NO123384B

NO123384B -

Info

Publication number: NO123384B
Application number: NO161497A
Authority: NO
Inventors: C Rodman
Original assignee: Fram Corp
Priority date: 1965-02-01
Filing date: 1966-01-31
Publication date: 1971-11-08
Also published as: DE1486804C3; ES322451A1; AT269175B; GB1140850A; US3375933A; NL6601263A; CH475781A; SE312787B; DE1486804B2; BE675792A; DE1486804A1

Description

Filterelement for filtrering av væsker og gasser.

Foreliggende oppfinnelse angår filtermedier og særlig faste filterlag-elementer for filtrering av fluider.

Det har for blitt foreslått å benytte, og er benyttet i nåværende markedsførte filterelementer, en beholder eller patron pakket med lost pulver eller korn av adsorberingsmiddel, ioneutveksler eller filterhjelpemiddel, slik som aktivt karbon. Med et slikt filterelement tillates fluidet, f.eks. en væske, å stromme eller trenge gjennom massen av adsorberingsmiddel, ioneutveksler eller filterhjelpemiddel. Denne pakking av lost filterhjelpemiddel kan tillate en rask strom av fluidum til å begynne med, men partikler av filterhjelpemidlet har, etter svært liten bruk ved filtrering,

en tendens til å avsette seg og pakkes i patronen, hvorved det dannes en mer kompakt masse. Under disse forhold av sammen-

presning blir der en stor okning i trykkfallet gjennom filterelementet, og der er også fare for kanaldannelse av væske som passerer gjennom det, hvilket vil drastisk redusere dets effektivitet. Folgelig blir den nyttige levetid til filterelementet meget redusert. En ytterligere år.sak til den forkortede levetid for disse tidligere kjente filterelementer, er at en vesentlig del av filterhjelpemidlet, som et resultat av sammenpakkingen av massen, ikke lenger er tilgjengelig for fluidet som strommer gjennom massen. Dette skriver seg fra kanaldannelsen for fluidet i massen, og den reduserte tilsynelatende overflate av filterhjelpemiddel som utsettes for fluidet, blir snart oppbrukt.

Det har blitt gjort forsok på å overvinne disse vanskeligheter som forekommer med de lost pakkede filterelementer og å forhindre sammenpakning av filterhjelpemidlet ved anvendelsen. Et resultat av slike forsok har vært å anvende storre korn av adsorberingsmiddel, ioneutveksler eller filterhjelpemiddel i stedet for de findelte former. Disse lost pakkede, store korn av adsorberingsmiddel, ioneutveksler eller filterhjelpemiddel er mindre utsatt for sammenpakking under anvendelse enn de findelte former, men de innehar andre alvorlige ulemper. Ved at partiklene er mye storre har de mindre tilsynelatende overflateareal, og dermed reduseres drastisk den øyeblikkelige adsorberingskapasitet pr. vektenhet av filterhjelpemiddel eller adsorberings-substans. Siden de har meget lavere øyeblikkelig effektivitet til å fjerne urenheter fra fluider, blir det nodvendig å fore fluidet gjennom en lengre kolonne av filterhjelpemiddel for å tilveiebringe en tilfredsstillende rensing.

Forskjellige filterelementer hvor det benyttes plastmaterialer

har tidligere vært foreslått, uten at noen av dem har vært fullstendig tilfredsstillende. Det har vært foreslått filtere hvor korn- eller fiberformet plast er oppvarmet eller sintret i fravær av adsorberende material hvorved det dannes et porost produkt egnet for mekanisk eller elektrostatisk filtrering. En lavmotstandsione-vekslermembran har vært foreslått hvor ionevekslermaterialet er sammentrykket og mettet med et plastmaterial som er direkte sammenbundet derigjennom, idet de enkelte ionevekslerpartikler

forblir i beroring med hverandre for fremskaffelse av ledeevnen.

Det har også vært foreslått et filterelement hvor kornformet

plast og aktive partikler sammenblandes og sintres. Derved ble det dannet et porost plastfilterelement hvor tilsetningene bindes i porene ved sintringen. Plasten har en tendens til å smelt i en vesentlig grad under oppvarming slik at porevolumet blir redusert, og bindingen av de adsorberende partikler til plasten reduserer det adsorberende overflateareal.

Det er fra f.eks. det belgiske patentskrift 633.822 kjent et filterelement oppbygget av en poros stiv masse av enkelte partikler dannet av anorganisk eller termoplastisk material og et findelt adsorberende material bundet til den porose masse ved hjelp av en herdbar polymer eller ved sintring av det termoplastiske material.

Foreliggende oppfinnelse går ut på et filterelement for filtrering av væsker og gasser og bestående av en termoplastpolymer og deri fordelt adsorberende material, og det særegne består i en poros, stiv masse av individuelle partikler, som hver har en fast kjerne, f.eks. av cellulosefibre, samt et omsluttende belegg av termoplastpolymer, hvor kjerne og belegg er innbyrdes forbundet ved sintring, og at det i den stive masse er finfordelte adsorberende partikler, f.eks. aktivt kull, som mekanisk bæres i massen.

For filtrering av luft kan filterelementet i henhold til oppfinnelsen være innrettet til å tillate en luftgjennomstromning på 0,0056 - 0,085 m^/min når det utsettes for en trykkforskjell på 12,7 mm vannsoyle. Det polymer som omslutter partiklene er hensiktsmessig et olefinpolymer som inneholder mindre enn 6 karbonatomer og består fortrinnsvis av polyetylen. I de tilfeller hvor de mange faste partikler er fibrose er disse fortrinnsvis cellulosefibre. I mange utformninger er adsorberingssubstansen fortrinnsvis aktivert karbon. For mange formål er det hensiktsmessig at adsorberingssubstansen har en partikkelstdrrelse på

mindre enn 100 mesh.

Den sintrede blanding som danner filtermediet i filterelementet

i henhold til oppfinnelsen utgjor hensiktsmessig minst 25 og ikke mere enn 90 vektprosent, regnet på vekten av pulveret i de polymerinnkapslede faste partikler. Fortrinnsvis er mengden av polymer i de polymerinnkapslede faste partikler ikke storre enn 75 vektprosent, regnet på vekten av partiklene.

Fordelene ved foreliggende oppfinnelse,er oppnådd ved hjelp av

en sintret enhetlig masse som omfatter polymerinnkapslede eller -innesluttede, fibrose eller ikke-fibrose faste partikler som holder ikke-innkapslede partikler av findelt adsorberingsmiddel, ioneutveksler eller filterhjelpemiddel. Adsorberingsmidlet, ioneutveksleren eller filterhjelpemidlet er en substnas som vanligvis er frittfly tende og som, når benyttet alene i en filter-enhet, ville pakkes sammen og ha en tendens til å hindre strdmmen av fluidum gjennom massen. Det polymer-innkapslede faste stoff er et som for sintringen vanligvis også er fritt-flytende og -som i og for seg ikke innehar noen adsorberende egenskaper på filter-massen. Ved sintringen sintrer partiklene som er innkapslet i termoplastisk polymer sammen tilstrekkelig til å danne en halv-stiv ramme eller matrise omkring partiklene av adsorberingsmiddel, ioneutveksler eller filterhjelpemiddel. Den sintrede masse blir presset sammen utilstrekkelig til i alvorlig grad å hindre strommen av fluidum gjennom massen.

Ved bruk av partikler innkapslet i polymer slik som foreslått

ved foreliggende oppfinnelse frembringes det en meget poros struktur under sammenbindingen under oppvarming av de polymer-innkapslede partikler ved fremspring.

Den hurtig-flytende egenskap til filtermediene er spesielt viktig siden den ikke bare innehas av mediene når de er nydannede, men den opprettholdes over en lang periode med anvendelse ved filtreringer. Denne opprettholdelse av den fritt-flytende egenskap er en enstående karakteristikk for filtermediene i folge oppfinnelsen. Den er muliggjort på grunn av det faktum at disse filter mediene motstår sammenpakningen av massen ved anvendelse. Denne motstand mot sammenpakning av filtermediene skriver seg fra den halvstive struktur til matrisen dannet ved sintringen av blandingen av i polymerer innehyllede eller innkapslede faste stoffer og den findelte adsorberings-substans. Matrisen består av det i polymerer innehyllede faste stoff. Det er onskelig å anvende materialer som er innkapslet i polymerer, som er ikke-flyktige og som ikke vil påvirke adsorbsjonen eller kjemiske egenskaper i adsorberingsmidlet, ioneutveksleren eller filterhjelpemidlet. En annen viktig egenskap til filtermediene i folge oppfinnelsen er den virkende og effektive filtrering av strommende elementer som den tilveiebringer med hoy stromningshastighet for fluidet, og den effektive fjernelse av urenheter som muliggjores pr. vektenhet adsorberingsmiddel, ioneutveksler eller filterhjelpemiddel som er tilstede i mediene. Filtermediene i folge oppfinnelsen sorger for å fjerne storre mengder av opploste urenheter fra et fluidum pr. enhet av adsorberingsmiddel, slik som aktivert kull.

Filterelementer i henhold til oppfinnelsen kan fremstilles

ved forst å blande fritt-flytende faste partikler som er fibrose eller ikke-fibrose og som er innkapslet i termoplastiske polymerer og et findelt adsorberingsmiddel, ioneutveksler eller filterhjelpemiddel i det onskede mengdeforhold. Blandingen blir så plassert i, eller ekstrudert inn i et rom, en forskalling eller en form med en utforming som det onskes at filterelementene skal innta. Massen blir så utsatt for tilstrekkelig varme til å forårsake at den termoplastiske polymer-innehyIling sintrer lett og blir festet til hverandre og derved danner den hoyst viktige matrise som fastsperrer partiklene av adsorberingsmiddel, ioneutveksler eller filterhjelpemiddel på stedet og frembringer et enhetlig filtermedium. Filtermediet vil innta utformingen til rommet, forskallingen eller formen i hvilken massen plasseres for sintringen og frembringer et filterelement hvis form varieres i henhold til den anvendelse det skal ha.

Sintringen kan lett foretas ved å utsette blandingen av i termoplastisk polymer innkapslet fast stoff og adsorberings-substans i formen for virkningen av va,rme. Temperatur på 1<1>+9°C og over er vanligvis tilstrekkelig, men den onskede temperatur avhenger noe av naturen og molekylvekten til (jen termoplastiske polymer-innkapsling. F.eks. vil olefinpolymerer med hoyere molekylvekter tillate anvendelse av hoyere temperaturer. Med faste stoffer innkapslet i polyetylen er en temperatur på 1^9°C vanligvis egnet. Det er dnskelig å anvende en ikke-oksygenholdig atmos-fære, slik som nitrogen, eller hydrogen, eller hdytrykks-damp for å hindre forbrenning av olefin-polymeret under sintringen. Det er blitt funnet onskelig å tilsette en antioksydant til den blandede masse for sintringen for å hindre muligheten av forbrenning under sintringen. En passende antioksydant er en som markedsfdres av Monsanto Chemical Co. under handelsnavnet Santonox (inneholdende som aktiv ingrediens: bis / 3-metyl-6-tertiær-butyl-fenol/), i en mengde på omkring 0,5 vektprosent av den polyolefin-innkapsiede komponent. Tilfredsstillende resultater har blitt oppnådd med den med antioksydant behandlede polyolefin-innkapslede komponent i varm luft opp til 232 C uten forbrenning.

Det har- også vist seg at anvendelse av en perforert form for å stromme oppvarmet luft, inert gass eller hoytrykksdamp gjennom massen, aksellererer bindingen eller sintringshastigheten. Sintringen kan medfore forskjellig grad av sammenpakning av filtermediumet. Hoyere temperatur, lenger varighet av sintringen og storre anvendt trykk på massen vil medfore storre sammenpakning av massen, innbefattet den sintrede matrise av polymer-innkapslede partikler. Desto storre sammenpakningen av massen er under sintringen, desto lavere vil gjennomtrengeligheten av det resulterende filterelement bli og desto lavere vil stromnings-hastigheten av fluidum gjennom dette bli under filtreringen.

For noen typer av filtreringer er et mer sammenpakket filtermedium onskelig, men siden det for de fleste filtreringer kreves maksimal flytehastighet gjennon mediet, foretrekkes det vanligvis å sintre og sammenpakke massen så lite som mulig. I slike tilfeller er det onskelig å sintre massen bare tilstrekkelig til å danne en matrise av polymer-innkapslede partikler som vil holde mediene sammen og hindre avsetning og bevegelighet av partiklene av findelt adsorberingsmiddel ioneutveksler eller filterhjelpemiddel under filtreringen.

Det er også mulig å ekstrudere og sintre på stedet et stivt, porost filterlag-element ved å foroppvarme blandingen av innkapslet materiale og adsorberingsmiddel, ioneutveksler eller filterhjelpemiddel ved hjelp av en varm-gass-fluidisert masse innen hoyst 2,8°C under klebepunktet til polymer-innkapslingen,

å skruemate den foroppvarmede blanding inn i en oppvarmet formedyse holdt ved en temperatur tilstrekkelig til å sintre', polymer-innkapslingen og så gjennomen kald formedyse for å herde den bundne struktur.

Som det vil klart fremgå av det foregående, skal ikke sintringen være mer enn moderat når det dnskes en maksimal stromningshastighet av fluidum gjennon filtermediet. Overflodig temperatur, tid eller trykk vil alle bidra til overflodig sammenpakning, og dersom sintringsforholdene er hårde nok, vil massen sintre og sammenpakke seg i en slik grad at den vil bli vesentlig ugjennom-trengelig for strommen av fluidum. For de fleste anvendelse? er det onskelig at et filter tillater en strom av luft på ca. 0,0057 ^ til 0,085 m^ pr. minutt når de utsettes for en trykkforskjell på 12,7 mm vannsoyle.

Arten av polymeren som innkapsler de faste partikler av den innkapslede komponent kan varieres i avhengighet av arten av fluidumet som skal filtreres. Valget av polymer som skal anvendes bor vei-ledes av den nødvendighet at polymeret ikke må bli utsatt for unodvendig spaltning under den termiske sintring ved hvilken filterelementet dannes. Polymeret bor være termoplastisk slik at den sintrer ved rimelige temperaturer, den bor være ikke-flyktig av natur og bor ikke påvirke adsorbsjonen eller kjemiske egenskaper til adsorberingsmidlet, ioneutveksleren eller filterhjelpemidlet. Den bor ikke opploses eller spaltes av fluidumet som skal filtreres. Blant polymerer som kan anvendes er polyamider, slik som nylon, polyestere, slik som terylen, vinyler, slik som polyvinylklorid, acrylforbindelser, slik som polymetyl-metacrylat. For de fleste anvendelser har polyolefinene, slik som polyetylen og polypropylen, blitt funnet å være mest nyttige og foretrekkes for de fleste anvendelser.

Den foretrukne komponent av faste' stoffer innkapslet i olefinpolymer er av den type som selges av National Lead Company under varemerket Nalcon. Dette material er vanligvis et fritt-fly tende pulver av individuelle partikler, hvor hver partikkel er inne-hyllet eller innkapslet i et skall av en polymer ar en alifatisk 1-olefin-monomer som inneholder mindre enn 6 karbonatomer, slik som etylen, propylen, buten-1 og lignende. De innkapslede faste partikler kan være av nesten hvilken som helst art forutsatt at det er mulig å innehylle dem i olefinpolymer. Det er onskelig at de innkapslede-partikler er korte fibrer, slik som cellulose-fiber, f.eks. kraftfibrer, bomullsfibrer og linters, opprevet ved, tremassefibrer og lignende, ullfibrer, stål- eller metallull-fibrer, glass- eller asbest-fibrer. De innkapslede partikler kan også være ikke-fibrbse partikler, slik som metallpulver-partikler, innbefattet aluminium- og kobber-pulver-partikler, ikke-metalliske partikler, slik som kull-partikler, partikler av silikater, slik som natrium- eller kalsium-silikater, eller titandioksyd.

Selv om de polymer-innkapslede partikler kan være fibrose eller ikke-fibrose, så foretrekkes det at partiklene er fibrose av natur siden disse synes å frembringe forsteklasees resultater. Fibrose materialer kan karakteriseres med at de har en lengde

på minst omkring 5 ganger tykkelsen, med en foretrukket lengde på minst 50 til 100 mikron opp til omkring 12,7 mm eller mer.

Blant de foretrukne polyolefin-innkapslede materialer som kan anvendes er de beskrevet i U.S. patent nr. 3.121.698, kanadisk patent nr. 678.3^-1, og belgiske patenter nr. 575-559, 578.868, 580.55^, 59U-.911, 601.73^ og 601.325. Det er tilsiktet å inn-lemme det som fremgår av disse patenter ubeskåret som henvisning.

Adsorberings-, ioneutveksler- eller filterhjelpemiddelkomponenten omfatter findelte materialer som er vel kjente i filterindustrien. Disse substanser er i stand til å fjerne opploste og/eller kolloidalt dispergerte substanser fra et fluidum ved forskjellige metoder, innbefattet'kjemisk tiltrekning eller reaksjon, fysikalsk tiltrekning eller massevirkning. Medregnet blant disse, vel kjente materialer er ioneutvekslerharpikser, slik som sulfonert eller karboksylert styren og divinyl-benzen-sampolymerer, kvartære ammonium-alkyl-substituerte styrener og divinylbenzen sampolymerer, pulverisert zeolit (både naturlig og syntetisk)

og lignende, diatoméjord, aktivert kull, aktivert aluminiumoksyd, aktivert silikagel, fullerjord, montmorillonit, bentonit og overflateaktiv leire generelt, "molekylsil" osv. Blandinger av disse substanser kan anvendes. Den valgte substans vil selvsagt avhenge av arten av de urenheter som skal fjernes fra fluidet.

I tabell I under er oppfort noen adsorberingsmidler, ioneutvekslere og filterhjelpemidler som kan velges til å fjerne forskjellige opploste urenheter fra forskjellige fluidumer.

Det er også overveiet at en blanding av filterhjelpemidler, ioneutvekslere eller adsorberingsmidler kan anvendes i det samme filterelement. Det er således f.eks. onskelig å anvende både aktivt karbon og en ioneutveksler-harpiks i det samme filtermedium.

Partiklene av filterhjelpemiddel-, adsorberings- eller ione-utvekslerkomponenten kan varieres over et stort område av gjennomsnittlige partikkelstorrelser. Storre partikkelstdrrelser gir selvsagt mindre tilsynelatende overflateareal pr. vektenhet av substansen. En av vanskelighetene ved de tidligere kjente filtermedier er nddvendigheten av å anvende adsorberingssubstans i form av store korn dersom sammenpakking og tilbakeholdelse av fluidstrommen skal motvirkes. En viktig fordel ved foreliggende oppfinnelse er at adsorberingssubstansen kan være i findelt form, og derfor med et stort tilsynelatende overflateareal av adsorberingsmiddel utsatt for filtreringsformål. Det vil si at det kan gjores en mer virkende og effektiv anvendelse for hver vektenhet adsorberingssubstans. Således kan det anvendes partiklar med en gjennomsnittlig partikkelstdrrelse på mindre enn 1G0 mesh (U.S. Standard Sieve Series). Det foretrekkes i virkeligheten å anvende partikler som er små nok til å passere gjennom en maskeduk på. 300 mesh eller mindre. Anvendelse av pulveriserte pulvere er funnet årvære spesielt nyttige og effektive.

Andelene av polymerinnkapslet fast stoff og adsorberingsmiddel, ioneutveksler eller filterhjelpemiddel kan varieres i stor grad. Det er blitt funner onskelig for å oppnå optimal effektivitet å anvende så lite som mulig av den polymer-innkapslede andel, siden den spiller liten eller ingen rolle ved fjerning av urenheter opplost i fluidet som filtreres. Rollen til den polymerinnkapslede andel er å tilveiebringe, etter sintringen, en ramme eller matrise som holder adsorbeirngssubstansen på plass og endog hindrer sammenpakning av filterelementet ved anvendelse. Det,foretrekkes å anvende minst omkring 25 vektprosent av den polymer-innkapslede substans, basert på den totale vekt av mediet, for å være sikker på en tilstrekkelig binding av filtermediet etter sintringen.

Når det anvendes mengder over 90 vektprosent av det polymerinn kapslede faste stoff reduseres effektiviteten av filtermediet, siden denne raatrisekoniponent medvirker lite til fjerningen av opploste faste stoffer.

De foretrukne mengder av den polymer-innkapslede komponent i filtermediet vil i noen grad avhenge av mengden av polymer som innkapsler de individuelle faste partikler. Med storre mengder av polymer-innkapsling, er det vanligvis mulig å anvende mindre mengder av det innkapslede faste stoff. Likevel er det onskelig å anvende innkapslede partikler som består av ikke mer enn 75 vektprosent polymer, siden storre mengder har en tendens til å frembringe krymping og odeleggelse under sintringen. For å oppnå de best mulige resultater foretrekkes det å anvende en innkapslet del som inneholder minst omkring 50 vektprosent polymerer.

Anvendelsen av polymer-innkapslede faste stoffer i filtermediet

i folge oppfinnelsen er viktig. I tilleg til å tilveiebringe matrisen som hindrer sammenpakking ved anvendelse, sorger de også for mekanisk filtrering og fjerning av suspenderte faste stoffer fra fluidumet. Dersom polymerpartikler alene (dvs. partikler som ikke innkapsler et fast stoff) anvendes, vil stivheten og frihet for sammenpakking ikke oppnås. Nærværet av de innkapslede faste partikler er nodvendig for å overleve sintringen. Endog etter sintringen forblir polymeren som innkapsling rundt de faste partikler uten å belegge adsorberingsmidlet, ioneutveksleren eller filterhjelpemidlet. For å tilveie-bringe denne egenskap er det spesielt onskelig å anvende innkapslede faste stoffer i hvilke det faste stoff er i form av en fiber. Polyolefin-innkapsling foretrekkes spesielt på grunn av dens enestående inerthet overfor de fleste fluidumer som skal filtreres.

Filterelementer i henhold til oppfinnelsen kan være gitt i forskjellige utformninger og storrelser i avhengighet av volumet og arten av fluidet-som skal filtreres. En egnet utfdrelse er den vist på vedfoyde tegninger, men andr,e former kan anvendes med tilfredsstillende resultater.

For å klargjore arten av oppfinnelsen bedre, skal det også vises til de folgende eksempler. Det må imidlertid forstås at dette er gjort bare som eksempler, og er ikke ment å begrense beskytt-elsesomfanget. Dersom ikke annet sies er det meningen at "deler" og prosentdeler refererer til vektdeler eller vektprosent. Fig. 1 er et planriss, sett ovenfra med deler skåret bort av et i det vesentlige stivt filterelement fremstilt i samsvar med foreliggende oppfinnelse, og viser den sintrede blanding av adsorberende substans og polymer innkapslet i fast stoff. Fig. 2 er et sideriss av filterelementet i fig. 1, med deler skåret bort. Fig. 3 er et vertikaloppriss, delvis i snitt gjennom et filter, ved anvendelse av filterelementet vist i fig. 1 og 2. Fig. k er en grafisk sammenligning av levetidskarakteristikkene og filtreringseffektiviteten for en utforelse av et filter vist i fig. 1-3 sammenlignet med to kommersielle, nå tilgjengelige filtre.

Eksempel I

Filtermediet i dette eksempel vil bli beskrevet i forbindelse med de vedfoyde tegninger.

Det ble fremstilt en blanding av ^-08 g aktivt karbon med en gjennomsnittlig partikkelstorrelse på mindre ,enn 25 mikron i diameter og 201+ g "Nalcon" (som inneholder individuelle fibre av absolutt renset papirmasse og med handelsnavnet "Solka Floe", innkapslet i polyetylen i en mengde av 75 vektprosent av det'innkapslede produkt, fremstilt i folge U.S. patent No. 3.121.698). Blandingen var behandlet med et gram "Santonox" antioksydant.

Den resulterende blanding ble så plassert i en form med et hulrom med utforming tilsvarende filterenheten vist i fig. 1, 2 eller 3

i en mengde tilstrekkelig til å fylle formen. Den spesielle form som ble benyttet kunne bare ta 585 gram av blandingen for å fylles. Formen og dens innhold ble så plassert i en mekanisk varmeover-foringsovn og formen ble varmet ved 20^- til 233°C i omkring 1 ^ time. Formen ble så kjolt til romtemperatur, åpnet og filterelementet ble fjernet. Elementet hadde da et omriss som vist i

fig. 1, 2 eller 3, hvor tallet 10 betegner det formede element som er sylincMsk og har en midtre boring 11. Som vist i fig. 2 og 3 kan det være forsynt med et perforert senterror, slik som antydet ved 12, henhv. 16.

En foretrukket utforelse av et fluidumfilter med et filterelement ifolge oppfinnelsen er vist i fig. 3 med et vertikalt snitt gjennom filterhuset. I dette filter er det vesentlig stive filterelement 10 plassert i en perforert sylinder 15, idet filterelementet er tilpasset over det perforerte senterror 16, og hvor det mellom elementet 10 og senterroret 16 er anordnet et indre hylster 17 som består av et ark av mikro-glass-fibrer og polyester-papir med en slik filtteringsytelse at partikler som er lik.eller storre enn 1 mikron i diameter filtreres ut. Polyesteret kan f.eks. være et med handelsnavn Dacron. Innskutt mellom hylsen 15 og elementet 10 er et ytre. hylster 18 som består av et ark av Vinyon, Dacron og fine glass-fibrer. Den hele enhet er omgitt av en kappe eller et hus 30. Filteret er forsynt med innldp 20 og utlop 21.

Filteret fra det foregående eksempel ble så provet for å sammen-ligne dets filtreringsegenskaper med to tidligere kjente,

kommersielt tilgjengelige filter-enheter. Begge disse kommersielle enhetene anvendte pakninger av lose, grov-kornede aktive partikler ved filtreringsbehandlingene. I tabell II er oppfort dimensjonene av filterelementene.

Provevann som inneholdt metylen-blått ble fort gjennom hvert

av de tre filtere for å prove filtrenes evne til å fjerne farge-stoffet fra vannet og videre ble fallet i væskestromshastigheten observert under proven. Behandlingen med hvert filter var iden tide. Den anvendte prove var en til-lempning av metoden beskrevet i "Active Carbon" av Hassler, s.3^0-3^3, Chemical Publishing Co., Inc., New York (1951). I lbpet av prdvetiden ble friskt metylen-blått tilsatt prdvevannet med en hastighet av 5 ml pr. min. fra en opploalng som inneholdt 2,5 gram metylen-blått pr. liter.

En sammenligning av prdveresultatené er vist i tabell III.

De aktuelle forsoksresultater er inntegnet grafisk på fig.

Som vist ved de foregående forsøksresultater, tilveiebringer

et filter med filterelementer ifolge oppfinnelsen en meget raskere væskestrom gjennom filteret, og det som er spesielt onskelig, er opprettholdelsen av den hoye stromningshastighet over meget lengre filtrerings-perioder enn hva som tillates med de to kommersielt tilgjengelige filtrer. Av stor betydning ved praktisk drift er også den hoyst effektive rensing som oppnås pr. gram aktivert kull. Filteret fra eksempel 1 frembrakte til-nærmet 3,5 ganger så god effektivitet som det beste av de to kommeriselle filtere.

Eksempel 2

En eksperimentell filter-propp, !+1 ,3 mm i diameter og 2<l>+,<1>+ mm lang, ble fremstilt fra en intim blanding av 9 gram av en mikro-pulverisert, blandet, filterlagioneutveksler-harpiks som inneholder 59 vekt^ av en anion-utveksler-harpiks i fri base-form med partikkelstorrelse mindre enn 325 mesh, f.eks. av handelsnavnet "Amberlite XE-59",. og<!>+1 ve~ kt% av en kation-utveksler-harpiks i

hydrogenform med partikkelstorrelse mindre enn 325 mesh, f.eks.

av handelsnavnet "Amberlite XE-97",°g 3 gram polyetyleninnkapslet papirmasse av samme sammensetning som i eksempel 1. Den polyetylen-innkapslede papirmasse og resten av blandingen ble varmeformet ved 1^-9°C i<*>+5 min. i en glasstrakt-proveapparatur på forhånd belagt med et klebemiddel av handelsnavnet "Hycar". Et spesielt prove-vann som inneholdt 0,2265 gram kalsiumklorid (CaC^), 0,183 gram magnesiumklorid (MgC^^^O) og 3000 gram avmineralisert vann ble tilfort fra en beholder til proveapparaturen under forskjellige trykk, varierende fra 25 - 127 mm kvikksolvsoyle. ;Den tid, i sekunder, som var nodvendig for å oppnå at to porsjoner på 50 ml vann hver skulle stromme fra proveapparaturen ble notert.,. De forste 50 ml av hver proveporsjon ble analysert for hårdhet ved etylendiamintetraeddiksyre (EDTA) metoden beskrevet i Standard Method for tte Examination of Water & Waste Water. American PuELic Health - Association, N. Y. 11thEd. 1960, s. 133. ;Den annen utstrømmende prove på 50 ml ble analysert for klorid-ioner i samsvar med kvikksolv-II-nitrat-metoden beskrevet i den samme kilde som for hårdhetmetoden, side 79-Hårdheten kalkuleres i deler pr. million av hårdhet som kalsiumkarbonat (CaCO^), hvilket er en påvisning av nærvær av både kalsium- og magnesium-kationer i provevannet. Klorid-bestemmelsen er en påvisning av nærværet av kloridanioner i provevannet. Når ingen hårdhet og klorid-komponenter kan påvises i det utstrømmende vann er dette fullstendig avmineralisert ved hjelp av filtermediet. ;Resultatene av denne prove er vist i tabell IV.; ; Eksempel 3-;Det ble fremstilt en eksperimentell filter-propp, *+1 ,3 mm i diameter og 25, h mm lang, fra en intim blanding av 75 deler av et findelt aktivt karbon (Darco G-60) med partikkelstorrelser mindre enn 325 mesh og 25 deler polyetylen-innkapslet papirmasse av samme sammensetning som beskrevet i eksempel 1. En del av blandingen av polyetylen-innkapslet papirmasse og aktivert kull ble formet ved m-9°C i ^5 min. i en glasstrakt provefikstur på forhånd belagt med et klebemiddel markedsfort under handelsnavnet "Hycar". Den andre del ble lost pakket (uten å utsettes for varmebehandling) i form av en filter-propp av samme storrelse; Vann ble tilfort fra en beholder til provefiksturen under luft-trykk-hoyder på 25^ og 1 2750 mm kvikksolv. Antallet sekunder som var nodvendig for å oppnå at to porsjoner på hver 50 ml vann skulle stromme fra proveapparaturen ble notert ved begynnelsen og etter å være brukt natten over.

Resultatene ble som folger:

Som vist av de foregående resultater, tillater det sintrede filterelement i henhold til oppfinnelsen en hurtigere stromning enn et ikke-sintret filter av samme sammensetning og det sintrede filter har ingen tendens til å pakke seg sammen ved anvendelse som vist ved det faktum at flytehastigheten er omtrent den samme etter å ha stått natten over .

Uttrykket "adsorberingssubstans" er ment å omfatte adsorberingsmldler, ioneutvekslere og filterhjelpemidler, hvilke materialer er kjent for deres evne til å fjerne opploste materialer fra fluider og er i det vesentlige uopploselige i fluidet som blir behandlet. Uttrykket "adsorbaingsmiddel" er et vel kjent uttrykk,- endog for legfolk, og det er anvendt har i dets vanlige brede betydning for en substans som opptar og fastholder en annen substans ved adsorbsjon, i samsvar med Webster's Third International Dictionary, som også definerer "adsorbsjon" som en opptaking, ved hjelp av fysiske eller kjemiske krefter, av molekyler av gass, opploste substanser eller væsker på overflaten av faste stoffer med hvilke de er i kontakt. Dette er dette som er overveiet og omfattes av foreliggende oppfinnelse.

Claims

Filterelement for filtrering av væsker og gasser og bestående av

en termoplastpolymer og deri fordelt adsorberende material, karakterisert ved en poros, stiv masse av individuelle partikler, som hver har en fast kjerne, f.eks. av cellulosefibre, samt et omsluttende belegg av termoplastpolymer, hvor kjerne og belegg er innbyrdes forbundet ved sintring, og at det i den stive masse er finfordelte adsorberende partikler, f.eks. aktivt kull, som mekanisk bæres i massen.