und konzentrierten nichtoxydierenden Säuren bei Raumtemperatur
und höheren Temperaturen bei einer Einwirkungszeit
von mindestens 168 Stunden beständig sind. Änderungen des Gewichts, der Farbe und des Aussehens der
Fasern nach dem Eintauchen in Salz-, Schwefel-, Fluß-, Phosphor- und Salpetersäure sind in nachstehender
Tabelle angegeben.
Säurebeständigkeit von Fasern mit Durchmessern von 14-30 am - Einwirkungszeit 168 Stunden -
| Säure | Raumtemperatur | Änderung des | Aussehens | Erhöhte Temperatur | Änderung des | Aussehens |
| Prozent | Gewichts (%) | leichte Dunkelfärbung |
Temperatur | Gewichts (%) | rotbraun | |
| 4,66 | rotbraun | 3,62 | rotlila | |||
| HCl | 10 | 6,00 | keine | Sieden unter Rückfluß |
5,97 | rotbraun |
| HCl | 36 | 4,29 | keine | Sieden unter Rückfluß |
10,88 | schwarz |
| H2SO4 | 10 | 4,63 | leicht gebleicht | Sieden unter Rückfluß |
23,3 | Dunkelfärbung |
| H2SO4 | 70 | 3,82 | keine | 160 C | 4,61 | keine/keine |
| HF | 48 | -0,5 | leichte Dunkelfärbung |
70 C | -2,5/-2,5 | Zersetzung |
| H1PO4 | 85 | 5,05 | 100 C7150 C | |||
| HNOj | 10 | Sieden unter Rückfluß |
||||
*) Fasern, die mit HjPO4 bedeckt waren, änderten ihre Farbe nicht.
Fasern, die aus der Flüssigkeit herausragten, verfärbten sich schwarz.
Fasern, die aus der Flüssigkeit herausragten, verfärbten sich schwarz.
Phenolharz-Filter sind gegen einen Angriff durch angegebenen Zeitraum hinweg in Basen eingetaucht
verdünnte Alkalien bei Raumtemperatur und unter waren, sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.
Rückflußbedingungen von Fasern, die über den w
Beständigkeit gegen Alkalien - Fasern mit einem Durchmesser von 14-30 am - Einwirkungszeit 168 Stunden
| Alkali | Raumtemperatur | Änderung des | Aussehens | Erhöhte Temperatur | Änderung des | Aussehens |
| % | Gewichts (%) | leichte | Temperatur | Gewichts (%) | mäßige | |
| 16,29 | Versprödung | 3,34 | Versprödung | |||
| NaOH | 10 | mäßige | Sieden unter | Dunkelfarbung | ||
| 4,07 | Versprödung | Rückfluß | 3,93 | |||
| Ammoniak | 10 | mäßige | Sieden unter | Dunkelfarbung | ||
| 4,71 | Versprödung | Rückfluß | 5,44 | |||
| Ammoniak | Sieden unter | |||||
| konzentriert | Rückfluß | |||||
Aus Phenoiharzfasern hergestellte Filter sind in allen b5 Xylol (1400C unter Rückfluß) zu erkennen ist, kann
organischen Flüssigkeiten unlöslich. Eine gewisse eintreten. Die Beständigkeit gegen Motorenöl ist bis
Quellung der Fasern, die durch eine Gewichtszunahme 17O0C sehr gut. Versuchsergebnisse sind in der
von mehr als 8% bei der Einwirkune von siedendem nachfolgenden Tabelle ancepeben.
Beständigkeit von Fasern mit einem Durchmesser von 14-30 am gegen Lösungsmittel - Einwirkungszeit
168 Stunden
Raumtemperatur
Änderung des
Gewichts (%) Aussehens
Erhöhte Temperatur
Temperatur
Temperatur
Änderung des
Gewichts (%) Aussehens
Aceton 2,42 keine
Trichlorethylen 2,61 keine
Petroläther 2,57 keine
Xylol 2,72 keine
10%iges Phenol in H2O 3,60 keine
30er HD Motoröl 0,42 keine
Sieden unter
Rückfluß
Sieden unter
Rückfluß
Rückfluß
Sieden unter
Rückfluß
Sieden unier
Rückfluß
Rückfluß
Sieden unter
Rückfluß
Rückfluß
Sieden unter
Rückfluß
Rückfluß
Sieden unter
Rückfluß
Rückfluß
3,70
4,22
0,28
8,16
5,44
8,66
4,22
0,28
8,16
5,44
8,66
keine
keine
keine
keine
Dunkelfärbung
keine
Die in den Tabellen ! — III angegebenen Gewichtsänderungen
wurden nach Waschen der Fasern mit Wasser (wenn die Fasern in einer wasserlöslichen Flüssigkeit
eingetaucht worden waren) oder mit Aceton (wenn die Fasern in einer wasserunlöslichen Flüssigkeit eingetaucht
worden waren) bestimmt. Danach wurden die Fasern mit 300 ml Wasser/g gewaschen und anschließend
sechs Stunden getrocknet.
Aus den Tabellen I, II und III geht klar die Eignung von Filtern mit Filtermedien aus Phenolharzfasern für
eine Anwendung bei höheren Temperaturen und bei Einwirkung von Säuren, Basen und Lösungsmitteln
hervor. Demgegenüber lösen sich Baumwollfasern und Nylonfasern in Mineralsäuren auf. Polyacrylnitril-Fasern
und Fasern aus modifizierten Polyacrylaten sind zwar gegen alle Lösungen, außer konzentrierter
Salpetersäure, beständig, erweichen jedoch bei Temperaturen zwischen 135 und 2100C. Vinylidenchlorid- und
Polyäthylen-Fasern sind gegen Säuren gut beständig, schmelzen aber bei Temperaturen zwischen 100 und
150° C. Glasfasern haben zwar eine angemessen hohe
Temperaturbeständigkeit, lösen sich jedoch leicht in heißer konzentrierter Flußsäure oder Phosphorsäure
jo und in Basen auf. Filtermedien aus Phenolharzfasern
oder Polytetrafluoräthylen-Fasern sind also die einzigen Filtermedien, die bei starken Mineralsäuren bei
Temperaturen über 150° C verwendet werden können.
Phenolharzfaser-Filtermedien sind viel leistungsfähiger
J5 als Polytetrafluoräthylen-Filtermedien, weil sie durch
Säuren und Basen leicht benetzt werden, während Polytetrafluoräthylen-Fasern schlecht benetzt werden
können. Filter aus Phenolharzfasern setzen daher dem durchfließenden Medium einen geringeren Widerstand
entgegen als Filtermedien aus Polytetrafluoräthylen. Außerdem verformen sich Polytetrafluoräthylen-Filtermedien
plastisch bei Temperaturen von etwa 1500C unter der Einwirkung des Filtrierdrucks.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Riter zur Filtration heißer und/oder agressiver Flüssigkeiten und Gase, dadurch gekennzeichnet,
daß es ein Filtermedium aus ausgehärteten Phenolharzfasern enthält
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phenolharzfasern die Form einer Watte
haben.
3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phenolharzfasern als Geflecht um einen
perforierten Filterlcörper gewickelt sind.
4. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phenolharzfasern ein Papier bilden.
5. Filter nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß die Phenolharzfasern ein Tuch bilden.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US76484768A | 1968-10-03 | 1968-10-03 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1948414A1 DE1948414A1 (de) | 1970-04-09 |
| DE1948414B2 true DE1948414B2 (de) | 1980-03-06 |
| DE1948414C3 DE1948414C3 (de) | 1980-11-13 |
Family
ID=25071963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1948414A Expired DE1948414C3 (de) | 1968-10-03 | 1969-09-25 | Filter zur Filtration heißer und/ oder agressiver Flüssigkeiten und Gase |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5214465B1 (de) |
| DE (1) | DE1948414C3 (de) |
| FR (1) | FR2019819A1 (de) |
| GB (1) | GB1257843A (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE7508708U (de) * | 1975-03-19 | 1976-04-15 | Lesk, Adolf, 6960 Osterburken | Flexibles gewebe mit grossem durchgangswiderstand |
-
1969
- 1969-09-19 GB GB1257843D patent/GB1257843A/en not_active Expired
- 1969-09-25 DE DE1948414A patent/DE1948414C3/de not_active Expired
- 1969-10-02 FR FR6933641A patent/FR2019819A1/fr not_active Withdrawn
- 1969-10-02 JP JP44078218A patent/JPS5214465B1/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1948414A1 (de) | 1970-04-09 |
| FR2019819A1 (de) | 1970-07-10 |
| DE1948414C3 (de) | 1980-11-13 |
| JPS5214465B1 (de) | 1977-04-21 |
| GB1257843A (de) | 1971-12-22 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| BI | Miscellaneous see part 2 | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |