FI90946C - Keraaminen suodatin pölyä sisältävää kaasua varten ja menetelmä sen valmistamiseksi - Google Patents

Description

i 90946

Keraaminen suodatin pOlya sisaltavaa kaasua vårten ja me-netelma sen valmistamiseksi

Esilia oleva keksinttt koskee piilya sisaitavan kaa-5 sun keraamista suodatinta, joka kasittaa suodatinpohjan, jonka keskimaarainen huokoskoko on 10 - 100 μπι ja joka on hyOdyllinen polstettaessa pOlya kaasusta, erityisesti ρΰ-lya sisaltavasta suuriampdtilakaasusta, seka sen valmis-tusmenetelmaa.

10 Keraamisten aineiden tulen- ja korroosionkestavyys on tavallisesti erinomainen ja ne sopivat hyvin materiaa-liksi suodattimiin, joilla suodatetaan suuriampOtila- tai syOvyttavia kaasuja. Toisaalta on olemassa kasvava tarve sellaisille keraamisille suodattimille, joita voidaan 15 kayttaa vaativissa ymparistOolosuhteissa.

Niiden sovellutukset eivat kasita ainoastaan saas-tumisen hillitsemista tai tuotteiden laadun parantamista, vaan myOs energian saastoa tai esim. hiilienergian kehit-tainista. Sen tahden on haluttu kehittaa suurtehoinen pOlya 20 sisaitavan kaasun keraaminen suodatin, joka on avainase-massa toteutettaessa naita teknisia kehityksia.

Niiden suodatinlaitteiden osalta, joilla poiste-taan pttlya pOlya sisaitavasta suuriampotilakaasusta, on julkaistu kaksi tyypillista esimerkkia, toinen tyyppi 25 kayttaa US-patenteissa nro:t 4 584 003 ja 4 753 457 esi-tettyja putkisuodattimia, ja toinen niin kutsuttu kyntti-ia-tyyppi kayttaa putkisuodattimia, joiden toinen paa on suljettu ja jotka on esitetty tarkastetussa JP-patentti-julkaisussa nro 9 843/1985.

30 Jos tailaisessa suodatinlaitteessa suodattimien pinnalle keraantyy kaytttn aikana pOlya, painehaviO kas-vaa, ja kaasunkasittelykyky huononee. Keraantyneen pOlyn poistamiseksi ja suodattimien uudistamiseksi puhalletaan suodatinlaitteeseen painekaasua, joka suorittaa painvas-35 taisen puhdistustoimenpiteen viemaiia kaasun suodattimien 2 låpi tavanomaisen suodatustoimenpiteen suuntaan nahden påinvastaisessa suunnassa, jolloin keraantynyt pdly kuo-riutuu pols suodattimen pinnoilta ja siirtyy suodatinlait-teen alaosaan asetettuun suppiloon.

5 Laite on suunniteltu siten, etta suppiloon keråån- tynyt pdly vedetaan pois suodatinlaitteesta niin vaadit-taessa kåyttamaiia esim. venttiilia, joka on laitteen ala-osassa. Vastakkaispuhdistuksen avulla suodattimien painehavid palautuu alhaiselle tasolle. Tama painvastainen puh-10 distusoperaatio suoritetaan toistuvasti sopivin vaiein, jolloin suodatinlaitteen toimintaa voidaan jatkaa ja suodattimien painehavid pysyy aina alhaisena.

Jos suodatinlaitteessa kaytettavien suodattimien painehavid on pieni, voidaan pienikokoisella suodatinlait-15 teella kasitelia suuri maara pdlya sisaitavaa kaasua. Sik-si on tehty erilaisia esityksia suodattimien painehavidn pienentamiseksi.

Yksi tailainen menetelma on sellaisen materiaalin kayttaminen suodattimena, jonka huokoisuus ja huokosten 20 keskimaarainen lapimitta on suuri, ja sellaisen jauheen kayttddnottaminen, jota kutsutaan suodatuskerrosaineeksi ja joka kootaan naihin suodattimiin ja joka toiminnan ai-kana muodostaa suodattavan kerroksen siten, etta pdly ke-raantyy tahan suodatuskerrosaineeseen ja keraantynyt pdly 25 poistetaan yhdessa taman suodatuskerrosaineen kanssa.

Tarkastamaton JP-patenttijulkaisu nro 64 315/1986 esittaa menetelman, jossa tama suodatusainekerros on alus-tavasti kiinnitetty suodattimen pintaan.

Tarkastamaton JP-patenttijulkaisu nro 31 517/1988 30 esittaa lisaksi keraamisen suodattimen, jonka painehavid on pieni, vaikka suodattimen seinat ovat paksut ja joka ei oleellisesti tukkeudu edes silloin, kun pdlya sisaitavasta kaasusta poistetaan hienoja hiukkasia sisaitavaa pdlya ilman suodatuskerrosainetta, ja jossa suodatinmateriaalin 35 huokosjakautumaan on tehty joitakin muutoksia.

90946 3

Esim. tarkastamaton JP-patenttijulkaisu nro 133 810/1983 esittaa lisaksi menetelman, jossa kaytetaan ohutta, kennomalsta suodatinseinaa yritettaessa polstaa pOlyé, joka koostuu paaasiassa dieselmoottorln pakokaasus-5 sa olevasta hiilesta.

Siina tapauksessa, etta suodatlnlaltteeseen pannaan suodatuskerrosaine, el haaskata alnoastaan suodatuskerros-ainetta, vaan myOs poistettavan pOlyn maara kasvaa, koska suodatuskerrosaine sisaltyy kerattyyn pOlyyn; osa piSlya 10 kulkee todennakOisesti suodattimen lapi tal pOly tarttuu kiinni suodattimen seinaan, jolloin painehaviO kasvaa, eika palaudu alhaiselle tasolle edes silloin, kun suorite-taan vastakkaispuhdistus. Jos kaytetaan kennomalsta suoda-tinta, on suodattimen seina niin ohut, etta se pyrkii sar-15 kymaan vastaanottaessaan toistuvasti kaasun paineen vas- takkaispuhdistuksen aikana aiheuttaman kuormituksen. Suu-rikokoisen suodatinlaitteen teknologiaa ei mydskaan ole viela kehitetty.

Menetelmaiia, jossa suodatinmateriaalin huokosja-20 kautumaa muutetaan, voidaan mahdollisesti saada suodatin, joka on riittavan hyva joillekin pdlya sisaitaville kaa-suille tal suodatinlaitteelle, jota ei kayteta pitkaaikai-sesti, jos suodatin valmistetaan yhdistelmana shamotin kanssa, jonka hiukkasiapimittajakautuma on sopiva. On kui-25 tenkin havaittu, etta kun tata kaytetaan pitkaaikaisesti suodatlnlaltteeseen kiinnitettyna, jaanndspainehavidn kas-vaminen on yha ongelma.

Tailaiset ongelmat voidaan voittaa suuressa maarin menetelmaiia, jossa suodattimen pintaan kiinnitetaan suo-30 dattava kerros, mutta jaljelle jaa yha se ongelma, etta suodattava kerros todennakOisesti kuoriutuu pols, tai jos suodattava kerros ei kuoriudu, jaannOspainehaviO pyrkii kasvamaan jaksoittaisesti.

Kun suodatinta kaytetaan korkeassa lampOtilassa, 35 nopeaa kuumennusta tai jaahdyttamista ei voida useinkaan vaittaa. Siksi tarvitaan materiaali, jonka lampOlaajene-miskerroin on pieni ja joka kestaa hyvin lampOshokkeja.

4

Eri tyyppisista keraamisista aineista on kodieriit-tikeramiikalla erikoisen pieni lampOlaajenemiskerroin ja tama materiaali kestaa hyvin lampOshokkeja. Naita ominai-suuksia hyttdyksi kayttamaiia on kehitetty kodieriittisuo-5 datin kaytettavaksi korkeassa lampOtilassa tietyssa, eri-koisessa tarkoituksesssa.

Tarkastamaton JP-patenttijulkaisu nro 133 810/1983 esimerkiksi esittåå kodieriittikeramiikkasuodattimen ja sen valmistusmenetelman; tassa julkaisussa esitetaan ken-10 nomainen suodatin, jonka huokoskoko sopii hienon pOlyn poistamiseen dieselmoottorin pakokaasusta seka esitetaan menetelma, jolla valmistetaan kodieriittikeramiikkasuoda-tin, jonka keskimaarainen huokoskoko on suhteellisen suu-ri. Edelleen esitetaan lisattavåksi jokin alkalinen aine-15 osa, kuten esim. litiumoksidiaineosa, jotta saataisiin muodostettua suhteellisen suuria huokosia.

Yksi tamSn keksinnOn keksijOista on lisaksi aiemmin esittanyt putkimaisen kodieriittisuodattimen, jonka huo-kosjakautuma ei tukkeudu herkåsti, tarkoituksena poistaa 20 pOly pOlya sisaitavasta suuriampotilakaasusta. Mi ta pie-nempi suodattimen painehaviO on, sita parempi, koska sil-loin voidaan saada suuritehoinen suodatinlaite piilya sisalt avan kaasun kåsittelyyn. Tassa tarkoituksessa on sita parempi, mita suurempi on huokoisuus. On kuitenkin ole-25 massa ongelma, etta kestavyys huononee oleellisesti, kun huokoisuutta suurennetaan. Siksi tavallisesti otetaan sel-ville kompromissikohta ja valmistetaan suodatin tailaisen kompromissin pohjalta.

Alumiinioksidin ja piikarbidin osalta, joita on 30 itse asiassa kaytetty keraamisina suodattimina, on luotu kayttOtarkoituksia hionta- tai kiillotusaineina. Siksi on mahdollista suhteellisen helposti valmistaa suodatin, jonka painehaviO on pieni ja kestavyys vastaa kaytannOn tasoa valitsemalla shamotiksi huolellisesti teknillinen valmis-35 te, jonka hiukkaskoko on sopiva.

90946 5 Tållaisessa suodattimessa kaytetaan tavallisesti lasista tai savesta tehtyS kennostoa. Lasikennostossa on se ongelma, etta sen korkean lampOtilan kestavyys on hyvin huono; kestavyys 800 eC lampdtilassa on korkeintaan 1/3 5 kestavyydesta huoneen lampdtilassa. Savikennostossa on sita vastoln ongelmana, etta edes sen huoneen lampdtilan kestavyytta ei voida parantaa. Toisaalta kaupan olevien synteettisten kodieriittishamottien huokoisuus on useim-missa tapauksissa suuri. Jos siis tailaisia kaupan olevia 10 shamotteja kaytetaan keraamisten suodattimien valmistuk- seen, tasta syntyvien suodattimien huokoisuus ja painehå-viO ovat suuret, ja on esiintynyt ongelma, etta jos huo-koisuutta lisataan painehaviOn pienentamiseksi, on hyvin vaikeata pitaa kestavyys kaytannOn tasolla. Kun kodieriit-15 tikeramiikkasuodattimia kaytetaan korkeassa lampOtilassa ja syOvyttavassa ilmassa pitkaaikaisesti, on vaittamatttn-ta, etta keraamisten suodattimien kestavyys on riittava laajalla lampdtila-alueella - huoneen lammOsta korkeaan lampdtilaan, jotta suodatinlaitteen kayttttvarmuus olisi 20 hyva, ja etta suodattimien lammdnvaihtelunkestavyys on erlnomainen, ne eivat tukkeudu herkasti, niiden painehavid on pieni ja niiden korroosionkestavyys, erityisesti hap-posyOpymiskestavyys on lisaksi erlnomainen siina tapauk-sessa, etta pdlya poistetaan kaasusta, joka sisaitaa sel-25 laisia sydvyttavia kaasuja, kuten NOx tai SOx.

Esilia olevan keksinnOn kohteena on ratkaista ta-vanomaisten menetelmien kodieriittikeramiikkasuodattimien ongelmat ja antaa varusteeksi pOlya sisaitavien kaasujen kodieriittisuodattimet, jolden painehavid on pieni ja kes-30 tavyys kaytantttttn perustuva ja jolden korroosionkestavyys on erlnomainen.

Esilia olevan keksinndn tarkoituksena on edelia mainittujen ongelmien ratkaiseminen. Tdhan paastaan kek-sinnOn mukaisella suodattimella, jolle on tunnusomaista, 35 etta se kasittaa myOs suodatuskerroksen, jonka keskimaa- 6 rainen huokoskoko on 0,2 - 10 μιη ja joka on kiinnitetty ainakin suodlnpohjan suodattavaan sivupintaan siten, etta suodatuskerros tayttaa suodlnpohjan pinnalla avoinna ole-vat huokoset, ja etta suodatuskerroksen paksuus on tasol-5 la, jossa osa suodlnpohjan pinnalla olevasta shamotista on suodattimen pintaan pain, ja menetelmaiia, jolle on tun-nusomaista, etta jauhetta hangataan ainakin suodlnpohjan suodattavalle sivupinnalle, jonka keskimaarainen huokoskoko on 10 - 100 pm, etta suodatuskerrokseksi muodostetta-10 van jauheen keskimaarainen hiukkasiapimitta on pienempi kuin suodlnpohjan keskimaarainen huokoskoko ja etta jauhe kiinnitetaan epaorgaanisella sideaineella.

Oheisissa piirustuksissa:

Kuvio 1 on kayrastO, joka esittaa keraamisen suo-15 dinpohjan kertyneen huokosjakautuman ja elohopeahuokoi-suusmittarin mittausten tulokset, jotka on saatu keraami-sesta suodinpohjasta leikatuista kuution muotoisista, noin 1 cm3 suuruisista koekappaleista. TOssa kuviossa ordinaat-ta kuvaa koekappaleiden kertyneen huokostilavuuden, ja 20 abskissa kuvaa huokoskoon. Kuviossa kayrat a, b, c ja d kuvaavat vastaavasti esimerkkien 1, 2, 3 ja 4 suodinpoh-jista otettujen naytteiden huokosjakautumat. Kayrat e, f ja g kuvaavat vastaavasti vertailuesimerkkien 1, 2 ja 3 suodinpohjista saatujen koekappaleiden huokosjakautumat. 25 Nyt selitetaan esilia oleva keksintO tarkemmin vii- taten etusijalla oleviin suoritusmuotoihin.

Esilia olevan keksinnOn keraamisen suodattimen etusijalla olevassa suoritusmuodossa on suodlnpohjan huokoi-suus 35 - 50 %.

30 Esilia olevan keksinnOn keraamisen suodattimen toi- sessa etusijalla olevassa suoritusmuodossa suodinpohja on tehty kodieriitista tal piikarbidista.

Esilia olevan keksinnOn keraamisen suodattimen toi-sessa etusijalla olevassa suoritusmuodossa suodatuskerros 35 on tehty piimaasta tai riisinkuorituhkasta.

Esilia olevan keksinnOn keraamisen suodattimen toi-sessa etusijalla olevassa suoritusmuodossa suodinpohja on 90946 7 putken muotoinen ja suodatuskerros on kiinnitetty putken sisåpintaan.

Esilia olevan keksinndn mukaisessa menetelmassa, jolla pdlya sisaitSvSn kaasun keraaminen suodatin valmis-5 tetaan, hangataan jauhetta ainakin suodinpohjan suodatta-vaan sivupintaan, jonka kesklmaarainen huokoskoko on 10-100 pm ja huokoskokosuhde kertyneen huokosjakautuman 75 tilavuusprosentin ja 25 tilavuusprosentin paikoissa on vahlntaan 1,3, ja suodatuskerroksen muodostamiseen kay-10 tettavan jauheen kesklmaarainen hlukkasiaplmltta on pie-nempi, kuln suodinpohjan kesklmaarainen huokoskoko, mene-telma kasittaa myiis jauheen kllnnlttamlsen epaorgaanisella sideaineella.

Esilia olevan kekslnndn keraamlsen suodattlmen val-15 mlstusmenetelman etusijalla olevassa suorltusmuodossa suodinpohjan plntaan hangataan ensln ensimmainen jauhe, sit-ten hangataan tolnen, ensimmaista jauhetta hlenompl jauhe ja molemmat kiinnitetaan plntaan.

Esilia olevan keksinndn keraamlsen suodattlmen val-20 mlstusmenetelman tolsessa etusijalla olevassa suorltusmuodossa ensimmaisen jauheen kesklmaarainen hlukkasiaplmltta on 20 - 70 % suodinpohjan kesklmaaraisesta huokoskoosta ja toisen jauheen kesklmaarainen hlukkasiaplmltta on 2-15 % suodinpohjan kesklmaaraisesta huokoskoosta.

25 Esilia olevan kekslnndn keraamlsen suodattlmen val- mlstusmenetelman tolsessa etusijalla olevassa suorltusmuodossa epaorgaanlnen sidealne on liuos, jonka paaalneosa on pildloksldi, ja tata lluosta sulhkutetaan siihen plntaan, johon jauhe on hangattu, sltten tama kuumennetaan ja kui-30 vataan kiinnittamlsta vårten. Tama piidioksidia paaaine-osana sisaitava liuos on mieluummin 1-5 painoprosentin vesipitoista piihapposooliliuosta.

Esilia olevan keksinnfin keraamlsen suodattlmen suodinpohjan paksuus ja muoto voidaan valita tiettyyn tar-35 koitukseen sopiviksi. Koska painehdvidn minimoimiseksi 8 kaytetaan kuitenkin suurihuokoista materiaalia, on kestS-vyys tavallisesti huono. Sen keståvyyden takaamiseksi, joka tarvitaan kasiteltaessa tat S pOlya sisal tavan kaasun keraamista suodatinta, ja jotta itse suodatinta tukevalle 5 suodinpohjalle saataisiin riittava lujuus, ja jotta se samanaikaisesti kestaisi vastakkaispuhdistuksen kaasunpai-netta, paksuuden taytyy tavallisesti olla vahintaan 5 mm.

Esilia olevan keksinnOn keraamisen suodattimen suo-dinpohjan keskimaarainen huokoskoko on 10 - 100 pm. Jos 10 keskimaarainen huokoskoko on pienempi, kuin 10 pm, suodin-pohjan painehaviO pyrkii olemaan suuri, ja suodinpohja ei ole riittavan hyva kaytOssa. Jos keskimaarainen huokoskoko toisaalta ylittaa 100 pm, kun suodinpohjan pinnalle on muodostettu suodatuskerros, joka koostuu jauheesta, 15 jonka keskimaarainen hiukkasiapimitta on korkeintaan 10 pm, jauhe pyrkii menemaan syvaile suodinpohjan sisapuo-lelle, jolloin painehaviO kasvaa, ja kun puhdistetun kaasun tilan puolelle vuotaa pttlya, se todennakOisesti menee suodinpohjan sisaile suodinpohjan takapaasta vastakkais-20 puhdistuksen toimesta aiheuttaen siten painehMviOn palau-tumattoman kasvun.

Esilia olevassa keksinnOssa mitataan suodinpohjan kertynyt huokosjakautuma elohopeahuokoisuusmittarin av-ulla suodinpohjasta saatujen kuution muotoisten, 1 cm3 suu-25 ruisten naytteiden osalta.

Esilia olevan keksinnOn keraamisen suodattimen suodinpohjan huokoskokosuhde kertyneen huokosjakautuman 75 ja 25 tilavuusprosentin paikoissa edelia mainittujen koekap-paleiden mukaan on vahintaan 1,3, jolloin suodinpohjan 30 pinnalla on avoimena eri kokoisia huokosia, ja kun suodinpohjan pinnalle muodostetaan suodatuskerros, suodatusker-roksen jauheen on helppo menna naiden huokosten sisaan. Tama rakenne on hyva kiinnitettaessa suodatuskerros lu-jasti suodinpohjaan; painehaviO on samalla pieni, koska 35 suodinpohjan sisapuolella sijaitsee suuria huokosia, jot-

II

90946 9 ka ovat yhteydessa ulkopuolelle ainoastaan pienten huo-kosten kautta, ja vaikka puhdistetun kaasun tilaan vuotaa vahan pdlya, tailainen vuoto ei aiheuta valittdmasti pai-nehavidn palautumatonta kasvua, koska suodinpohjaa voidaan 5 kSyttaa suodattimena yksinkin, ilman suodatuskerrosta.

Jos t&na huokoskokosuhde on pienempi kuin 1,3, ei tailaisia hyddyllisia vaikutuksia saada.

Tailaisten hyddyllisten vaikutusten turvaamiseksi huokoskokosuhteen pitaisi olla vahintån 1,4.

10 Ottaen huomioon suodinpohjan valmistuksen helppou- den, tama huokoskokosuhde on tavallisesti enintaan 2, mie-luummin enintaan 1,8.

Suodatuskerroksen keskimaarainen huokoskoko on alu-eella 0,2 - 10 pm. Jos keskimaarainen huokoskoko on pie-15 nempi kuin 0,2 pm, painehavid pyrkii tulemaan suureksi, ja kun tailaista kerrosta kaytetaan kiinnitettyna suodatin-laitteeseen, suodatinlaitteen kasittelykyky pienenee, mikå ei ole toivottavaa. Jos keskimaarainen huokoskoko on toi-saalta esimerkiksi suurempi kuin 10 pm, osa pdlya sisaita-20 van kaasun pdlysta pyrkii kulkemaan suodatuskerroksen lapi aiheuttaen siten pdlyn keraantymisen suodatuskerrokseen tai suodinpohjaan, jolloin painehavid kasvaa, mika ei ole toivottavaa.

Suodinpohjan naennaishuokoisuuden on hyva olla v3-25 hintaan 35 % edullisen painehavidtason varmistamiseksi.

Jos naennaishuokoisuus kuitenkin ylittaa 50 %, suodinpohjan kestavyys pyrkii olemaan heikko. Sen tahden naennaishuokoisuuden on hyva olla korkeintaan 50 %.

Suodinpohjan keramiikkana kaytetaan mieluummin alu-30 miinioksidia, kodieriittia, mulliittia tai piikarbidia. Lammdnvaihtelun- ja korroosionkestavyyden kannalta on pa-rempi kayttaa kodieriittia tai piikarbidia.

Piikarbidisuodatin kestaa heikosti esim. hdyryn aiheuttamaa hapettumista, mutta sen lammdnkestavyys on 35 paljon parempi, kuin kodieriittisuodattimen.

10

Suodatuskerroksen muodostavana jauhemateriaalina voidaan kayttaa esim. piimaasta, riisinkuorituhkasta, kal-slnoldusta perliitista, kalsiumsilikaatista, permutiitis-ta, bayerln alumiinioksidista, sirkonista, kodieriitista, 5 piikarbidista, kvartslpltolsesta hlekasta tal mulliitista tehtya jauhetta. Naista materiaaleista on parempi kayttaa piimaata tai riisinkuorituhkaa, koska nlilia on erinomai-nen kaasuniapaisevyys ja kyky muodostaa suodatuskerros, jossa huokosten koko on suhteelllsen tasalnen ja joka so-10 pil pOlya sisaltavan kaasun suodattimeksi.

Piimaan ja riisinkuorituhkan paaaineosana on pii-dioksidi ja ne ovat hyOdyllisia siksi, koska niiden kor-roosionkestavyys on hyva ja ne kestavat hyvin erityisesti happaman aineosan sisaltavaa kaasua.

15 Suodinpohjan muodon on hyva olla putkimainen, koska vastakkaispuhdistustoimintojen aikana kaasunpaine kohdis-taa suodinpohjaan toistuvaa kuormitusta, ja painehavibta voidaan pienentaa, kun vastakkaispuhdistuksen kaasunpaine on korkeampi. Putken muodossa kuormitus ei helposti kes-20 kity, jolloin on mahdollista vaittaa kuormituksen keskit-tyminen, joka todennakbisesti aiheuttaisi suodinpohjan murtumisen. Tata kaytetaan siten, etta vastakkaispuhdistuksen kaasunpaine kohdistetaan putken ulkopuolelta. On nimittain parempi, etta suodattimen suodatuskerros on 25 kiinnitetty putken sisaseinaan.

Taman tyyppiselia suodattimella on mahdollista ra-kentaa erittain kayttbvarma suodatinlaite, koska suodat-timeen indusoitu vetorasitus, jota keramiikka tavallisesti huonosti kestaa, on pieni jopa silloin, kun suodinpohjaan 30 kohdistetaan kaasunpainetta.

Esilia olevan keksinnOn keraamisen suodattimen suodatuskerroksen paksuuden on hyva olla ohut, jolloin pai-nehavib on pieni. Paksuuden on hyva olla esimerkiksi ta-solla, jossa osa suodinpohjan pinnalla olevasta shamotista 35 on suodattimen pintaan pain.

90946 11

Esilia o levan keksinndn keraamisen suodattlmen val-mlstusmenetelmassa hangataan suodatuskerrokseksi muodos-tettavaa jauhetta suodlnpohjan pinnalla oleviin avoimiin huokosiin eslm. huovan avulla. Sen mukalsestl jauheen kes-5 kimaaraisen hlukkasiaplmltan on parempi olla suodlnpohjan kesklmaaraista huokoskokoa pienempi.

Jotta suodatuskerroksen muodostava jauhe saataisiin hangattua putkimaisen suodlnpohjan slsdseinaan, voldaan putkeen tyOntaa tanko, jonka toisen påån ymparllle on kaa-10 ritty huopa ja jauhe voldaan hangata putken slsaseinaan.

Tailaisella suodatuskerroksen muodostusmenetelmaiia suodlnpohjan pinnalle on mahdollista muodostaa ohut suoda-tuskerros, jolloin painehaviOsta tulee suhteellisen pieni.

Kun suodlnpohjan pinnalle halutaan muodostaa suodatusker-15 ros, jonka keskimaarainen huokoskoko on plenl, plntaan on parempi hangata ensiksl suhteessa karkeampl enslmmainen jauhe ja sitten tolnen jauhe, jonka hlukkaskoko on vaadi-tun suuruinen.

Talla tavalla hlukkaskooltaan hleno suodatuskerros 20 saadaan ohueksl, jolloin palnehavld, erltylsestl jaannOs-painehaviO voldaan edulllsestl tehda plenemmaksl kaytet-taessa kerrosta suodattlmena.

Enslmmaisen jauheen kesklmaaraisen hlukkasiaplmltan on hyva olla korkelntaan 70 % suodlnpohjan kesklmaaraises-25 ta huokoskoosta, jolloin jauhe hankautuu helposti suodlnpohjan plntaan. Jotta saataisiin suodatln, jonka palneha-viO on plenl, enslmmaisen jauheen el pltaisi olla hlenoa ja sen pltaisi olla vahlntaan 20 % suodlnpohjan kesklmaa-raisesta huokoskoosta.

30 Toisen jauheen kesklmaaraisen hlukkasiaplmltan on hyva olla 2 - 15 % suodlnpohjan kesklmaaraisesta huokoskoosta.

Jos kaytetaan jauhetta, jonka keskimaarainen hiuk-kasiapimitta on pienempi, kuln 2 % suodlnpohjan keskimaa-35 raisesta huokoskoosta, palnehavld on nlln suurl, etta suo- 12 datin ei ole enSå kSyt&nnOllisesti katsoen kSyttOkelpoi-nen kaasun suodattimena. Jos jauhe toisaalta on karkeam-paa kuin 15 %, hankausvaihetta ei tarvitse jakaa kahdeksi erilliseksi toiminnaksi.

5 Koska suodatinta oletetaan kåytett&vdn myOs kor- keassa låmpOtilassa, suodatuskerroksen kiinnittamiseen on parempi kayttaa epSorgaanista sideainetta, joka on tulen-kestavaa ja mieluummin myOs korroosionkestavaa. Liuos, jonka pSSaineena on piidioksidi, on parempi siina mieles-10 sa, etta nain voidaan pienelia jahmeydelld saavuttaa luja kiinnitys, seka my6s tulen- ja korroosionkestavyys, ilman etta ainetta kaytetaan niin paljon, etta pintaan aukeavat huokoset tukkiutuvat. Vesipitoinen piihapposooliliuos on si ten epaorgaaninen sideaine, joka sopii esilia olevan 15 keksinnttn keraamisen suodattimen suodatuskerroksen kiin-nittamiseen.

Vesipitoisen piihapposooliliuoksen pitoisuus on vahintaan 1 painoprosentti ja korkeintaan 5 painoprosent-tia, koska jos pitoisuus on liian alhainen, kiinnityslu-20 juudesta tulee pieni. Jos pitoisuus on suurempi, kuin 5 painoprosenttia, liuos pyrkii olemaan paksujuoksuista, jolloin sita on vaikea suihkuttaa hienoina, pienina pisa-roina ja se pyrkii tukkimaan pintaan aukeavat huokoset ja huonontamaan kaasuniapaisevyytta, mika ei ole toivottavaa. 25 Siina tapauksessa, etta suodatuskerros muodoste- taan ensimmaisen ja toisen jauheen avulla, vesipitoinen piihapposooliliuos voidaan suihkuttaa sen jaikeen, kun molemmat jauheet on hangattu pintaan. Vesipitoista piihap-posooliliuosta voidaan kuitenkin suihkuttaa kahdesti, eli 30 kerran ensimmaisen jauheen hankaamisen jaikeen ja kerran toisen jauheen hankaamisen jaikeen.

On sitapaitsi mahdollista kayttaa myOs kolmatta ja neljatta jauhetta. Mitaan merkittavia vaikutuksia ei voida kuitenkaan odottaa, kasiteltavyys sitåvastoin vaikeutuu.

li 90946 13

Kun piihapposooliliuosta kaytetaan epåorgaanisena sideaineena, jahmettymista voldaan ohjata lammittamaiia ja kulvaamalla, jolloin saadaan t ar peel linen ja riittava kii-nnityslujuus.

5 Toinen esilia olevan keksinnOn keraaminen suodatin kåsittaa vahintaan 50 painoprosenttia kodieriittishamot-tia, jonka naennaishuokoisuus on korkeintaan 10 % ja hiuk-kasiapimitta vahintaan 74 pm, seka kennoston, jolloin mai-nitun kennoston paaaineosat ovat piidioksidi (Si02) ja alu-10 miinioksidi (A1203), ja jossa litiumoksidin (Li20) maara on 0,05 - 1,0 painoprosenttia koko suodattimen painosta.

Esilia olevan keksinnOn mainitun toisen keraamisen suodattimen etusijalla olevassa suoritusmuodossa kennosto sisaitaa lisaksi magnesiumoksidia (MgO).

15 Esilia olevan keksinnOn mainitun toisen keraamisen suodattimen toisessa etusijalla olevassa suoritusmuodossa kodieriittishamotti on lasista kiteytynytta kodieriitti-shamottia, jossa on keskimaarin kodieriitin koostumus (2Mg0 · 2A1203 · 5Si02).

20 Esilia olevan keksinndn mainitun toisen keraamisen suodattimen toisessa etusijalla olevassa suoritusmuodossa kodieriittishamotti saadaan impregnoimalla kodieriitti-shamottiin alumiinioksidisoolia, piihapposoolia, titaani-oksidisoolia, sirkoniumoksidisoolia tai vahintaan kahden 25 tailaisen soolin seosta, jolloin sintrattaessa saadaan korkeintaan 10 %:n naennaishuokoisuus.

Esilia olevan keksinnOn mainitun toisen keraamisen suodattimen toisessa etusijalla olevassa suoritusmuodossa suodatinmateriaalin huokoisuus on vahintaan 35 %, ja tai-30 vutuslujuus 800 °C:een lampOtilassa on vahintaan 75 kg/cm2.

Esilia olevan keksinnOn mainitun toisen keraamisen suodattimen toisen etusijalla olevan suoritusmuodon kennosto sisaitaa Ti02:a ja/tai Zr02:a 0,5 - 12 painoprosenttia koko suodattimen painosta.

14

Esilia olevan keksinnOn mainitun toisen keraamisen suodattimen toisessa etusijalla olevassa suoritusmuodossa suodattimen muoto on suora putki.

Esilia olevan keksinnOn toinen keraaminen suodatin 5 kasittaa suodinpohjan, joka kasittaa vahintaan 50 paino-prosenttia kodieriittishamottia, jonka naennaishuokoisuus on korkeintaan 10 % ja hiukkasiapimitta 74 - 590 pm, seka kennoston, jonka paaaineosat ovat piidioksidi (Si02) ja alumiinioksidi (A1203), ja jossa on litiumoksidia (Li20) 10 0,2-0,6 painoprosenttia koko suodattimen painosta, mai nitun suodinpohjan keskimaarainen huokoskoko on 10 -100 μπι ja huokoskokosuhde on kertyneen huokosjakautuman 75 ja 25 tilavuusprosentin paikoissa vahintaan 1,3; suodatin kasittaa myOs suodatuskerroksen, jonka keskimaarainen huo-15 koskoko on 0,2 - 10 pm ja joka on kiinnitetty ainakin suodinpohjan suodattavaan sivupintaan siten, etta suodatus-kerros tayttaa suodinpohjan pinnalla avoimina olevat huo-koset.

Esilia olevan keksinnOn toisen tailaisen keraami-20 sen suodattimen etusijalla olevassa suoritusmuodossa ko-dieriittishamotti on lasista kiteytynytta kodieriittishamottia, jolla on keskimaarin kodieriitin koostumus (2MgO. 2A1203.5Si02).

Esilia olevan keksinnOn toisen tailaisen keraamisen 25 suodattimen toisessa etusijalla olevassa suoritusmuodossa suodatuskerros on tehty piimasta tai riisinkuorituhkasta.

Toisen tailaisen esilia olevan keksinnOn keraamisen suodattimen toisessa etusijalla olevassa suoritusmuodossa suodinpohjan muoto on putkimainen ja suodatuskerros on 30 kiinnitetty putken sisaseinan pintaan.

Toisen tailaisen esilia olevan keksinnOn mukaisen keraamisen suodattimen valmistusmenetelmassa sekoitetaan jauhemateriaali, josta muodostetaan kennosto ja joka saa-daan sekoittamalla savea ja litiumoksidia sisaltavaa jau-35 hetta vahintaan 50 painoprosenttiin kodieriittishamottia, 90946 15 jonka nSennaishuokoisuus on korkeintaan 10 % ja hiukkaslS-pimitta våhintaan 74 μιη, ja seokseen lisataan orgaaninen sideaine, jonka jålkeen seuraa muovaaminen ja sintraami-nen.

5 Tailaisen toisen esilia olevan keksinndn keraamlsen suodattimen valmlstusmenetelman etusijalla olevassa suori-tusmuodossa saadaan kodieriittishamotti, jonka naennais-huokolsuus on korkeintaan 10 %, sekoittamalla seuraavla alneita sisaitavia alnelta: MgO, A1203 js S102, jolloin muo-10 dostuu keskimaarin kodlerlltln koostumus (2Mg0»2Al203*5Si02), sulattamalla seos ja jéahdyttamaiia se, jolloin saadaan lasi, joka sltten klteytetaan lamptt-kasittelylia.

Tailaisen toisen esilia olevan keksinndn keraamisen 15 suodattimen valmlstusmenetelman etusijalla olevassa suorl- tusmuodossa kennostoksl muodostettavaan jauhemateriaaliin lisataan β-spodumenijauhetta siten, etta suodatlnmaterlaa-lln lltlumoksldlpltoisuus on 0,05 - 1,0 painoprosentln ra-jolssa.

20 Toisen tailaisen esilia olevan kekslnnOn keraamlsen suodattimen valmlstusmenetelman etusijalla olevassa suori-tusmuodossa jauhemateriaaliin lisataan kennoston muodos-tamiseksi kodierlittijauhetta, jonka hiukkasiapimitta on korkeintaan 74 pm.

25 Toisen tailaisen esilia olevan keksinnOn keraamisen suodattimen valmlstusmenetelman etusijalla olevassa su-oritusmuodossa lisataan jauhemateriaaliin kennoston muo-dostamiseksi Zr02:sta ja/tai T102:sta tehtya jauhetta maa-rana, joka on 0,5 - 12 painoprosenttia suodatinmateriaalin 30 painosta.

Toisen tailaisen esilia olevan keksinndn keraamisen suodattimen valmlstusmenetelman etusijalla olevassa suori-tusmuodossa sekoltetaan lahtdalneeseen huokosia muodosta-vana aineena koksijauhetta, joka muodostaa poltettaessa 35 huokosia.

16

Toisen tailaisen esilia olevan keksinhdn keraamisen suodattimen valmistusmenetelmSn etusijalla olevassa suori-tusmuodossa suodattimen muovaaminen suoritetaan isostaat-tisen puristimen avulla kayttamaiia metallikeernamuottia 5 ja ulompaa lieridmaista kumimuottia, jolloin saadaan muo-dostettua suora putki.

Toisen tailaisen esilia olevan keksinndn keraamisen suodattimen valmistusmenetelman etusijalla olevassa suori-tusmuodossa sintraus suoritetaan 1,310 - 1,380 °C:een lam-10 pdtilassa.

Toisen tailaisen esilia olevan keksinndn keraamisen suodattimen valmistusmenetelmassa kodieriittishamotin na-ennaishuokoisuus saadetaan korkeintaan 10 %:iksi. Nain saadaan suodattimen painehavidn tehokkaasti minimoitua. 15 Jos naennaishuokoisuus ylittaa 10 %, painehavid pyrkii olemaan suuri.

saatamana edelleen kodieriittishamotin naennaishuokoisuus korkeintaan 10 %:n tasolle, kodieriittishamotin kestavyydesta tulee hyva. Itse suodatin tulee niin 20 muodoin kestavaksi.

Kodieriittishamotti, jonka hiukkasiapimitta on va-hintaan 74 pm (hiukkasiapimitta, joka ei lapaise 200 mes-hin suodatinta), sekoitetaan korkeintaan 50 painoprosen-tin maarana. Shamotti, jonka hiukkaskoko on vahintaan 25 74 pm, on kayttdkelpoinen muodostettaessa huokosia, joiden koko on vahintaan 10 pm, ja jotka sopivat kaasunsuodatti-meen. Osa kodieriittishamottia voi olla lapimitaltaan jopa 2 mm. Kun tailaista shamottia sekoitetaan joukkoon vahintaan 50 painoprosenttia, on mahdollista saada ainakin tar-30 peellinen maara huokosia, jolloin saadaan suodattimeksi kelpaava kaasunldpaisevyys.

Jos shamottia, jonka hiukkasiapimitta on vahintaan 74 pm, on alle 50 painoprosenttia, on kutistuminen sint-rauksen aikana huomattavaa, jolloin tulee haittapuolia, 90946 17 suodatin esim. muuttaa muotoaan ja huokoisuus pyrkii ole-maan plenl ja painehåviO suurl.

On edelleen parempi yhdlstaa kodieriittlshamotti v&hint&&n 70 palnoprosentin maSrSna, jolloln slntrausku-5 tistuminen on vahaista, naennaishuokolsuus on suurl ja palnehavlOsta tulee plenl.

Loppuosa sekoltetaan tassa tavallisesti hlenon jau-heen muodossa ja se muodostaa suodattlmessa kennoston ko-dlerllttishamotllle slntrauksen jaikeen. Taman kennoston 10 tulenkestavyyden on hyva olla hleman alhaisempi, kuin ko-dieriittishamotilla ja lampOlaajenemlskertolmen on hyva olla lahelia kodieriittishamoniitin kerrointa. Sen koos-tumuksen tulee niin muodoin olla mieluummin sellainen, etta se muodostuu slntrauksen alkana oslttaln laslksl.

15 Jauhematerlaallln yhdlstetaan savea kennostoa muodostet-taessa, koska sen paaalneosat ovat alumiinioksidi ja pii-dloksidl, ja se parantaa muovautuvuutta ja sintrautuvuutta tehokkaastl.

Kun kennosto sisaitaa litiumoksidia alumiinioksidin 20 ja plldloksldln llsaksl, kennosto tayttaa edelia malnltut vaatlmukset ja yhdlstelmana kodieriittishamotin kanssa, jonka naennaishuokolsuus on plenl, saadaan suodatin, joka el ole rllttavan keståva alnoastaan huoneen lammOssa, vaan myOs korkeanunassa, noln 800 °C:een lamptttilassa.

25 Litiumoksidin (Li20) pitoisuus suodatimateriaalissa on 0,05 - 1 painoprosenttia (joka vastaa 1-20 B-spodume-nlpalnoprosentin yhdlstamlsta). Jos pitoisuus on vahemman, kuln 0,05 %, on valkeata saada sltrattu runko, joka on rllttavan kestava. Jos pitoisuus tolsaalta yllttaa 1 pal-30 noprosentln, keraamlsen kodlerllttlsuodattlmen tulenkesta-vyys huononee, mlka el ole tolvottavaa. Kun otetaan huo-mloon seka nain saadun suodattlmen tulenkestavyys, etta lujuus, on lltlumoksldlpitolsuuden hyva olla 0,2 - 0,6 palnoprosentin rajoissa.

18

Syyta siihen, miksi litiuinoksidia (Li20) sisaita-vaiia kennostolla saadaan suodatin, joka sailyttaa kesta-vyytensa jopa korkeassa lampOtilassa, ei taysin ymmårretå, koska kodieriitin ja β-spodumenln vaiinen valhesuhde 5 (Li20*Al203*4Si02) on monimutkainen (Yolchl Shiraki, Hie- nokeramiikka s. 310, 1976, Gihodo). Se voldaan kuitenkin selittaa seuraavasti.

Esilia olevan keksinnOn mainitussa toisessa keraa-mlsessa suodattimessa suodattlmen kennostoa, joka sisaitaa 10 lltlumoksldla (Li20) ja jonka paaaineoslna ovat alumlinl-oksldl (A1203) ja plldloksldl (Si02), lasitetaan riittavas-sa maarln slntrauksen alkana, jolloin shamotteihin muodos-tuu vahva sidos.

Tama lasi sisaitaa suurimman osan litiumoksidista 15 ja lasin sulamispiste on alhainen shamottiin verrattuna. Lasin kiteytyminen tapahtuu myOhemmin seuraavan jaahdyt-tamisen avulla.

Muodostuneiden kiteiden lampiilaaj enemiskerroin on alhainen, ja koko kennoston lampOlaajenemiskerroin on ia-20 hella kodieriittishamotin kerrointa. Taten esitetaan ke-raaminen kodieriittisuodatin, jonka kestavyys huoneiam-mOssa on hyva ja jonka shamotin lampiilaajenemisen erosta aiheutuva jaannOsvenyma on pieni jopa jaahdytettaessa huo-neiampOtilaan.

25 Jauhemateriaaliin lisataan 6-spodumenia kennostoa muodostettaessa, koska on hyva vaittaa litiumoksidin pai-kallistumista, ja B-spodumeni pienentaa tehokkaasti koko kennoston 1ampOlaajenemiskerrointa jopa pysyessaan suoda-tinmateriaalissa sellaisenaan. Kodieriittijauhe yhdiste-30 taan, koska se tuo kennoston lampOlaajenemiskertoimen la-helle shamotin lampOlaajenemiskerrointa.

Kodieriittijauhe, jonka hiukkasiapimitta on pienem-pi kuin 74 pm, toimii paaasiassa muodostettaessa esilia olevan keksinnOn mainitun toisen keraamisen suodattimen

II

90946 19 kennostoa. Tama on syy raj oitukseen "hienompaa, kuin 74 pm".

Koska tasta syntyva kennosto slsaitaa suhteellisen suuren osuuden kiteista aineosaa, kestavyys pysyy liman 5 huomattavaa pehmenemista jopa noln 1000 °C:een lampdtilas-sa.

Kennostoksi muodostettavana jauhemateriaalina voi-daan kayttaa mydskin luonnonmalmeja, jotka sisaltavat li-tiumoksidia, kuten esim. petaliittia ja eukryptiittia.

10 Esilia olevan keksinndn main!tun toisen keraamisen suodattimen valmistusmenetelmassa on hyva kayttaa lasista kiteytynytta kodieriittishamottia, koska taildin on mah-dollista saada tiivis shamotti, esimerkiksi shamotti, jon-ka naennaishuokoisuus ei ylita 4 %, vaikkakin tailaisen 15 shamotin valmistus saattaa vaatia vaivalloisen kasittely-vaiheen. Lampdlaajenemiskerroin on lisaksi noin puolta pienempi verrattuna tavalliseen, sintraamalla saatuun ko-dieriittishamottiin. Suodatinmateriaalin lampdlaajenemis-kerroin on niin muodoin pieni, jolloin on mahdollista saa-20 da kaasun kodieriittisuodatin, Jolla on erinomainen lam-mdnvaihtelunkestavyys. Shamotti on hyvin tiivista ja siksi se on suodatinmateriaali, jonka korroosionkestavyys on mydskin erinomainen. Niin muodoin on mahdollista valmistaa kaasun kodieriittisuodatin, joka sopii erityisesti kaytet-25 tavaksi erittain korkeassa lampdtilassa.

Lasista kiteytyneen kodieriittishamotin lahtdainee-na voidaan kayttaa hyvin magnesiumoksidiklinkkeria, baye-rin alumiinioksidia ja kvartsihiekkaa. Valmistaminen suo-ritetaan mieluummin siten, etta sulate jaahdytetaan nope-30 asti kerran, jolloin muodostuu lasia, joka pannaan sitten lampdkasittelyyn kiteytymista vårten, kuten on esitetty esimerkiksi tarkastetussa JP-patenttijulkaisussa nro 20 269/1982.

Synteettisena kodieriittishamottina voidaan hyvin 35 kayttaa sintrattua valmistetta, joka on tehty kayttamaiia 20 lahtdaineena talkkia, savea ja alumiinihydroksidia. Jotta saataisiin karkeampia kodieriittihiukkasia, joiden naennaishuokoisuus on korkeintaan 10 %, on taloudellista sint-rata alnetta riitt&v&sti tavanomaisen synteettlsen kodie-5 riitin valmistusvalheessa, ja slntrautuvuuden parantami-seksl on tehokasta kayttaa lahtdainetta, johon on yhdis-tetty sirkonijauhetta.

Kaupasta saatavan synteettlsen kodieriitin huokoi-suus on tavallisesti suurempi, kuin 10 % ja sita ei voi 10 kayttaa slnansa esilia olevan keksinnOn kodieriittisuodat-timen shamottina.

Naissa olosuhtelssa se voldaan slntrata uudelleen tiiviyden parantamlseksl. Useiden tutkimusten tuloksena on kuitenkin havaittu, etta shamotin, jonka naennaishuokoi-15 suus on ei ole kovin suuri, naennaishuokoisuus voidaan muuttaa korkeintaan 10 % tasolle impregnoimalla kodieriit-tishamottiin kolloidinen liuos, esim. alumiinioksidisooli, piihapposooli tal titaanioksidisooli. Kun huokoisuus voidaan tuoda korkeintaan 10 % tasolle, alnetta voidaan kayt-20 taa vaikeuksitta esilia olevan keksinndn kodieriittisuo-dattimen shamottina, ja nain valmistetun suodattimen pai-nehSviO on pieni ja kestavyys hyva.

Jotta kolloidista liuosta saataisiin impregnoitua riittavasti, on hyva kayttaa alennettua painetta. On li-25 saksi hyva, etta shamotti kuivataan, ja impregnoiminen toistetaan lisatiiviyden saamiseksi.

Kun kolloidisella liuoksella impregnoitu shamotti on hyydytetty tai kuivatettu, sita voidaan kayttaa shamottina sinansa esilia olevan keksinndn tarkoituksiin.

30 Esilia olevan keksinndn toisessa keraamisessa suo- dattimessa edellytetaan, etta shamotin naennaishuokoisuus on sintrauksen jaikeen korkeintaan 10 %.

On kuitenkin todennakdista, etta jos raaka-aineseos muodostetaan putkimaiseksi suodattimeksi ja sitten impreg-35 noidaan tailainen kolloidinen liuos, niin huokoset, joi- il 90946 21 den odotetaan toimivan kaasun kaytavina suodattimessa, tukkiutuvat ja plenenevat ja suodattimen painehaviO kas-vaa, miks ei ole tolvottavaa.

Syyn siihen, etta painehaviOta voldaan pienentaa 5 saat&nana kodieriittishamotin naennaishuokolsuus korkein-taan 10 % tasolle, uskotaan olevan seuraavanlaisen:

Ensiksikin silia edellytykselia, etta keraamlsen suodattimen lapi kulkevan kaasun virta voldaan approksl-moida yhtaiOlia (Kozeny-Carman-yhtaiO), joka kuvaa neste-10 virran kulkua tiivistetyn jauhekerroksen lapi, voldaan seuraavalla yhtaiOlia kuvata painehaviO ΔΡ suodattimen lapi edellyttåen, etta kaasun kulku suodattimen lapi on laminaarinen virtaus (Hlenohiukkasmlttaus, Clyde Orr Jr. ym., luku 7, Macmillan-yhtiO, New York, 1959).

15

Sv2 - (gcL/2puL.)(AP/L)[C2/(l-C)2]

Tassa S, on jahmean kappaleen pinta-ala tilavuusyk-sikkoa kohtl, gc on painovoimavakio, L on suodattimen pak-20 suus, μ on kaasun vlskoslteettl, u on kaasun naennaisno-peus, L. on kapillaarlsen mutkittelun pltuus suodattlmes-sa, £ on huokoisuus, ja llkiarvona on suhde: uc = (u/£)( L./L) .

Suodattimen lapi kulkevan kaasun painehaviO voldaan 25 nlmlttain approksimolda olemaan olkeassa suhteessa hiuk- kasten kokonaisplnta-alan neliOOn suodattimen tllavuusyk-sikOssa. Suodattimen painehavittn plenentamlseksl minimoi-daan hiukkasten kokonalsplnta-ala suodattimen tllavuusyk-sikOssa niin muodoln niin paljon kuln mahdollista, jolloin 30 painehaviOta voldaan plenentaa.

Jos slntratun rungon naennaishuokolsuus on llsaksi korkelntaan 10 %, kaasuniapaisevyys on nlln pieni, etta se voldaan oleelllsestl laiminlytida (Huokoinen alne, koonnut Ren-ichi Kondo, julkalssut Gihodo, 1973). Sen tahden sha-35 motln huokoset, jolden huokoisuus on korkelntaan 10 %, 22 eivåt koske kaasun lapaisevyytta, eivatka aiheuta painehå-viiita.

PainehSviOn maarittavat nimittain ensisijaisesti shamottihiukkasten ja shamottihiukkasten vålisen raken-5 teen pinta-alat, Jolloin uskotaan voitavan tuottaa suoda-tin, jolla on pieni painehavitt.

Jotta painehaviO saataisiin mahdollisimman pieneksi samalla, kun kaasuniapaisevyys paranee, on tehokasta yh-distaa lahtOaineeseen huokosia muodostavaa ainetta, joka 10 kykenee muodostamaan huokosia, kun sita poltetaan sint-rauksen aikana. Tailaisena huokosia muodostavana aineena on hyva kayttaa koksijauhetta, erityisesti pikikoksijau-hetta, koska se sisaltaa suhteellisen pienen maaran epa-puhtauksia, kuten rautaa, jolloin voidaan vaittaa varjay-15 tymista, ja koska sita saa helposti ja sen kovuus on oi-kea, jolloin se ei vaikuta muovautuvuuteen epaedullisesti.

Lahtttaineeseen yhdistetaan orgaanista sideainetta paaasiassa siksi, etta raakarunkoon saataisiin vahvuutta, jolloin suodattimen muovaaminen helpottuu ja vaitetaan 20 raakarungon sarkyminen kasittelyn aikana. Orgaanisen side-aineen yhdistaminen lisaa kuitenkin myOs huokoisuutta.

Suodattimen muovausmenetelmana voidaan kayttaa iso-staattista muottiinpuristusmenetelmaa, puolikosteaa ah-tausta tai suulakepuristusmenetelmaa. Naista menetelmista 25 on isostaattista muottiinpuristusmenetelmaa kaytetty ylei-simmin muovausmenetelmana, joka sopii hyvin tiiviin sint-ratun rungon valmistukseen. Nayttaa silta, ettei ole ol-lut yhtaan tapausta, jossa isostaattista muottiinpuristusmenetelmaa on kaytetty huokoisten suodattimien valmis-30 tusmenetelmana. Se on kuitenkin hyva muovausmenetelma myOs tailaisen suodattimen valmistuksessa, koska kuivausvaihe voidaan jattaa pois, voidaan muodostaa vaivattomasti suu-rikokoinen putkisuodatin, ja tuotantokyky on my6s hyva.

Isostaattisella muottiinpuristusmenetelmaiia val-35 mistetussa, putkimaisessa, keraamisessa suodattimessa on li 90946 23 suhteellisen tasainen sis&pinta, koska muovauksessa kåyte-taan tavallisesti sileSpintaista metallikeernamuottia, ja kun tata kaytetaan suodinpohjana, on suodatuskerros hyva hangata sisapintaan ohuesti.

5 Sintraus suoritetaan monessa tapauksessa tunneliuu- nissa. Sukkulauunia tal sahkttuunia voidaan kuitenkin mytis kayttaa. Sintraus suoritetaan mleluummln 1310 -1380 ° C:een lampdtllassa.

Jos sintrausiampGtila on alhalsempl, kuln 1310 °C, 10 on sintraus puutteellinen, ja kestavyys pyrkil tulemaan huonoksi. Jos sitrausiampdtila toisaalta ylittaa 1380 °C, tulee haittapuolia, suodatin esim. muuttaa muotoaan sint-rauksen aikana itse suodattimen painon takia, ja lilalli-sen slntrauksen takla huokolsuus tulee pieneksi, mika el 15 ole toivottavaa.

Naennaishuokoisuus maariteliaan vahintaan 35 %:ksi, koska taildin suodattimelle saadaan paremmin kayttdkelpoi-nen kaasuniapaisevyys. Vahintaan 75 kg/cm2 taivutuslujuus 800 °C lampdtilassa on hyva arvo, jota el ole saavutettu 20 tavanomaisilla keraamisilla kodieriittisuodattimilla, joi- den naennaishuokoisuus on vahintaan 35 %.

Kun kodieriittisuodatinta, jolle oli talla taval-la saatu hyva, korkeita lampOtiloja sietava kestavyys, itse asiassa kaytettiin korkeassa lampOtilassa ja kun sen 25 taivutuslujuus sitten tutkittiin huonelampdtilassa, ha- vaittiin, etta lujuus oli heikentynyt.

Syyta tahan ei viela tarkkaan tiedeta. Lujuuden heikentyessa havaittiin kuitenkin rdntgensadejauhediffrak-tiolla β-spodumenin kiteiden lasnaolo kennostossa.

30 Yleisesti ollaan sita mielta, etta lujuuden hei- kentyminen johtuu muutoksesta kennoston rakenteessa. Li-saamaiia tahan kennostoon aineosat Zr02 ja/tai Ti02 aio-taan edistaa lasin kiteytymista kennostossa lisaamaiia tailainen aineosa siten, etta kennostossa oleva lasi ki- 24 teytyy tåysin jaahtymisen aikana sintrauksen jSlkeen ja saavuttaa pysyvan tilan.

Lisaamaiia tailainen aineosa voidaan β-spodumeniki-teiden lasnaolo suodattimen kennostossa sintrauksen jai-5 keen vahvistaa rOntgensadejauhediffraktiolla. Taman tulok-sena lujuus ei pyri huononemaan kaytdn aikana, niin kuin on havaittu tapauksessa, jossa tailaista aineosaa ei ole lisatty, vaikkakin alkulujuudesta joudutaan hieman luopu-maan verrattuna sellaiseen tapaukseen, jossa tailaista ai-10 neosaa ei ole lisatty. Nain saadaan keraaminen kodieriit-tisuodatin, jonka kestavyys pysyy ja jota voidaan kayttaa toistuvasti ja jonka kayttOvarmuus on hyva.

Tåssa lisatyn Zr02:n ja/tai Ti02:n kokonaismaara on tavallisesti 0,5 - 12 painoprosenttia, mieluummin 1-10 15 painoprosenttia suodatinmateriaalista. Jos kokonaismaara on vahemman, kuin 0,5 painoprosenttia, ei saavuteta sopi-vaa vaikutusta kestavyyden vakiinnuttamiseksi. Jos kokonaismaara toisaalta ylittaa 12 painoprosenttia, suodatti-men lampOlaajenemiskerroin tulee suureksi, jolloin lammdn-20 vaihtelunkestavyys pyrkii huononemaan, mika ei ole toivot-tavaa.

Esilia oleva keksintO selitetaan nyt yksityiskoh-taisemmin esimerkkeihin viitaten. Tulee kuitenkin ymmar-taa, ettei esilia oleva keksintd miliaan muotoa rajoitu 25 juuri naihin esimerkkeihin.

Esimerkki 1

Sekoitettiin magnesiumoksidia, alumiinioksidia ja kvartsihiekkaa ja saatiin lahtdaine, jolla on kodieriitin koostumus: 2Mg0.2Al203.5Si02. Tama lahtOaine sulatettiin 30 sahkOlia kayttamana hiilielektrodeja, ja sulate kaadet-tiin veteen ja jaahdytettiin, jotta saataisiin Iasi, jolla on kodieriitin koostumus.

Lasi kuivattiin ja murskattiin, jotta saataisiin lasihiukkasia, joiden hiukkasiapimitta on 1 - 10 mm, ja 35 hiukkaset pantiin rattaisiin, lammitettiin tunneliuunissa 90946 25 ja pidettiin 1380 °C:een lSmpOtilassa 10 tunnin ajan, jotta ne kiteytyisivat kodieriitiksi.

Tuote murskattiin ja seulottiin edelleen, jolloin saatlln hiukkasia, jolden koko on 28 - 200 mesh (74 -5 590 pm), ja hiukkasia kaytettiin suodlnpohjan shamottina.

Kun kertynytta huokosjakautumaa halutaan saataa, shamottl lajltellaan edelleen hlukkaslln, jolden hiukkas-lapimitta-alue on erilalnen. Lajltellut, hiukkasiapimitta-alueeltaan erllalset hlukkaset sekoltetaan soplvasti, jol-10 loln saadaan kayttfikelpoinen shamottl.

70 painoprosenttlln tasta shamotlsta sekoitettiin 6 painoprosenttia samasta alneesta tehtya kodieriittijau-hetta, jonka hlukkaskoko lapaisee 200 meshln (korkelntaan 74 pm) seulan, 10 painoprosenttia samasta alneesta tehtyå 15 kodieriittijauhetta, jonka hlukkaskoko lapaisee 325 meshln (korkelntaan 44 pm) seulan, 6 painoprosenttia synteettis-ta β-spodumenijauhetta, jonka hlukkaskoko lapaisee 325 meshln (korkelntaan 44 pm) seulan ja 6 painoprosenttia savijauhetta. 100 paino-osaan seosta sekoitettiin huokosia 20 muodostavana aineena 30 paino-osaa pikikoksijauhetta, jonka hlukkaskoko on 50 - 100 pm ja 7 paino-osaa 40 painopro-senttista vesipitoista, sideaineena toimivaa fenolihart-siliuosta.

Tdma sekoitus kuivattiin 110 °C:een lampdtilassa ja 25 murskattiin, jolloin saatlln rakeinen aine, jonka hiuk-kasiapimitta on korkelntaan 3 mm.

Tama rakeinen aine taytettiin muottiin, joka muo-dostui teraskeernamuotista ja ulommasta, lieridmaisesta kumimuotista ja muovattiin isostaattisella puristimella 30 1000 kg/cm2 paineella, jolloin saatlln putki, jonka ulko- lapimitta on noin 170 mm, sisaiapimitta noin 140 mm ja pituus noin 850 mm. Tata putkimaista, muovattua runkoa sintrattiin sukkulauunissa 1340 °C:een lampOtilassa 5 tunnin ajan, jolloin saatlln putklmainen, keraaminen kodie-35 riittisuodinpohja. Tama sintraustila vaikuttaa huokosja- 26 kautumaan, ja sintrauksen edistyessfl keskimaarainen huo-koskoko kasvaa ja n&enn&ishuokoisuus pienenee. Suodinpoh-jalle on ominaista, etta molemmat paat leikataan irti, jotta saadaan kayttOOn putkimainen pohja, jonka pituus on 5 800 mm.

Taman suodinpohjan naennaishuokoisuus oli 42 %. Suodinpohjasta leikattujen kuution muotoisten naytteiden osalta kertynyt huokosjakautuma mitattiin elohopeahuokoi-suusmittarilla, jolloin saatiin kuviossa 1 a:11a esitetyt 10 tulokset.

Taman suodinpohj an keskimaarainen huokoskoko (50 tilavuusprosentin paikassa) oli nimittain 60 pm, huokoskoko D75 75 tilavuusprosentin paikassa oli 76 pm, ja huokoskoko D25 25 tilavuusprosentin paikassa oli 43 pm.

15 D75/D25:n suhde R oli niin muodoin tassa suodinpoh- jassa 1,77.

Piimaajauhetta, jonka keskimaarainen hiukkaskoko on 3,6 pm, siroteltiin taman 400 mm:n pituiseksi leikatun putkisuodinpohjan pinnalle, ja piimaajauhetta hangattiin 20 sisapinnalle huovalla.

Vesipitoista piihapposooliliuosta, jonka Si02-pi-toisuus oli 2,3 painoprosenttia, suihkutettiin tasaisesti pinnalle, johon oli hangattu piimaajauhetta ja kuivatet-tiin kuivurissa 150 °C:een lampiitilassa, jotta se jahmet-25 tyisi.

PainehaviO mitattiin 5 cm/sek ilmavirran nopeudessa tamån putkisuodattimen osalta ja havaittiin sen olevan 320 mmWG.

Tdma suodatin asennettiin suodatuskoelaitteeseen, 30 ja putkisuodattimen sisapuolelle syiitettiin ilmaa, joka sisalsi 7,3 g/m3 masuunin tuhkaa pOlyna, jonka keskimaarainen hiukkasiapimitta oli 10 pm ja jonka lampdtila oli 150 °C, ja suoritettiin suodatuskoe.

Vastakkaispuhdistuksen energiatasoa lukuun ottamat-35 ta kaasun (joka oli tassa tapauksessa ilmaa) suodatusno-

II

90946 27 peus kokeessa asetettiin noin 7,6 cm/sek tasolle. Suoda-tusjakson aikana kaasussa oleva pOly keraantyi putkisuo-dattimen sisaseinaan, jolloin painehåvid vahitellen kas-voi.

5 Siksi suuttimesta puhallettiin suodatuskoelaittee- seen paineilmaa noin 6 kg/cm2 paineella kerran joka 7,5 minuutin aikav&lillM 0,4 sekunnin ajan ja nain suoritet-tiin suodattimen vastakkaispuhdistus.

Suodattimen painehSvid vastakkaispuhdistuksen jSl-10 keen kasvoi vahitellen toiminnan alkuvaiheessa, ja noin 150 tunnin jaikeen painehSviO ennen ja jdlkeen vastakkaispuhdistuksen tuli vakiotasoiseksi, ja jaannOspainehaviO oli 1600 mmWG vaiittOmdsti ennen vastakkaispuhdistusta ja 1300 mmWG vaiittOmasti vastakkaispuhdistuksen jaikeen.

15 Koetta jatkettiin taman jaikeen. Koetta suoritet- tiin kaiken kaikkiaan noin 300 tuntia, mutta jaannOspaine-haviOssa ei havaittu kasvua.

Suodattimen valmistusolosuhteet, suodattimen omi-naisuudet, koestusolosuhteet seka koetulokset esitetaan 20 esimerkkien 1-4 osalta taulukossa 1.

Esimerkki 2

Putkisuodinpohja valmistettiin samoissa olosuhteis-sa, kuin esimerkissa 1. Taman suodattimen kertynyt huokos-jakautuma esitetaan b:lia kuviossa 1. Tassa suodinpohjassa 25 D75 oli 65 pm, D25 oli 36 pm ja R oli 1,80.

Piimaajauhetta, jonka keskimaarainen hiukkasiapi-mitta on 20 pm, siroteltiin taman 400 mm:n pituiseksi lei-katun putkisuodinpohjan pinnalle, se hangattiin pintaan huovan avulla.

30 Tassa vaiheesa mitattiin painehavitt paastamaiia sisaan ilmaa 5cm/sek virtausnopeudella ja sen havaittiin olevan 125 mmWG.

Lisaksi pintaan hangattiin samaan tapaan piimaajauhetta, jonka keskimaarainen hiukkasldpimitta on 3,6 pm.

35 Tassa vaiheessa mitattiin painehaviO paastamaiia sisaan 28 ilmaa 5 cm/sek virtausnopeudella ja havaittiin sen olevan 250 mmWG.

Tålle pinnalle, johon oil hangattu piimaajauhetta, suihkutettiin veslpltolsta piihapposooliliuosta samaan 5 tapaan, kuin eslmerklsså 1, ja se kuumennettiin ja kuivat-tiin.

Painehåvitt mitattiin tåsså vaiheessa pååståmållå ilmaa 5 cm/sek virtausnopeudella ja sen havaittiin olevan 300 mmWG. Tåmå keraaminen suodatin asennettiin samaan suo-10 datinkoelaitteeseen, jota kåytettiin esimerkisså 1, ja suodatuskoe suoritettiin samoissa olosuhteissa, jolloin jåånndspainehåvidstå tuli noin 55 mydihemmin ennen ja jål-keen vastakkaispuhdistuksen vakiotasoinen, eli se oli 1100 mmWG vålittdmåsti ennen vastakkaispuhdistusta ja 950 mmWG 15 vålittiJmåsti vastakkaispuhdistuksen jålkeen.

Tåmån jålkeen koetta jatkettiin. Koetta suoritettiin kokonaisuudessaan noin 500 tuntia, minkå jålkeen jåånndspainehåvidsså ei havaittu kasvua.

Esimerkki 3 20 Valmistettiin putkisuodinpohja samoissa olosuh teissa, kuin esimerkisså 1. Tåmån suodinpohjan kertyneen huokosjakautuman esittåå c kuviossa 1, ja sen D75 oli 80 pm , d25 oli 48 pm ja D75/D25:n suhde R oli 1,67.

Tåmån 400 mm:n pituiseksi leikatun putkisuodinpoh-25 jan sisåpintaan siroteltiin alumiinioksidijauhetta, jonka keskimååråinen hiukkaslåpimitta on 6 pm ja se hangattiin pintaan huovan avulla. Vesipitoista piihapposooliliuosta suihkutettin siihen samalla tavalla, kuin esimerkisså 1 ja se kuumennettiin ja kuivattiin kiinnittåmistå vårten. Tås-30 så vaiheessa mitattiin painehåvid pååståmållå ilmaa 5 cm/ sek virtausnopeudella ja sen havaittiin olevan 350 mmWG.

Tåmå keraaminen suodatin asennettiin samaan suoda-tuskoelaitteesen, jota kåytettiin esimerkisså 1, ja suodatuskoe suoritettiin samoissa olosuhteissa.

90946 29 TSman tuloksena paineh8vi6 vakiintui 170 tunnin paattyessa. Taman jalkeen koetta jatkettiin noin 130 tun-tia, jolloin jaanndspainehavidssa el havalttu muutosta.

jaannOspainehaviiJ oli taman suodattimen vakllntuml-5 sen jalkeen 2200 mmWG vaiittiJmasti ennen vastakkaispuh-distusta ja 1800 mmWG vaiittiJmasti vastakkaispuhdlstuksen j alkeen.

Esimerkki 4

Valmlstettlln suodlnpohja samalla tavalla, kuin 10 eslmerklssa 1, paltsl etta shamotin, kennoston ja huokosla muodostavan alneen raaka-ainekoostumusta muutettiin, kuten taulukossa 1 esltetaan.

Taman suodlnpohjan kertyneen huokosj akautuman esit-taa d kuvlossa 1. Sen naennaishuokolsuus oli 41 %, keskl-15 maarainen huokoskoko 38 pm , D75 oli 38 pm , d25 oli 27 pm ja D75/D25:n suhde R oli 1,41.

400 mm:n pituiseksi leikattuun putklsuodinpohjaan kiinnitettiin piimaajauheesta tehty suodatuskerros, jonka keskimaarainen hiukkasiapimitta oli 3,6 pm samalla taval-20 la, kuin eslmerklssa 1, ja painehavid tutkittiin paasta-maiia ilmaa 5 cm/sek virtausnopeudella ja sen havaittiin olevan 290 mmWG.

Tama suodatin asennettiin samaan suodatuskoelait-teeseen, ja koe suoritettiin samalla tavalla. Taman tulok-25 sena painehavid vakiintui noin 100 tunnin paattyessa, ja jaanndspainehavid oli vakiintumisen jalkeen 1500 mmWG va-littOmasti ennen vastakkaispuhdistusta ja 1250 mmWG vaiit-tdmasti vastakkaispuhdlstuksen jalkeen.

Taman jalkeen koetta jatkettiin noin 200 tuntia, 30 jolloin jaanndspaineessa ei havaittu muutosta.

Verrannollinen esimerkki 1

Valmlstettlln suodlnpohja olosuhteissa, jotka tode-taan taulukon 2 verrannollisessa eslmerklssa 1. Muut olo-suhteet ovat samat, kuin eslmerklssa 1. Taman suodlnpohjan 35 kertyneen huokosjakautuman esittaa e kuvlossa 1. Sen naen- 30 naishuokoisuus oli 40 %, keskimaarainen huokoskoko 37 μπι, D75 oli 45 μπι, D25 oli 30 μπι, D75/D25:n suhde R oli 1,5, ja painehaviO oli 96 mmWG, kun ilma paastettiin lapi 5 cm/sek virtausnopeudella.

5 Tama 400 mm:n pituiseksi leikattu suodinpohja asen- nettiin edelia mainittuun suodatinkoelaitteeseen sellaise-naan, eli ilman suodatuskerrosta, ja suodatuskoe suoritet-tiin samalla tavalla.

Taman tuloksena jaannOspainehdviO vakiintui oleel-10 lisesti noin 100 tunnin paattyessa, ja se oli 1600 mmWG vaiittOmasti ennen vastakkaispuhdistusta ja 1400 mmWG va-littOmasti vastakkaispuhdistuksen jalkeen.

jaannOspainehaviO osoitti kuitenkin pienta kasvua taman jalkeen. Koetta jatkettiin edelleen noin 200 tunnin 15 ajan, jonka jalkeen havaittiin noin 90 mmWG:n kasvu.

Taulukossa 2 esitetaan verrannollisten esimerkkien 1, 2 ja 3 osalta suodattimen valmistusolosuhteet, ominai-suudet, koestusolosuhteet seka koetulokset.

Verrannolllnen esimerkki 2 20 Valmistettiin suodinpohja verrannollisen taulukon 2 esimerkin 2 osoittamissa olosuhteissa.

Taman suodinpohjan kertyneen huokosj akautuman esit-taa f kuviossa 1. Sen naennaishuokoisuus oli 40 %, keski-mååråinen huokoskoko 32 μπι, D75 oli 35 μπι, D25 oli 29 μπι ja 25 D75/D25:n suhde R oli 1,21.

400 mm:n pituiseen putkisuodinpohjaan kiinnitettiin suodatuskerros samalla tavalla, kuin esimerkissa 1, ja painehaviO tutkittiin paastamaiia ilmaa 5 cm/sek virtausnopeudella ja sen havaittiin olevan 290 mmWG.

30 Tama suodatin asennettiin edelia mainittuun suoda- tuskoelaitteeseen ja suodatuskoe suoritettiin samalla tavalla.

Noin 100 tuntia myOhemmin painehaviO vakiintui ja jaannOspainehaviO oli 1700 mmWG vaiittOmasti ennen vastak- 11 90946 31 kaispuhdistusta ja 1400 mmWG vaiittOmSsti vastakkaispuh-distuksen jaikeen.

jaannOspainehaviii osoltti kuitenkin pienta kasvua.

Noln 200 tunnln paattyessa havalttiln jaanndspainehavidssa 5 80 mmWG:n kasvu.

Verrannollinen eslmerkki 3

Suoritettiin suodatuskoe kaupallisena tuotteena saatavilla olevan piikarbidisuodattimen osalta.

Tassa suodattimessa kaytetaan piikarbidishamottia, 10 jonka hiukkaskoko on 300 - 850 pm:n vaiilia, ja kennoston katsotaan koostumuksesta paatellen koostuvan paaasiassa savesta.

Koko oli noin 60 Φ/30 Φ x 1000 mm, ja suodatin oli putken muotoinen ja sen toinen paa oli suljettu. Sen naen-15 naishuokoisuus oli 40 %, ja taivutuslujuus oli pienehkO, noin 120 kg/cm2 tasolla.

Suodinpohjan huokosjakautuman, joka tutkittiin sa-malla tavalla, kuin edelia, osoittaa g kuviossa 1.

Taman tuloksena sen keskimaarainen huokoskoko oli 20 110 pm, D75 oli 124 pm, D25 oli 98 pm ja D75/D25:n suhde.R oli 1,26.

Taman putkisuodattimen ulommalle sivupinnalle kiin-nitettiin suodatuskerros, joka sisaitaa alumiinioksidi-piidioksidi-tyyppisen kuidun. PainehMviO tutkittiin paas-25 tamaiia tahan suodattimeen ilmaa 5 cm/sek virtausnopeudel-la ja sen havaittiin olevan 300 mmWG.

Tama suodatin leikattiin 400 mm:n pituiseksi put-keksi ja se asennettiin edelia mainittuun suodatuskoe-laitteeseen. Suodatuskoe suoritettiin samalla tavalla, 30 kuin edelia, paitsi etta suodatuslaite muunnettiin siten, etta piilya sisaitava kaasu syOtettiin putken ulkopuolelle, painvastoin, kuin edelia mainitussa kokeessa.

Taman tuloksena, noin 200 tuntia myOhemmin, paine-haviO naytti olevan vakio. jaannOspainehaviO oli tahan 32 aikaan 700 mmWG vaiittdmasti ennen vastakkaispuhdistusta ja 600 mmWG vaiittdmasti vastakkaispuhdistuksen jaikeen.

Taman jaikeen havaittiin kuitenkin asteittaista kasvua. Noin 100 lisatunnin paattyessa ja noin 250 tuntia 5 sen jaikeen havaittiin jaksoittaisesti 150 nunWG:n ja 350 mmWG:n suuruinen jaanndspainehavidn kasvu.

Syyta tahan jaksottaiseen jaanndspainehavidn kas-vuun ei ole selvasti todettu. Tailainen ilmid tapahtuu kuitenkin todennakdisesti, kun suodatuskerros kuoriutuu 10 pois.

Nyt esitetaan esimerkkeja esilia olevan keksinndn toisesta keraamisesta suodattimesta.

Kodieriittishamotiksi valinistettiin seitseman mate-riaalityyppia, eli a, b, c, d, e, f ja g.

15 a. Sekoitettiin magnesium!a, alumiinioksidia ja kvartsihiekkaa, jolloin muodostui kodieriittikoostumus 2MgO·2A1203 ·5Si02. Seos sulatettiin sahkdisesti kayttamai-ia hiilielektrodeja, ja sulate kaadettiin veteen ja jaah-dytettiin, jolloin saatiin Iasi, Jolla on kodieriitin 20 koostumus. Lasi otettiin ulos ja murskattiin, jolloin saa tiin lasihiukkasia, joiden hiukkasiapimitta on 1 - 10 mm.

Hiukkaset vietiin tunneliuuniin ja lampdkasiteltiin noin 1380 °C:een lamptitilassa 10 tunnin ajan, jotta ne ki-teytyisivat.

25 Tuote murskattiin ja lajiteltiin sihtaamalla, jol loin saatiin hiukkasia, joiden koko on 74 - 590 pm.

Taman shamotin keskimaarainen hiukkasiapimitta oli 270 pm ja nSennaishuokoisuus 3 %.

b. Sekoitettiin hienoa talkki-, savi-, alumiinihyd-30 roksidi- ja sirkonijauhetta, joista muodostui kodieriittikoostumus, jonka paaaineosana on kemiallinen koostumus 2MgO· 2A1203· 5Si02 ja joka kasittaa 3 painoprosenttia Zr02:a. 100 paino-osaan sekoitettua raaka-ainetta lisattiin 2 paino-osaa metyylisellusoosaa ja sopiva maara vetta, ja ii 90946 33 seos vaivattiin ja pursotettiin tankoon, jonka ulkoiapi-mitta on noin 30 mm.

Tanko kuivattiin ja pantiin sitten rattaisiin, vie-tiin tunneliuuniin, ja pidettiin 10 tuntia 1360 °C:een mak-5 simiiampOtilassa, jolloin saatiin synteettinen kodieriit-ti.

Tama tuote murskattiin ja lajiteltiin sihtaamalla, jolloin saatiin hiukkasia, joiden hiukkaskoko on 74 - 590 pm:n vaiilia.

10 Téman shamotin keskimaarainen hiukkasiapimitta oli 265 μη ja naennaishuokoisuus 7 %.

c. Sekoitettiin hienoa talkki-, savi- ja alumiini-hydroksidijauhetta, jolloin muodostui kodieriittikoostumus 2MgO · 2A1203 · 5Si02. 100 paino-osaan sekoitettua raaka-ainetta 15 lisattiin 2 paino-osaa metyyliselluloosaa ja sopiva maarå vetta, seosta vaivattiin ja se puristettiin suulakkeella tankoon, jonka ulkoiapimitta on noin 30 mm.

Tanko kuivattiin ja pantiin rattaisiin, vietiin tunneliuuniin ja pidettiin 1360 °C:een maksimiiampOtilassa 20 10 tunnin ajan, jolloin saatiin synteettinen kodieriitti.

Tuote murskattiin ja lajiteliin sihtaamalla, jolloin saatiin shamotti, jonka hiukkaskoko on 74 - 590 pm.

Taman shamotin keskimaarainen hiukkasiapimitta oli 250 pm ja naennaishuokoisuus 12 %.

25 Teknillisesti valmistettu synteettinen kodieriit- tishamotti murskattiin ja lajiteltiin sihtaamalla, jolloin saatiin shamotti, jonka hiukkaskoko on 74 - 590 pm.

Shamotin keskimaarainen hiukkasiapimitta oli 230 pm ja naennaishuokoisuus 30 %.

30 e. Kohdassa c saatuun kodieriittishamottiin impreg- noitiin alumiinioksidisoolia ja kuivattiin alennetulla paineella. Sama toiminta toistettiin uudelleen.

Kun tata shamottia oli kuumennettu 1000 °C:ssa, naennaishuokoisuus oli 8 %.

34 f ja g. Kohdassa c saatuun kodieriittishamottiin impregnoitiin toistuvasti piihapposoolia ja titaanioksidi-soolia tåsså jSrjestyksesså, jonka jålkeen kuivattlin.

Kun nåmå shamotit oli kuumennettu 1000 °C:ssa, nå-5 ennåishuokoisuudet olivat 7 % ja 8 % tåsså jårJestyksesså, β-spodumenijauhe valmistettiin seuraavalla tavalla. Sekoitettiin pyrofylliitti- ja litiumkarbonaattijauhetta suhteessa 85 painoprosenttia ja 15 painoprosenttia tåsså jårjestyksesså, seos sekoitettiin edelleen ja rouhittiin 10 mårållå jårjestelmålia. Tåten saatu suodatuspuristuskakku kuivattiin ja sintrattiin sitten såhkduunissa 1150 °C:een låmpOtilassa, jolloin saatiin β-spodumenia. Tåmå jauhet-tiin hienoksi ja sihdattiin 325 meshin sihdillå. Kåyttå-mållå seitsemåå eri kodieriittishamottia a-g valmistettiin 15 kaasun putkimaiset kodieriittisuodattimet taulukoissa 3 ja 4 osoitetuissa olosuhteissa.

Taulukon 3 esimerkit ja verrannolliset esimerkit on suunnattu shamotin huokoisuuden vaikutusten ja shamotin sekoitussuhteen tutkimiseen pååasiassa suodatusominaisuuk-20 sien osalta.

Nåisså esimerkeisså kåytettiin kennostossa sekoi-tusta, joka kåsittåå 10 painoprosenttia savea, 10 - 25 painoprosenttia hienoa, samasta shamotin aineesta tehtyå kodieriittijauhetta, sekå 5 painoprosenttia hienoa B-spo-25 dumenijauhetta. 100 paino-osaan tåtå seosta lisåttiin 25 paino-osaa koksijauhetta, jonka hiukkaslåpimitta on 20 -100 pm huokosia muodostavana aineena, ja 7 paino-osaa 40 painoprosentin vesipitoista fenolihartsiliuosta lisåttiin orgaanisena sideaineena. Seos sekoitettiin, kuivattiin 30 110 °C:ssa ja murskattiin sitten, jolloin saatiin rakeinen aine, jonka hiukkaslåpimitta on korkeintaan 3 mm.

Tåmå aine tåytettiin muotissa, joka muodostui te-råksisestå pylvåskeernamuotista ja ulommasta lieriÉJmåi-sestå kumimuotista ja muovattiin isostaattisella puristi-35 mella 1000 kg/cm2 paineella, jolloin saatiin putki, jonka 90946 35 ulkoiapimitta on noin 170 mm, sisaiåpimitta noin 140 nun ja pituus noin 850 nun.

Tata putkimaista, muovattua runkoa sintrattiin såh-kOuunissa 1320 °C:een maksimiiampdtilassa 5 tunnin ajan, 5 jolloin saatiin putkimainen, keraaminen suodatin.

Kun sintraus suoritettiin tunneliuunissa, saatiin suodatin, jonka sintrattu tila oli oleellisesti samanlai-nen, kuin suoritettaessa sintraus noin 1350 °C:een lampOti-lassa.

10 Vastaavien putkisuodattimien osalta tutkitut omi- naisuudet esitetaan taulukossa 3.

Muissa esimerkeissa ja verrannollisissa esimerkeis-sa valmistettiin putkisuodattimet samoissa olosuhteissa, kuin edelia, paitsi etta taulukossa 3 esitetyt olosuhteet 15 ja ominaisuudet esitetaan myds taulukossa 3.

Naennaishuokoisuus on tassa arvo, joka on mitattu vesiupotusmenetelmaiia, ja keskimaarainen huokoskoko on 1 cm3 kokoisista, kuution muotoisista koestusnaytteista elohopeahuokoisuusmittarilla mitattu arvo.

20 Taivutuslujuus mitattiin edelleen kolmen kohdan taivutuskokeella 70 mm:n vaikutusalueella koekappaleesta, jonka mitat ovat 14 x 20 x 100 mm.

Happosydpymiskestavyys tutkittiin siten, etta koe-kappale upotettiin vesipitoiseen, huoneeniampdiseen 25 IN H2S04-liuokseen 72 tunnin ajaksi, jonka jaikeen tutkittiin taivutuslujuuden muutos.

Suodatusominaisuus maariteltiin edelleen silia ta-valla, etta 400 mm:n pituiseksi leikattu putkisuodatin asennettiin suodatuskoelaitteeseen, joka on varustettu 30 vastakkaispuhdistusjarjestelmaiia, ferrioksidijauheen pO-lya, jonka keskimaarainen hiukkasiapimitta on noin 50 pm, hajotettiin ilmaan 40 g/Nm3 konsentraationa, jotta se muo-dostaisin 300 °C:een lampdtilassa pdlya sisaltavaa kaasua, ja kumpaakin suodatuskoetta suoritettiin 100 tunnin ajan 35 kaasun 5 cm/sek suodatusnopeudella.

36

Ferrioksidijauhetta kaytettiin siksi, ettS tSma jauhe on vSrikSsta ja sita voidaan helposti tarkkailla, kun se tunkeutuu keraamiseen suodattimeen.

Ferrioksidijauheen hiukkasjakautuma oli seuraavan-5 lainen: pienempia kuin 1 pm oli 1 painoprosentti, 1 - 10 pm kokoisia oli 7 painoprosenttia, 10 - 40 pm kokoisia 011 35 painoprosenttia, 40 - 100 pm kokoisia oli 46 painoprosenttia ja 100 - 800 pm kokoisia hiukkasia oli 11 painoprosenttia .

10 Taulukossa 4 esitetaan kennoston koostumuksen muu- toksen vaikutusten tutkimuksen tulokset suodinmateriaalin ominaisuuksien ja suodatusominaisuuksien suhteen. Ne suo-dattimen valmistusolosuhteet, joita ei ole esitetty taulukossa, olivat samat, kuin edelia mainitut.

15 Bentoniitti sisaitaa alkaliaineosan ja kun sita sintrataan, se lasiintuu helposti ja muodostaa Iasikennoston, jolloin saadaan suodatin, jolla on hyva huoneniampdi-nen kestavyys.

Taulukossa 4 esitetaan Zr02:n ja/tai Ti02:n måara 20 paino-osina suhteessa 100 paino-osaan shamotin ja kennoston aineosan kokonaispainosta.

Tutkittaessa kestavyyden huonontumista tai huonon-tumattomuutta kaytttn aikana pidettiin keraamisesta suo-dattimesta leikattua taivutuslujuuden koekappaletta sahkO-25 uunissa 900 °C:een lampdtilassa 24 tunnin ajan, ja sitten mitattiin taivutuslujuus huoneiammdssa.

Taman tuloksena havaittiin, etta keraamiset suodat-timet, joiden kennostoon on lisatty sirkoniumoksidia ja/-tai titaanioksidia, osoittavat alkukestavyyden pienta hei-30 kentymista, mutta kestavyydessa ei havaittu heikentymista lampOkasittelyn jaikeen.

Taulukon 2 verrannollinen esimerkki 1 nayttaa myOs esimerkkeja esilia olevan keksinnOn toisen keraamisen suo-dattimen suodatuskoetuloksista.

II

90946 37

Tassa kokeessa kaytetty pdly ei ollut ferrioksidi-jauhetta. Tassa kokeessa, jossa pdlyna kaytettiin puhal-luskuilu-uunin tuhkaa, havaittiin j aSnndspainehaviOn pien-ta kasvua, kun suodattinta kaytettiin pitkan ajanjakson 5 ajan. Taman tasoinen kasvu ei ole ratkaiseva ongelma ta-vallisessa kaytdssd.

Esilia olevan keksinndn kaasun keraamisessa suodat-timessa suodatuskerros kiinnitetdan suodinpohjan pinnalle, jossa on erikoinen huokosjakautuma, jolloin suodatuskerros 10 ei kuoriudu helposti pois. Se voidaan valmistaa suhteel-lisen yksinkertaisella menetelmaiia. Se on tehokas kSytet-taessa kaasun suodattimena, koska suodatuskerros ei kuoriudu pois, ja kun sita on kaytetty ja uudistettu toistu-vasti vastakkaispuhdistuksella, ei jaanndspainehavidssa 15 ole havaittu kasvua vakiintumisen jaikeen.

Kun esilia olevan keksinndn keraaminen suodatin rakennetaan lisaksi oikein yhdistamaiia sopiva shamotti-aine, kennostoaine, suodatuskerrosaine ja epaorgaaninen sideaine, on mahdollista saada suodatin, jota voidaan 20 kayttaa jatkuvasti pitkaiia ajanjaksolla sellaisen pOlya sisaitavan suuriampdtilakaasun suodattamiseen, joka on luonteeltaan syOvyttavaa.

Esilia olevan keksinnan toisella keraamisella suo-dattimella ja sen valmistusmenetelmaiia on esitetty keraa-25 minen suodatin, joka sopii eritylsesti suuriampOtilakaasun suodattamiseen, ja jonka lammdnvaihtelunkestavyys ja kor-roosionkestavyys ovat erinomaiset ja jonka painehavid on pieni ja kestavyys hyva jopa korkeassa, 800 °C:een tasoi-sessa lampdtilassa, seka sen valmistusmenetelma.

30 Esilia olevan keksinndn mainitussa toisessa keraa misessa suodattimessa kaytetaan shamottia, jonka naennais-huokoisuus on pieni, korkeintaan 10 %, ja erityisesti ko-dieriittishamottia, jonka naennaishuokoisuus on hyvin pieni ja joka on kiteytynyt lasista; tama yhdlstetaan kennos-35 toon, joka sisaltaa litiumoksidia, jolloin saadaan kaasun 38 suodatin, jonka painehSviO on pieni ja jonka kestavyys on hyva jopa suurihuokoisena ja jonka kestavyys sSilyy jopa korkeassa lampOtilassa ja jonka korroosionkestavyys, eri-tyisesti happokorroosionkestSvyys on myOs erinomainen.

5 Koska suodattimen painehaviO on pieni, pOlya sisaitavan kaasun kasittelytehoa voidaan lisata jopa kaytettaessa samaa suodatuslaitetta. Koska suodattimen kestavyys on riittava, suodattimen sarkymisriski asennuksen ja suoda-tinlaitteen huollon aikana vahenee huomattavasti, ja lait-10 teen kayttdvarmuus paranee merkittavasti.

On edelleen havaittu, etta piikarbidisuodattimessa, jonka katsotaan nykyisin olevan tulevaisuuden suodatin, on ongelmana se, etta se on altis hapettumiselle hdyryn vai-kutuksesta, jota on polttokaasussa, jolloin huokoset ιοί 5 dennakOisesti tukkeutuvat, tai painehaviO pyrkii olemaan suuri. Kun taas toisen, esilia olevan keksinndn mukaisen keraamisen suodattimen kestavyys on erinomainen happoi-sessa, syOvyttavassa kaasuilmassa, joka sisaitaa h6yrya, NOx:a ja SOz:a, kuten esim. hiilen polttokaasussa, ja si-20 ten se on kayttdkelpoinen sellaisen polttokaasun suodat-tamiseen, joka tulee leijukerrospolttokattilasta tai pai-neistetusta leijukerrospolttokattilasta, jossa poltetaan hiilta tehon kehitysta vårten, tai sellaisen synteettisen kaasun suodattamiseen, jota hiilen kaasuunnusuuni tuottaa. 25 Esilia olevan keksinnOn toisella keraamisella suo- datimella on ollut taipumus kest&vyyden huononemiseen kSy-tettSessa suodatinta korkeassa l&mpOtilassa. Se on kuiten-kin parannettu kSyttOvarmaksi suodattimeksi, jolla ei ole taipumusta kestSvyyden heikkenemiseen lisSamaiia kennos-30 toon Ti02:a ja ZrO:a siten, etta kennoston epdvakaa lasi-vaihe on muutettu kiteiksi sintraamalla.

Toista mainittua esilia olevan keksinnan keraamista suodatinta kaytetaan laajalti pttlyn poistamiseen erilai-sista pOlya sisaitavista suuriampOtilakaasuista, jotka 35 poistetaan teollisuudesta, joka kayttaa korkeita lampOti- ll 90946 39 loja, ja se mahdollistaa sellaisen lampOenergian talteen ottamisen ja tehokkaan kayttamisen, jota oli ennen vaikea ottaa talteen ja joka poistettiin kåytOstd, koska se sisalsi p51ya. Lisaksi suodatetulsta suurlSmptttilakaasuista 5 on helpompl polstaa NO, ja SO,, ja pOly otetaan talteen kuivatetussa tilassa, mika helpottaa pOlyn tehokasta kSyt-taa.

Asentamalla esllia olevan keksinnOn kaasun keraami-nen suodatln suodatuslaltteeseen on mahdolllsta saada suo-10 datuslalte, joka on kooltaan suhteellisen plenl ja jonka suorltuskyky on kultenkln hyva, ja jonka sovellutusala on laaja. Suodatuslaitteen sovellutusala yltaa esimerkiksi kattamaan sellaisen kaasun suodattamisen, joka tulee hii-len kaasuunnusprosesslsta ja sellaisen polttokaasun suo-15 dattamlseen palneella, joka tulee palnelstetusta leljuker-rospolttokattilasta, jolla kehitetaan tehoa ja jossa pol-tetaan hiilta. Esllia oleva keksintO avaa siten tien hii-lienergian tehokkaaseen hyttdyksikayttOOn ilman saastetta ja taten sen arvo teollisuuden kdytOssa on merkittava.

40

Taulukko 1 Esimerkki 1 5 Suodinpohj an valmlstusolosuhteet

Shamotti: Aine Kodieriitti

Hiukkasiapimitta pm 74 - 590 Maara paino-% 70 10 Kennosto paino-% Kodieriitti: kork. 74 pm 6, korkeintaan 44 pm 10 B-spodumeni: kork. 44 pm 6, savi 10

Huokosia muodostava 15 aine, paino-osat Koksijauhe 30

Muovaus Isost. puristin 1000 kg/cm2

Sintraus 1340 °C x 5 h, sukkulauuni

Suodattimen mitta- 20 suhteet mm 170 Φ/140 Φ x 800

Suodinpohjan ominai-suudet

Huokoisuus % 42

Keskimaarainen 25 huokoskoko pm 60 D75/D25 = R 76/43 - 1,77

Suodatuskerros

Materiaali Piimaa 3,6 pm

Sideaine Piihapposooli 2,3 paino-% 30 Suodattimen omi- naisuudet

Painehavid mmWG 320 (ilma 5 cm/sek) 41 90946

Taulukko 1 (jatkuu)

Esimerkkl 1 5 Suodattimen koestusolosuhteet

PttlyS sisaitava kaasu 150 *C lima + masuunin tuhka POlypitoisuus g/m3 7,3

Kaasun suodatusnopeus 7,6

Vastakkaispuhdistus- Paineilma, 10 kaasu noln 6 kg/cm2

Vastakkaispuhdistus-alka sek 0,4

Vastakkalspuhdlstusten vSliaika min 7,5 15 Suodattimen koe- Vakiintui noin 150 tunnin jai- tulokset keen, taman jaikeen ei ha va it tu muutosta jaannOspaineh&vidn muutos 20 PainehMviO vakiintu- misen jaikeen vaiittiimasti ennen 1600 vastakkaispuhdistusta ValittOmasti vastak- 1300 25 kaispuhd. jaikeen

Taulukko 1 (jatkuu) 42

Esimerkki 2 5 Suodinpohj an_ valmistusolosuhteet

Shamotti: Aine Kodieriitti

Hiukkasiapimitta μπι 74 - 590 Maara paino-% 70 10 Kennosto paino-% Kodieriitti: kork. 74 μη» 6, korkeintaan 44 μιη 10 β-spodumeni: kork. 44 μπι 6, savi 10

Huokosia muodostava 15 aine, paino-osat Koksijauhe 30

Muovaus Isost. puristin 1000 kg/cm2

Sintraus 1340 °C x 5 h, sukkulauuni

Suodattimen mitta- 20 suhteet mm 170 Φ/140 Φ x 800

Suodinpohjan ominai-suudet

Huokoisuus % 44

Keskimaarainen 25 huokoskoko μπι 50 D75/D25 = R 65/36,5 - 1,78

Suodatuskerros

Materiaali Piimaa 20 μπι, 3,6 μπι

Sideaine Piihapposooli 2,3 paino-% 30 Suodattimen omi- naisuudet

PainehaviO mmWG 300 (ilma 5 cm/sek) 43 90946

Taulukko 1 (jatkuu)

Esimerkki 2 5 Suodattimen koestusolosuhteet

PiSlya sisaltava kaasu 150 *C ilma + masuunin tuhka

Pdlypitoisuus g/m3 7,3

Kaasun suodatusnopeus 7,6

Vastakkaispuhdistus- Paineilma, 10 kaasu noin 6 kg/cm2

Vastakkaispuhdistus-aika sek 0,4

Vastakkaispuhdistusten vdliaika min 7,5 15 Suodattimen koe- Vakiintui noin 55 tunnin jai- tulokset keen, taman jaikeen ei ha- vaittu muutosta jaanndspainehavidn muutos 20 Painehavid vakiintu- misen jaikeen vaiittiimasti ennen 1100 vastakkaispuhdistusta Vaiittdmasti vastak- 950 25 kaispuhd. jaikeen

Taulukko 1 (jatkuu) 44

Esimerkki 3 5 Suodinpohj an valmlstusolosuhteet

Shamotti: Aine Kodieriitti

HiukkaslSpimitta μιη 74 - 590 Måårå paino-% 70 10 Kennosto paino-% Kodieriitti: kork. 74 pm 6, korkeintaan 44 pm 10 β-spodumeni: kork. 44 p 6, savi 10

Huokosia muodostava 15 aine, paino-osat Koksijauhe 30

Muovaus Isost. puristin 1000 kg/cm2

Sintraus 1340 °C x 5 h, sukkulauuni

Suodattimen mitta- 20 suhteet mm 170 Φ/140 Φ x 800

Suodinpohjan ominai-suudet

Huokoisuus % 42

Keskimååråinen 25 huokoskoko pm 65 D75/D25 = R 80/48 - 1,67

Suodatuskerros

Materiaali Alumiinioksidi 6 pm

Sideaine Piihapposooli 2,3 paino-% 30 Suodattimen omi-naisuudet

PainehaviO mmWG 350 (ilma 5 cm/sek) 45 90946

Taulukko 1 (jatkuu)

Esimerkki 3 5 Suodattimen koestusolosuhteet

Pdlya sisaitava kaasu 150 “C lima + masuunin tuhka

Pdlypitoisuus g/m3 7,3

Kaasun suodatusnopeus 7,6

Vastakkalspuhdistus- Palneilma, 10 kaasu noin 6 kg/cm2

Vastakkaispuhdistus-alka sek 0,4

Vastakkalspuhdlstusten vSliaika min 7,5 15 Suodattimen koe- Vakiintui noin 70 tunnin jSl- tulokset keen, taman jaikeen ei ha- vaittu muutosta JåSnndspainehaviOn muutos 20 Painehavid vakiintu- misen jaikeen vaiittdmasti ennen 2200 vastakkaispuhdistusta vaiittdmasti vastak- 1800 25 kaispuhd. jaikeen

Taulukko 1 (jatkuu) 46

Esimerkki 4 5 Suodinpohj an valmistusolosuhteet

Shamotti: Aine Kodieriitti

HiukkaslSpimitta μπι 74 - 590 M&SrS paino-% 75 10 Kennosto paino-% Kodieriitti: korkein- taan 74 pm 10, β-spodumeni: kork. 44 pm 5, savi 10

Huokosia muodostava 15 aine, paino-osat Koksijauhe 30

Muovaus Isost. puristin 1000 kg/cm2

Sintraus 1320 °C x 5 h, sShkOuuni

Suodattimen mitta- 20 suhteet nun 170 Φ/140 Φ x 800

Suodinpohjan ominai-suudet

Huokoisuus % 41

Keskimå3r3inen 25 huokoskoko pm 32 D75/D25 = R 38/27 = 1,41

Suodatuskerros

Materiaali Piimaa 3,6 pm

Sideaine Piihapposooli 2,3 paino-% 30 Suodattimen omi- naisuudet

PainehSviO mmWG 290 (ilma 5 cm/sek) 47 90946

Taulukko 1 (jatkuu)

Esimerkki 4 5 Suodattimen koestusolosuhteet POlya sisaitava kaasu 150 °C llroa + masuunln tuhka POlypitoisuus g/m3 7,3

Kaasun suodatusnopeus 7,6

Vastakkaispuhdistus- Paineilma, 10 kaasu noin 6 kg/cm2

Vastakkaispuhdistus-alka sek 0,4

Vastakkaispuhdistusten vSliaika min 7,5 15 Suodattimen koe- Vakiintui noin 100 tunnin jal- tulokset keen, taman jaikeen ei ha- vaittu muutosta Jåånndspainehavittn muutos 20 PainehaviO vakiintu- misen jaikeen vaiittOmasti ennen 1200 vastakkaispuhdistusta VaiittOmasti vastak- 1250 25 kaispuhd. jaikeen

Verranno1linen esimerkki 1 48

Taulukko 2 5 Suodinpohjan valmistusolosuhteet Shamotti: Aine Kodieriitti

Hiukkasiapimitta μπι 74 - 590 Maara paino-% 60 10 Kennosto paino-% Kodieriitti: korkein- taan 74 μπι 25, β-spodumeni: kork. 44 μπι 5, savi 10

Huokosia muodostava 15 aine, paino-osat Koksijauhe 30

Muovaus Isost. puristin 1000 kg/cm2

Sintraus 1320 °C x 5 h, sahkOuuni

Suodattimen mitta- 20 suhteet mm 170 Φ/140 Φ x 800

Suodinpohjan ominai-suudet

Huokoisuus % 40

Keskimaarainen 25 huokoskoko μπι 37 D75/D„ * R 45/30 - 1,5

Suodatuskerros

Materiaali Ei mitaan

Sideaine 30 Suodattimen omi- naisuudet

PainehaviO mmWG 96 (ilma 5 cm/sek)

II

49 90946

Taulukko 2 (jatkuu)

Verrannollinen esimerkki 1 5 Suodattimen koestusolosuhteet POlyd sisaitavd kaasu 150 °C llma + masuunln tuhka POlypitoisuus g/m3 7,3

Kaasun suodatusnopeus 7,6

Vastakkaispuhdistus- Paineilma, 10 kaasu noin 6 kg/cm2

Vastakkaispuhdistus-alka sek 0,4

Vastakkalspuhdistusten vSliaika min 7,5 15 Suodattimen koe- jaannOspainehavid tuli tulokset oleellisesti tasaiseksi noin jaannOspainehavidn 100 tunnin jaikeen. MyOhemmin, muutos 200 tuntia kestaneen kokeen jaikeen havaittiin kuitenkin 20 90 mmWG:n suuruinen kasvu.

Verrannollinen esimerkki 2

Taulukko 2 50 5 Suodlnpohjan valmlstusolosuhteet

Shamotti: Aine Kodieriitti

Hiukkasiapimitta μπι 74 - 590 MåSra paino-% 60 10 Kennosto paino-% Kodieriitti: korkein- taan 74 pm 10, β-spodumeni: kork. 44 μιη 5, savi 10

Huokosia muodostava 15 aine, paino-osat Koksijauhe 25

Muovaus Isost. puristin 1000 kg/cm2

Sintraus 1320 °C x 5 h, s&hkOuuni

Suodattimen mitta- 20 suhteet mm 170 Φ/140 Φ x 800

Suodinpohjan ominai-suudet

Huokoisuus % 39

Keskimaarainen 25 huokoskoko pm 32 D75/D25 - R 35/29 - 1,21

Suodatuskerros

Materiaali Piimaa 3,6 pm

Sideaine Piihapposooli 2,3 paino-% 30 Suodattimen omi- naisuudet

PainehaviO mmWG 290 (ilma 5 cm/sek)

II

Verrannollinen esimerkki 2 90946

Taulukko 2 (jatkuu) 51 5 Suodattimen koestusolosuhteet POlya sisaitava kaasu 150 eC ilma + masuunin tuhka POlypitoisuus g/m3 7,3

Kaasun suodatusnopeus 7,6

Vastakkaispuhdistus- Paineilma, 10 kaasu noin 6 kg/cm2

Vastakkaispuhdistus-aika sek 0,4

Vastakkaispuhdistusten valiaika min 7,5 15 Suodattimen koe- jaanndspainehavid tuli tulokset oleellisesti tasaiseksi noin jaanndspainehavidn 100 tunnin jalkeen. MyOhemmin, muutos 200 tuntia kestaneen kokeen jalkeen havaittiin kuitenkin 20 80 mmW6:n suuruinen kasvu.

Taulukko 2

Verrannollinen esimerkki 3*1 52 5 Suodinpohj an valmlstusolosuhteet

Shamotti: Aine Piikarbidi

Hiukkasiapimitta pm Noin 300 - 850 pm Maara paino-% 10 Kennosto paino-% Savimainen

Huokosia muodostava aine, paino-osat Muovaus Sintraus 15 _

Suodattimen mitta- suhteet mm 60 Φ/30 Φ x 1000

Suodinpohjan ominai- suudet 20 Huokoisuus % 40

Keskimaarainen huokoskoko pm 110 D75/D25 1 R 124/98 - 1,26

Suodatuskerros 25 Materiaali Sisaitaa alumiinioksidi-

Sideaine piidioksidikuitua

Suodattimen omi-naisuudet

PainehaviO mmWG 300 30 (ilma 5 cm/sek)

Taulukko 2 (jatkuu)

Verrannol linen es inter kki 3*1 53 90946 5 Suodattimen koestusolosuhteet P61ya sisaltava kaasu 150 eC ilma + masuunin tuhka P61ypitoisuus g/m3 7,3

Kaasun suodatusnopeus 7,6

Vastakkaispuhdistus- Paineilma, 10 kaasu noin 6 kg/cm2

Vastakka i spuhdi stus-aika sek 0,4

Vastakkaispuhdistusten valiaika min 7,5 15 Suodattimen koe- JaannOspainehSviO tuli tulokset oleellisesti tasaiseksi noin jaanndspainehavidn 200 tunnin jaikeen. Sen muutos jaikeen havaittiin kuitenkin asteittaista kasvua ja silloin 20 tailOin portaittainen kasvu.

Ei vakiintumista. 1 1: Markkinoilla oleva tuote 54 0 :<ϋ :co o mo^ to mmoo o ^ ^

^ tO NH N (ΠΝΛΝ Η Η H

*"1 > >\ 4-1 ^ ------------------ J " S ! S " S RSSi S ø e Ί1 φ Q) «> i-l -H - ®______________m g

P

X 0 ;ca :to “j M " o° >n H N ° 2 ° '“I '“l iP ” r- PrH“' in m m ~ n r-1 i—( 1-1 ώ ώ 0 c----------------- c £ -· S S S ·" s s ° s S S e !h

0) '-t 1-· 01 4) ,—I

> Ή >, _______________g 33 in o o - ui i- o 9 o ° T) Tj

r- «η <-( ^ ri »nj^i-' ^ W W

m o o m m r- S α ° -H Ή

C" rHrH“l Μ·»Π~β”Η W

omoin in nn29 ^ ρ —j *" «««.,<“· M.r,-S £ £ g 4-1 ---- -- - ...

»1 2 Sh"' n ίη1” ® ^ "H 1 ^ SOCIr1 M 1WW ^ n---------------£ ^ 11 o m o in d ri ? 9 S rn rn "p e" u> M -t ^ n £.W W gj π B ^ »r s m 5 , -H 0)

^ 1H —- --— - 1 - ~ — —.... —- — — ri CO

^ ' -H

3 ^ o tn o tn tn n ? o 5 Tj Ti r-H _ ™ sc «η·0 N »nJo» 5 W W 60 s w =a. g

Eh S w , o tn o ._ tn o m ® tn 2 ^ 1H in

*“1 vo Γ4 «Η ^ <n ^rn°at JJ W W C

. m 1h 1 ________________3

•Η ·Η I

4-t :co -h C 1h

O C O M Q 1f-H I—I

E C M cn n r~ ^ ° a r~ co . Æ 2222- -1 co « •C·® 2 31 i-ι Φ-Η cn C .C cn -- :t0 Sp

^ i^v -I— I QJ

K I 33 33 S 'C :θ oo u •1300 ^ Φ .—I U 32 Φ O. CM «

P oo p Φ g cn :« c B G

—< .—< φ φ 1H p 3 — ι-^ιΛ O i-l :« I

le 1 -π p o o. ^ B oBih «

p-w-htscxcE roo) o · « -i φ φ OB

le P P O S 00 -H CM 132 o Ό E C C O« •h p p 33 Ή φ 1 φ 3 33 m x: i-π 3Φ o cm m P-H-H P « Φ .C « O 1“> 3 Ή > ^ S 3

Pi-ll-l««Cl,i-I.C 3 i-> i-s33cM CO CX CD 33 Φ 32 C « ·

•Η p p > Η B Ή 3 CO Ή KO) EE CD« CO-ΗΦ i-l C C

Η Φ φ « H i-l iH CO 1—] CD '— O Ut—I 1HO φ^3 tHcOcO

P "H T-ι P iH-r- I—IΊ i 1—; Ή ^ ^ ί^Ή CO^ JZ r—I φ Pi—1 t—| Φ Ό Ό R) CDP cd O 4t'1rl CO CD O 00 AJE C :ΦΦ «33 -Η O O M Op r—l OOP ΦιΛί 33Pii« -ΜΕ :θ C-ι-l CD «ΦΦ

O i 0) Οι- iH CDlIP B w 33 '-'ίΰ « ' -Η Φ J«! (D CD CD

O CtH ι-Ι-ΗιΙιΗ 3 CD 3 P —n > T3 C O

JdC C 0 rl^H «|ι·Η Ό φ iHCcog CO««:« 3Φ3 CC C

Φ «PCD«Ot-H(IP O C P O Φ 3 B O 3H3 3 CO -Η iH ·Η <H

P C C ιΗ· ^·Η 0 4. Hil (I C. Ή « ^ C 3^ > P i—I Φ t-)3>4 iH O 3 £

>Ί -Η -Η -Η OT3 CDi^iTI-H CD « » O 1H i-» . P«C 331 H O) CD

CPPOHOO-rOCO I O 3:«3ϊΟ0ϊΟ3Ό·Η i—IP 'R· ιΗφ φ

>, p p C CIM Ofr ·Η3 i O rf> «ΙΧ:ΡιΗ·Ηρ·Η>Η3« CDOO OB B

p φ φ 1h h ac C M > o cd:«cd>i- > 3 φ o. 3C.cn« t-, ϊνφ Φ3^Η3«ο«;ι Φ c ·Η:α 3:e a :a M a to P3 cmco o m

φ p p3^Bp33t«4iO Op1h:«Ep.C«.C O rø 3 3 10 «OCN

Pi C C P 3-H r« Pil c Ή ecD«eiH3«3U.CeC > JZ « CCNfO -H>i>i«HOPC-H(i«>«OO.C^>CaC C-H 2 Η ·Η 03 co cn s ajc^^H c: p « ·η ~σ φ cd -η·η c .·η o 33:« «cm -η -η φ φ . . . . . . . Men Μ Οι-ί:«φ««0«Οφ:« Ηγ-^-ηρ ρφ q) « η a X) «, u σ. 3 Ε Ζ.03.Η CP C CP —' to ’D Pcoco

———r- - —---E 3. 1,--1—I--1--rt -H -H

Ή '—I - 1 I -r! p I ή 3 i o I Ό :« :« PI-IS'S OSi « Ο Ή «Φ«Β3 OOKd £ ft p.

pp I p I ή o cd CO fl o cn Cppcpcd -H:«:« 1-IP O CO O CD«h>iP-H3 Ο CD Ή P Ο. P O CD >1 COP!,-] 1-IOC OC Ο >ιΦΒ333«Φ« OP Φ O', P E -H c ή ,33 I CP co o CO I cn p e til M-^! cn ^ ^ -h <n co I Φ « « C « Ο “ I III 1 1 1

O ι-l .C Ο. ΦΟ. 30 OPIC-HiH3P

>3 Ό ID p 33 ^ MCS 3«ι-ΙΦΕ«3Φ

COTSPEOdCOO

55 90946 — i i IT' 1 I I I i — i 1 '1 '1 Γ * oi/i o m o !

— I I o in ο^Ι ·ιη ^ °rH«-4°in o in »"H

___________ 4-) Γ I ίο i ο omi^i in m S æ o ° 2 2

Φ rn I I f-4 «-4t4l I r- *H

to ω *H------------

r-H C

rH *H in _ O CO

r> 4-j ^ I η i . © *? I I »n ~4 n in m © o o g

J 2 I » I u> -h ^ l ^ · n in m m v io r> .h J

cm ” ^ r!

CO 01 X

n g---------------

Vh Ή o o o h qi jft . ni I r·* 1*1011 moiJ2«nr>^ m ^ cfl ω c ------------------ω * ο η ο t n ο C0 • 2 ! ! £ 2^!S! 2 ®SS®S 51 S -η

'Hiolt γη *-h ,CN|<N<NiN»H^,fnM r* bJC

•H

------------.-----æ o o r I in °in'rI|ino'SrJ,nor< eo *ηΪ ^ΙΟΙΙ <N ^ * o < n <n · £j £ -------------- 0

rj O O O Ή O

m in i i o o ._ i ._ » m (Λ ^ o ° 2 r m ^ t- I I rH rH 10 I 10 I ΓΗ n 5 · n H 3 ? _ ___________0)

<U CO

_ I o I m o^ll^-inojinmgg 5 _j ί π " I w ' " ^ ' 1 " » S ^ M w S « w M <0 ______________._ (X 0) sco ,*! - I o I in °ιη'ιη! 1/1 ηβιηιοΞ m 2 , ^ 'i! f'lioi w in , ΜΊ , n » o i n ^ oo S 2

·"· ^ U M -C

»SI! S s m i j ° s s£S°;S S 2 -π c

^ 1 1 M ^ 1 ,H ” nr(H"ri h in wn)S

4J_____ _ _ _ _ ——. _ --- 1-i *H

CO CL

’Hin°,l <" o^l I _, m «o°nn° ° S -H ^ c

^ " «· · · M -· I « ' s 2 -H

_______________3 -H

V4 *H 4-)

^ _ . , ιΛ _. , _ , ,Λ » O — O H O ,£ 4J

^ o i i in o a— I o i in in ^ _j o — —— , .

®> * ' ' " -11-1' ~ ~ 3 ^ £ z S W^-ro 2 g---------------— ε > 15 3 to

η *H Μ o I i m ο,-ΐ.ι n o>2®^S S S

^ " I* I I N H,nlH| N H 5 W O

rH co O C

0 ----..... - -------—--------LO Q)

(2 ω«Μ0'' *" o^l^linr-JJinwgJQ as Ή I

H "ioII c* ^ m i m i w rH 5 W i—I

-d* :«fl --— — 1 -— — — —- —--r- τη w

.ΟΙ» m o^iiiinogSmmr- g *H C

^ Ιβ I I N #-1^111 N » g J Π ffi Ο» ζ| W C 0)

/-s · *H CO

--------m------rn--S---x: jxt jj * e i—( x to 3 co

£B ^-N OtN B c :t0 0) to C

OHH S Λ --- 1 QJ •’—I O S M <0 —i —> ·μ^ 3. ci oo y-—' <u o <-> ^

K-X «« O^N ^ .co—< OOC-H

—i —I —I C3rl O' p CN w 60 0 —I Ό0 csi vH cfl

X *J -U 0 3 1-1 <T NO 0) :t0 J3-H 3 CO

Ti u u Bo '— Ή X ^ O 1-) 3^-1 > I C

*JTHT-ltOE C H3^n:O^CO O. to srtu

u tI ri ^ c COCVI CO <U ^ CO NO.COCOB C C0«e0 OX CO

—I H Vj O-H J3X CO Æ 1-1 ^ e to OiH^~ (U i-IOi ^ O ^ •ri O O 1-)3 .CO r—i 4J 3 01 Ή ICO CO ridlH CO CO cos co Csl 3

l-ι Ή iH M e C CO 3 CO CO i—I *· O Η Ή ^<! g—I C CO

J) O O «-U3. Ή 1-) 3 Jbi 3 0> O 3 «—I g Jii &H SO C M

•H O O <U CO >, 0) iHCOO SCO ÆC3 O) CO CO^O) -Η 1-I C M

•O J! ^ J04-M-I <r Μ Ό 1-) M CO O O SO 4J -U Ό > -H CO C

O 3C00IN )-. Ή Ή T/ ·Η3θαΒ33 COC03SC0 4J—liH

^ C C to 0) -U O 10 3 O J= 00 0) E 0) 01 10301 3 CO 3 CO

CU « 1-)(U >T C M -H CU C^ O E >4J o. 0) co tu

4-1 C C *H C SCO CO wiH o CO c 4-1 O CD CO Ή 03 4->OC co CO SCO

>, -H IH 4->iHJ<! CO 4-1 s -*! Ή CO 3 3 3SCOSO C 3 S03C Ή SCO

c 4-1 4-1 4-1 CO 4-1 -H4J 30 CO CO X 3 3 M-H M 1-lrH CO C C E

>,4J4Ji-leOC C Ή -Η ·Η O CO T-)T-CC0 >3^ > ΛΜ C. iH *H ►» 4-1 01 01 -H CO CD -r-l 01 -H CC COIi-133 ScOscO <U JS SCQ-Sai O) CO C O X 4-1 >-, οι oi )-i4-> cnoi EC oco > o sco i—i —c BÆ co λ£ o so o h » c

0)4-14-1 0) CO 0) 34 3O3iC0 CO C C 3 SrlOI-v <TCNI 0)X>1 CO) iH 0) SCO

4-IC C -HCOO)M 1-1-3 4-1 M4-I 4-1 -H e O. cusci CSnBC EC-Sli O g SCO

•η ^ >-, -a E j«s o > o C -H-H co d οι aa co-h u u -ho u »oh -n >

^ CO CO o co O 3<! CO a «I CΛ H OO.SCOOOOICO CO -1- COO SCO SCO U-I

. . . i4mj4 '-s w φ to -a Z33 WPi m 3 oo Oi—.m >-31-) - o to

<* a U i, 4-4 O /-N_. 3 3d C Π CO

4J CO E 3. -Η 3 CO -H 0) CO

1-I»4$ 0) CO CO ·—I CO I 3 4-1 01 4-1 4-1 I O^s 0) O CO O C CD CO CO 3 4-1 CO 4-1

4_l o 4-1 I Cl -Η O -H 3 CO 3 CO CO-HCO

oc COO -Η O CO —I E 4J ·· 4J -Η Ό SCO E

B-H OC COCO O 3 CJ CO co -C CL O

COCO C-H scO-HJil SCO > O Ό C -Η sco 3

XJQ, C cfl COCOO 3<!3 -HOO-H COrJBC

CO 0)0. -H0.30H3 C0O3E

Ocj ,j - * csi < co HONCDJO-icnm ________1---1-le x x

Claims (11)

1. POlyS sisåltavSn kaasun keraaminen suodatin, jo-ka kasittaa suodinpohjan, jonka keskimaårainen huokoskoko 5 on 10 - 100 pm, tunnettu siita, etta se kasittaa mytts suodatuskerroksen, jonka keskimaarainen huokoskoko on 0,2 - 10 pm ja joka on kiinnitetty ainakin suodinpohjan suodattavaan sivupintaan siten, etta suodatuskerros tayttaa suodinpohjan pinnalla avoinna olevat huokoset, ja 10 etta suodatuskerroksen paksuus on tasolla, jossa osa suodinpohjan pinnalla olevasta shamotista on suodattimen pin-taan pain.

2. Patenttivaatimusten 1 mukainen keraaminen suodatin, tunnettu siita, etta suodinpohjan naennais- 15 huokoisuus on 35 - 50 %.

3. Patenttivaatimusten 1 tai 2 mukainen keraaminen suodatin, tunnettu siita, ettd suodinpohja on teh-ty kodieriitista tai piikarbidista.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mu-20 kainen keraaminen suodatin, tunnettu siita, etta suodatuskerros on tehty piimaasta tai riisinkuorituhkasta.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-4 mukainen keraaminen suodatin, tunnettu siita, etta suodinpohja on putken muotoinen ja suodatuskerros on kiin- 25 nitetty putken sisapintaan.

6. Menetelmå pOlya sisaltavan kaasun keraamisen suodattimen valmistamiseksi, tunnettu siita, etta jauhetta hangataan ainakin suodinpohjan suodattavalle si-vupinnalle, jonka keskimaarainen huokoskoko on 10 - 30 100 pm, etta suodatuskerrokseksi muodostettavan jauheen keskimaarainen hiukkasiapimitta on pienempi kuin suodinpohjan keskimaarainen huokoskoko ja etta jauhe kiinnite-taan epaorgaanisella sideaineella.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelma keraa- 35 misen suodattimen valmistamiseksi, tunnettu siita, II 90946 etta suodinpohjan pintaan hangataan ensin ensimmainen jau-he, ja sitten toinen jauhe, joka on hienompaa, kuin ensim-mainen jauhe, ja molemmat kiinnitetaan suodinpohjan pintaan.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelma keraa- misen suodattimen valmistamiseksi, tunnettu sii-ta, etta ensimmaisen jauheen keskimåarainen hiukkasiapi-mitta on 20 - 70 % suodinpohjan keskimaaraisesta huokos-koosta, ja toisen jauheen keskimaarainen lapimitta on 2 - 10 15 % suodinpohjan keskimaaraisesta huokoskoosta.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 6-8 mukainen menetelma keraamisen suodattimen valmistamiseksi, tunnettu siita, etta epaorgaaninen sideaine on liuos, jonka paaaineosa on piidioksidi, ja tata liuosta 15 suihkutetaan pinnalle, johon mainittu jauhe hangattiin, ja tama lammitetaan ja kuivataan sitten kiinnittamista vårten.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelma keraamisen suodattimen valmistamiseksi, tunnettu 20 siita, etta liuos, jonka paaaineosa on piidioksidi, on 1 -5 painoprosentin vesipitoista piihapposooliliuosta.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 6-10 mukainen menetelma, tunnettu siita, etta suodatinpohja vale-taan isostaattisella paineella kayttaen pylvasmaista me- 25 tallisydanmuottia ja ulompaa sylinterimaista hankausmuot-tia putken muodostamiseksi, ja etta jauhetta hangataan putkimaiseksi muotoillun suodatinpohjan sisapintaan suoda-tuskerroksen muodostamiseksi.