RU2573013C1 - Chemically active filter element and method of making same - Google Patents
Chemically active filter element and method of making same Download PDFInfo
- Publication number
- RU2573013C1 RU2573013C1 RU2014134292/05A RU2014134292A RU2573013C1 RU 2573013 C1 RU2573013 C1 RU 2573013C1 RU 2014134292/05 A RU2014134292/05 A RU 2014134292/05A RU 2014134292 A RU2014134292 A RU 2014134292A RU 2573013 C1 RU2573013 C1 RU 2573013C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chemically active
- porous
- filter element
- inert
- active material
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области проведения гетерогенных химических реакций в системе «газ - твердое тело» или «жидкость - твердое тело», включая каталитические реакции на поверхности катализатора, а именно, к конструкциям и способам изготовления насадок химических реакторов, содержащих фильтрующий элемент с химически активным веществом, распределенным в пористом инертном каркасе, и может найти применение в химической технологии, например, в ионообменных процессах.The invention relates to the field of conducting heterogeneous chemical reactions in a gas-solid or liquid-solid system, including catalytic reactions on a catalyst surface, namely, to designs and methods for manufacturing nozzles of chemical reactors containing a filter element with a chemically active substance , distributed in a porous inert framework, and can find application in chemical technology, for example, in ion-exchange processes.
Известно описание химически активного фильтрующего элемента [С.В.Ласанкин. Способ изготовления пористого материала. Патент RU 2042392, МПК B01D 39/12, опубл. 27.08.1995], в котором фильтрующий элемент содержит химически активные металлические частицы, помещенные между трикотажными сетками из металлического волокна, собранными в пакет, который скреплен методом спекания под действием деформирующей нагрузки.A description of the chemically active filter element is known [S.V. Lasankin. A method of manufacturing a porous material. Patent RU 2042392, IPC B01D 39/12, publ. 08/27/1995], in which the filter element contains chemically active metal particles placed between knitted nets of metal fiber assembled in a bag that is fastened by sintering under the action of a deforming load.
Способ получения фильтрующего элемента заключается в вязании трикотажных сеток из непрерывных волокон, которые по своим механическим характеристикам могут быть связаны трикотажным способом. Затем на сетку наносят дискретные металлические волокна или порошок в зависимости от требуемых свойств изготавливаемого материала. Нанесение дискретных частиц на трикотажную сетку может осуществляться любым известным способом, например, воздушным, жидкостным, гравитационным и т.п. Равномерность нанесения частиц по площади может изменяться в зависимости от требуемых свойств изготавливаемого материала. После этого сетки с нанесенными на них частицами набирают в пакет, укладывая их друг на друга. При этом дискретные металлические частицы можно наносить на сетку с изменением процентного соотношения дискретных частиц и трикотажных сеток по площади сеток, а формирование пакета сеток производят из сеток с различным процентным соотношением дискретных частиц и трикотажных сеток. Сформированный таким образом пакет подвергают деформации и спекают. Пакет может деформироваться в пресс-форме или в валках. Спекание проводят в неокислительной атмосфере, определяемой химическим составом спекаемого материала. Температура спекания зависит от требуемых свойств изготавливаемого материала и находится в диапазоне 0,9-1,15 температуры плавления дискретных волокон.A method of obtaining a filter element consists in knitting knitted nets of continuous fibers, which by their mechanical characteristics can be knitted in a knitted way. Then discrete metal fibers or powder are applied to the mesh depending on the required properties of the material being manufactured. The application of discrete particles on a knitted mesh can be carried out by any known method, for example, air, liquid, gravity, etc. The uniformity of particle deposition over the area may vary depending on the required properties of the material being manufactured. After this, the nets with the particles deposited on them are collected in a bag, stacking them on top of each other. In this case, discrete metal particles can be applied to the grid with a change in the percentage of discrete particles and knitted nets over the area of the nets, and the formation of a packet of nets is made from nets with different percentages of discrete particles and knitted nets. Thus formed package is subjected to deformation and sinter. The bag may be deformed in the mold or in the rolls. Sintering is carried out in a non-oxidizing atmosphere, determined by the chemical composition of the sintered material. Sintering temperature depends on the required properties of the fabricated material and is in the range of 0.9-1.15 melting points of discrete fibers.
К недостаткам способа следует отнести то, что механическая прочность фильтрующего элемента обеспечивается спеканием при температуре плавления химически активных металлических частиц, что приводит к изменению их свойств, в частности, химической активности, за счет взаимодействия с остаточными агрессивными газами атмосферы и с материалом металлического волокна. Вторым существенным недостатком описанного фильтрующего элемента является то, что использование вязаных сеток и упрочняющего спекания под нагрузкой приводят к формированию жесткой конструкции, не позволяющей изменять объем химически активных частиц в процессе эксплуатации без изменения пористости и проницаемости всего элемента. Проведение технологического процесса, требующего стабильно неизменной скорости потока газового или жидкого реагента с использованием фильтров, пористость и проницаемость которых меняется в процессе эксплуатации, оказывается невозможным. Спеченные с металлической сеткой частицы химически активного материала, способного изменять свой объем в процессе эксплуатации, будут растрескиваться и разрушаться, изменяя химическую активность по мере образования ювенильных поверхностей, что повлияет на стабильность работы химического реактора на основе данных фильтрующих элементов.The disadvantages of the method include the fact that the mechanical strength of the filter element is provided by sintering at the melting temperature of chemically active metal particles, which leads to a change in their properties, in particular, chemical activity, due to interaction with residual aggressive gases of the atmosphere and with the material of the metal fiber. The second significant drawback of the described filter element is that the use of knitted grids and hardening sintering under load leads to the formation of a rigid structure that does not allow changing the volume of chemically active particles during operation without changing the porosity and permeability of the entire element. Carrying out a technological process that requires a stably constant flow rate of a gas or liquid reagent using filters, the porosity and permeability of which changes during operation, is impossible. Particles of a chemically active material sintered with a metal mesh that can change its volume during operation will crack and collapse, changing its chemical activity as juvenile surfaces form, which will affect the stability of a chemical reactor based on these filter elements.
Кроме того, важным является то обстоятельство, что частицы химически активного материала размещены по площади поперечного сечения фильтрующего элемента без осуществления контроля равномерности, что может приводить к «проскоку» газового или жидкого реагента без контакта с химически активным материалом, участвующим в целевой химической реакции. Важным обстоятельством является и то, что химический активный материал или катализатор могут быть изготовлены из вещества, подлежащего регенерации и/или учетному хранению и использованию по иному назначению, например, в случае использования благородных металлов. Метод спекания, использующийся для надежного сцепления химически активного материала с пористой основой и придания конструкции фильтрующего элемента необходимой прочности, делает крайне затруднительным извлечение химически активного материала.In addition, it is important that particles of the reactive material are placed over the cross-sectional area of the filter element without monitoring uniformity, which can lead to a “leakage” of a gas or liquid reagent without contact with the reactive material involved in the target chemical reaction. An important circumstance is that the chemical active material or catalyst can be made of a substance that is subject to regeneration and / or accounting storage and use for other purposes, for example, in the case of using precious metals. The sintering method, which is used to reliably adhere a reactive material to a porous base and impart the necessary strength to the design of the filter element, makes it extremely difficult to extract the reactive material.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемым является элемент каталитической насадки и способ его приготовления [А.Д.Симонов, Н.А.Языков, В.Н. Пармон, В.А.Яковлев. Элемент каталитической насадки, способ его приготовления (варианты) и способ осуществления каталитических экзотермических реакций. Патент RU 2383389, МКП B01J 32/00. Опубл. 10.03.2010, БИ №7]. В данном случае понятия «элемент каталитической насадки» и «химически активный фильтрующий элемент» являются аналогичными по общей сути процесса в них протекающего. В обоих случаях через элемент проходит газовая или жидкая фаза, а химическое превращение (химическая реакция) протекает на поверхности частиц химически активного вещества или катализатора. В данном решении элемент каталитической насадки содержит пористый металлический носитель и катализатор. Гранулы (частицы) катализатора внедрены в объем пористого носителя, при этом и пористый носитель, и катализатор, распределенный в нем, размещены в оболочке из пористого носителя. Пористость инертного носителя достигает 95%.The closest technical solution to the proposed is the element of the catalytic nozzle and the method of its preparation [A.D. Simonov, N.A. Yazykov, V.N. Parmon, V.A. Yakovlev. The element of the catalytic nozzle, the method of its preparation (options) and the method of carrying out catalytic exothermic reactions. Patent RU 2383389, INC B01J 32/00. Publ. 03/10/2010, BI No. 7]. In this case, the concepts of “catalytic nozzle element” and “chemically active filter element” are similar in essence to the general process that takes place in them. In both cases, a gas or liquid phase passes through the element, and a chemical transformation (chemical reaction) occurs on the surface of the particles of a chemically active substance or catalyst. In this solution, the catalytic packing element comprises a porous metal support and a catalyst. The granules (particles) of the catalyst are embedded in the volume of the porous support, while both the porous support and the catalyst distributed therein are housed in a shell of a porous support. The porosity of the inert carrier reaches 95%.
Способ приготовления элемента каталитической насадки включает внедрение в поры металлического носителя катализатора в виде суспензии, пасты, раствора или смеси из компонентов катализатора под действием вибрационной нагрузки. Полученную заготовку из пористого носителя и внедренного в него прекурсора катализатора накрывают сверху и снизу пористым инертным металлическим носителем, прессуют и прокаливают элемент каталитической насадки.A method of preparing an element of a catalytic nozzle includes the introduction into the pores of a metal catalyst carrier in the form of a suspension, paste, solution or mixture of catalyst components under the influence of vibration load. The obtained preform from a porous support and a catalyst precursor introduced into it is covered with a porous inert metal support from above and below, an element of a catalytic nozzle is pressed and calcined.
Формирование катализатора в объеме пористого металлического носителя проводят путем внедрения прекурсора из него (например, пластифицированного гидроксида алюминия, алюмосиликата, силикагеля или глины в качестве порообразующей компоненты в смеси с катализатором в виде гранул, или его компонентами, суспензии порошка катализатора или непосредственным вибрационным внедрением порошка катализатора /варианты/) под действием вибрационной нагрузки или прессованием с последующим прокаливанием.The formation of the catalyst in the volume of the porous metal carrier is carried out by introducing a precursor from it (for example, plasticized aluminum hydroxide, aluminosilicate, silica gel or clay as a pore-forming component mixed with a catalyst in the form of granules, or its components, a suspension of catalyst powder or direct vibrational incorporation of the catalyst powder / options /) under the influence of vibration load or pressing followed by calcination.
В качестве пористого металлического носителя используют пенометаллы, металлический войлок или металлическую вату.Foam metals, metal felt or metal wool are used as the porous metal support.
Недостатком прототипа является то, что пористый носитель, взятый в виде пенометалла, обладает низкой демпфирующей способностью из-за высокой жесткости каркаса, которая увеличивается при прессовании заготовки. При этом, если материал химически активного компонента фильтрующего элемента способен изменять свой объем в процессе эксплуатации, то в условиях защемления его частиц в жесткой окружающей матрице может происходить растрескивание и разрушение его частиц с изменением удельной поверхности химически активного элемента (катализатора), приводящей к изменению химической активности и проницаемости фильтрующего элемента. В случае использования металлических войлока или ваты следует также ожидать их низкой демпфирующей способности, и при увеличении объема твердой фазы химически активного компонента (катализатора) его частицы будут уплотнять металлическое волокно войлока или ваты, уменьшая исходную пористость и проницаемость фильтрующего элемента. Уменьшение проницаемости фильтрующего элемента приведет к снижению скорости потока газа через него и к нарушению стабильного технологического режима химического реактора, в котором используются насадки из фильтрующих элементов. Отсутствие контроля за равномерностью проникновения катализатора в объем пористого носителя, в каком бы виде он ни вносился, а также отсутствие контроля однородности распределения частиц катализатора в суспензиях, пастах или механических порошковых смесях компонентов катализатора, может приводить к неравномерности распределения катализатора как по объему пористого носителя, так и по площади поперечного сечения фильтрующего элемента. Неравномерность распределения химически активного вещества в объеме пористого носителя фильтрующего элемента, в особенности по его поперечному сечению, может приводить к «проскоку» газового или жидкого реагента через фильтрующий элемент без контакта с химически активным веществом с отсутствием протекания целевой химической реакции в локальных областях насадок с фильтрующими элементами и всего реактора в целом.The disadvantage of the prototype is that the porous carrier, taken in the form of foam metal, has a low damping ability due to the high stiffness of the frame, which increases when pressing the workpiece. Moreover, if the material of the chemically active component of the filter element is able to change its volume during operation, then under the conditions of pinching of its particles in the rigid surrounding matrix, cracking and destruction of its particles can occur with a change in the specific surface of the chemically active element (catalyst), leading to a change in the chemical activity and permeability of the filter element. In the case of the use of metal felt or wool, their low damping ability should also be expected, and with an increase in the volume of the solid phase of the chemically active component (catalyst), its particles will condense the metal fiber of the felt or wool, reducing the initial porosity and permeability of the filter element. A decrease in the permeability of the filter element will lead to a decrease in the gas flow rate through it and to a violation of the stable technological regime of the chemical reactor, in which nozzles from the filter elements are used. The lack of control over the uniformity of catalyst penetration into the volume of the porous support, in whatever form, as well as the lack of control over the uniformity of the distribution of catalyst particles in suspensions, pastes, or mechanical powder mixtures of the catalyst components can lead to uneven distribution of the catalyst over the volume of the porous support, and the cross-sectional area of the filter element. The uneven distribution of the chemically active substance in the volume of the porous carrier of the filter element, especially in its cross section, can lead to a “leakage” of a gas or liquid reagent through the filter element without contact with the chemically active substance with the absence of a targeted chemical reaction in the local areas of the filter nozzles elements and the entire reactor as a whole.
Использование различных вариантов пористого носителя в фильтрующем элементе по патенту [RU 2383389] в виде пенометалла, металлического войлока или ваты в любом случае затрудняет полное извлечение химически активного материала для регенерации и/или последующего применения по иному назначению.The use of various variants of the porous carrier in the filter element according to the patent [RU 2383389] in the form of foam metal, metal felt or cotton wool in any case makes it difficult to completely remove the reactive material for regeneration and / or subsequent use for another purpose.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, направлена на повышение стабильности свойств активного фильтрующего элемента при возможности изменения объема твердой фазы химически активного материала в процессе эксплуатации, а также возможность максимально полного извлечения активного материала для последующей регенерации. Техническим результатом изобретения является:The problem solved by the invention is aimed at improving the stability of the properties of the active filter element with the possibility of changing the volume of the solid phase of the reactive material during operation, as well as the possibility of the most complete extraction of the active material for subsequent regeneration. The technical result of the invention is:
- обеспечение стабильности свойств и химической активности фильтрующего элемента;- ensuring the stability of the properties and chemical activity of the filter element;
- увеличение срока службы химически активного фильтрующего элемента;- increase the service life of the chemically active filter element;
- возможность полного извлечения дорогостоящего химически активного материала по окончании срока службы;- the ability to fully extract expensive chemically active material at the end of its service life;
- снижение экономических затрат на его эксплуатацию.- reduction of economic costs for its operation.
Для решения указанной задачи и достижения технического результата заявляется группа изобретений, в которую входят:To solve this problem and achieve a technical result, a group of inventions is claimed, which includes:
- химически активный фильтрующий элемент иa chemically active filter element and
- способ изготовления химически активного фильтрующего элемента.- a method of manufacturing a chemically active filter element.
В заявляемом химически активном фильтрующем элементе, содержащем химически активный материал в виде порошка или гранул, распределенный по каркасу из пористого инертного металлического носителя, размещенного в пористой оболочке, новым является то, что химически активный материал состоит из вещества, способного изменять объем твердой фазы за время эксплуатации, пористый инертный металлический носитель выполнен из витой металлической проволоки с демпфирующими свойствами, при этом расстояние между соседними витками проволоки не превышает минимальный размер частиц порошка или гранул химически активного материала, а химически активный материал равномерно распределен по площади поперечного сечения каркаса из пористого инертного носителя.In the inventive chemically active filter element containing a chemically active material in the form of powder or granules distributed over a skeleton of a porous inert metal carrier housed in a porous shell, it is new that the chemically active material consists of a substance capable of changing the volume of the solid phase over time operation, the porous inert metal carrier is made of twisted metal wire with damping properties, while the distance between adjacent turns of wire is not greater is the minimum size of the powder particles or granules of the reactive material and the reactive material is distributed uniformly over the cross-sectional area of the carcass of a porous inert carrier.
В заявляемом способе изготовления химически активного фильтрующего элемента, заключающемся в перемешивании химически активного материала с инертным по отношению к нему компонентом, формировании смеси активного материала и инертного компонента, внедрении смеси под воздействием нагрузки в каркас пористого инертного металлического носителя, помещенного в пористую инертную оболочку, с последующим удалением инертного компонента, новым является то, что перемешивание химически активного материала с инертным компонентом осуществляют до получения однородной смеси и формируют ее в виде твердой заготовки, а полученную заготовку в пористой инертной оболочке располагают между слоями пористого инертного металлического носителя.In the inventive method of manufacturing a chemically active filter element, which consists in mixing a chemically active material with an inert component with respect to it, forming a mixture of the active material and an inert component, introducing the mixture under the influence of a load into the frame of a porous inert metal carrier placed in a porous inert shell, with the subsequent removal of the inert component, new is that the mixing of the reactive material with the inert component is carried out to Acquiring uniform mixture and form it into a solid preform and the resultant preform in an inert porous shell is disposed between layers of inert porous metal support.
Обеспечение стабильности свойств и химической активности фильтрующего элемента достигается тем, что витая металлическая проволока с расстоянием между витками, не превышающими минимальный размер частиц или гранул химически активного материала, обладает пружинящими свойствами и демпфирует изменение размера частиц активного материала при изменении его объема в процессе эксплуатации. При этом сохраняется пористость и проницаемость фильтрующего элемента, а частицы или гранулы химически активного материала сохраняют свою целостность, форму и удельную поверхность, что способствует увеличению срока службы фильтрующего элемента.Ensuring the stability of the properties and chemical activity of the filter element is achieved by the fact that a twisted metal wire with a distance between the turns not exceeding the minimum particle size or granule of a chemically active material has spring properties and dampens the change in particle size of the active material when its volume changes during operation. At the same time, the porosity and permeability of the filter element is preserved, and the particles or granules of the reactive material retain their integrity, shape and specific surface area, which helps to increase the service life of the filter element.
Снижение затрат на эксплуатацию фильтрующего элемента обеспечивается возможностью максимально полного извлечения химически активного материала по окончании срока службы для его последующей регенерации. Этот результат обеспечивается тем, что в качестве пористого инертного металлического носителя используется витая металлическая проволока, что позволяет распутать структуру каркаса из пористого металлического носителя и извлечь дорогостоящий химически активный материал.Reducing the operating costs of the filter element is ensured by the possibility of the most complete extraction of the reactive material at the end of its service life for its subsequent regeneration. This result is ensured by the fact that a twisted metal wire is used as the porous inert metal carrier, which allows you to unravel the structure of the frame from the porous metal carrier and remove expensive chemically active material.
Равномерное распределение активного материала по площади поперечного сечения фильтрующего элемента за счет создания однородной смеси активного материала и вспомогательного инертного компонента, а также слоистой структуры фильтрующего элемента в направлении, перпендикулярном потоку газового или жидкого реагента, исключает «проскок» реагента без контакта с химически активным материалом, что, в свою очередь, также обеспечивает стабильность химической активности фильтрующего элемента.The uniform distribution of the active material over the cross-sectional area of the filter element due to the creation of a homogeneous mixture of the active material and auxiliary inert component, as well as the layered structure of the filter element in the direction perpendicular to the flow of a gas or liquid reagent, eliminates the “leakage” of the reagent without contact with chemically active material, which, in turn, also ensures the stability of the chemical activity of the filter element.
Равномерное распределение активного материала по площади поперечного сечения и по объему фильтрующего элемента также обеспечивается соблюдением расстояния между витками металлической проволоки, не превышающего минимальный размер частиц или гранул химически активного материала. Это исключает возможность перемещения частиц активного материала между витками металлической проволоки и положительно сказывается на обеспечении стабильности свойств фильтрующего элемента.The uniform distribution of the active material over the cross-sectional area and the volume of the filter element is also ensured by observing the distance between the turns of the metal wire, not exceeding the minimum particle size or granule of the reactive material. This eliminates the possibility of moving particles of the active material between the turns of the metal wire and has a positive effect on ensuring the stability of the properties of the filter element.
На фиг. 1 представлено схематичное изображение варианта конструкции химически активного фильтрующего элемента.In FIG. 1 is a schematic illustration of a design variant of a chemically active filter element.
На фиг. 2 приведена схема технологической сборки химически активного фильтрующего элемента.In FIG. 2 shows a diagram of the technological assembly of a chemically active filter element.
Предлагаемый химически активный фильтрующий элемент (фиг. 1) состоит из следующих составных частей. Частицы или гранулы химически активного материала 1 распределены в каркасе из пористого инертного металлического носителя 2 в виде уплотненной витой проволоки, заключенного в пористую инертную оболочку в виде металлических сеток 3 (с торцов) и металлической обечайки с отверстиями 4 (по боковой поверхности).The proposed chemically active filter element (Fig. 1) consists of the following components. Particles or granules of the
При изготовлении химически активного фильтрующего элемента (фиг. 2) внутри пористой инертной оболочки из сеток 3 и обечайки 4 слоями размещается пористый инертный металлический носитель 2 из витой металлической проволоки, твердая заготовка из однородной смеси частиц химически активного материала 1 и вспомогательного инертного компонента 5. Как вариант, между каждым набором слоев из двух частей пористого носителя 2 и одной заготовки с активным материалом 1, заключенным между ними, может помещаться металлическая сетка, аналогичная позиции 3 (не показана), которая призвана облегчить разделение слоев при разборке фильтрующего элемента и извлечения химически активного материала. Количество слоев выбирается исходя из особенностей проводимого технологического процесса, конструкции и параметров химического аппарата насадочного типа, в котором используется предлагаемый фильтрующий элемент. При изготовлении фильтрующего элемента используется дополнительная оснастка, например, в виде матрицы 7 и поддона 8 с технологическими отверстиями, служащими для выхода инертного вспомогательного компонента при внедрении заготовки в объем пористого носителя и термической обработки под нагрузкой, создаваемой пуансоном (грузом) 6.In the manufacture of a chemically active filter element (Fig. 2), a porous
Заявляемый химически активный фильтрующий элемент в качестве насадки в составе химического аппарата (например, типа ионообменной колонны) работает следующим образом. Жидкий или газовый реагент подается в аппарат и поступает с одного из торцов пористой оболочки 3, 4 внутрь фильтрующего элемента. При соприкосновении реагента с поверхностью частиц химически активного материала 1 происходит целевая химическая реакция. Далее реагент, обогащенный продуктом реакции, находящемся в том же фазовом состоянии, что и исходный реагент, поступает в следующий аналогичный фильтрующий элемент (при необходимости).The inventive chemically active filter element as a nozzle in a chemical apparatus (for example, such as an ion exchange column) operates as follows. A liquid or gas reagent is supplied to the apparatus and enters from one of the ends of the
Исходный реагент при контакте с химически активным материалом претерпевает изменение в результате целевой химической реакции и еще больше обогащается продуктом реакции. Процесс повторяется на остальных фильтрующих элементах - насадках. На выходе из аппарата получается конечный целевой продукт, например, смесь исходного реагента, обогащенный продуктом реакции в нужном соотношении или чистый продукт целевой химической реакции.Upon contact with a chemically active material, the starting reagent undergoes a change as a result of the target chemical reaction and is further enriched in the reaction product. The process is repeated on the remaining filter elements - nozzles. At the exit from the apparatus, the final target product is obtained, for example, a mixture of the starting reagent enriched with the reaction product in the desired ratio or a pure product of the target chemical reaction.
Заявляемые конструкция химически активного фильтрующего элемента и способ его изготовления были реализованы на следующих примерах.The inventive design of a chemically active filter element and its manufacturing method were implemented in the following examples.
Пример. 1. Для обеспечения равномерного распределения активного элемента по площади поперечного сечения при малом его содержании (менее 5 об. %) порошок химически активного материала 1, например, циркония электролитического с размером частиц от 100 до 400 мкм, перемешивался с инертным по отношению к нему и легко возгоняющимся веществом 5 хлоридом алюминия квалификации «осч» (особо чистый) до однородного состояния. Об однородности смеси судили по параметрам разброса содержания химических элементов в разных участках пробы смеси, определяемым по данным рентгеновского спектрального микроанализа. Полученная однородная смесь прессовалась в виде таблетки диаметром 31 мм и высотой 5 мм до относительной плотности 0,7-0,8. На дно с отверстием обечайки с прорезями 4, выполненной из нержавеющей стали 12Х18Н10Т, укладывались две металлические сетки 3 из стали ЭИ 708А-ВИ саржевого плетения по ГОСТ 6613-86 с размером ячеек 40 мкм. На сетки 3 укладывались четыре слоя витой проволоки 2 из стали ЭИ 708А-ВИ с расстоянием между витками, не превышающим 100 мкм, которые были предварительно сформированы в виде круглой заготовки. На слой витой проволоки укладывалась спрессованная таблетка из химически активного материала (циркония) 1 и вспомогательного инертного вещества (хлорида алюминия) 5. Затем укладывалась следующая заготовка из уложенной в круг витой проволоки. Всего в сборке было четыре слоя из спрессованных таблеток, размещенных между пятью слоями заготовок из витой проволоки. Сверху на последний слой витой проволоки укладывались две сетки 3. После этого вся технологическая сборка помещалась в матрицу 7, установленную на поддон 8 с отверстиями, и сверху на сетку устанавливался пуансон 6, создающий вертикальную нагрузку Р. Сборка помещалась в герметичный аппарат, проводилось вакуумирование до остаточного давления 10-1-10-2 мм рт. ст., а затем проводился нагрев и выдержка при температуре 180±5°C в течение 2-4 часов с целью возгонки и удаления вспомогательного вещества - хлорида алюминия. Под действием вертикальной нагрузки Р, создаваемой силой тяжести пуансона 6, по мере удаления вспомогательного вещества 5 частицы порошка активного материала 1 равномерно по всей площади поперечного сечения заполняют пустоты в проволочном каркасе 2.Example. 1. To ensure uniform distribution of the active element over the cross-sectional area at a low content (less than 5 vol.%), The powder of a chemically
После проведения операции удаления вспомогательного вещества 3 при необходимости производится дополнительное уплотнение сборки до нужной высоты за счет создания нагрузки на пуансон 6. Уплотненная сборка выпрессовывается, концы разрезной втулки 4 обжимаются для придания готовому фильтрующему элементу связности и прочности.After the operation to remove the
Пример 2. Полностью аналогичен примеру 1 за исключением того, что в качестве химически активного материала 1 использовался мелкий порошок титана по ТУ 1715-036-07623615-2004 марки А с размером частиц менее 40 мкм. Для исключения его просыпания вниз в готовом фильтрующем элементе уменьшено расстояние между витками проволоки из стали ЭИ 708А-ВИ, использующейся в качестве пористого каркаса 2, до 20-40 мкм. Кроме того, уменьшен размер сеток 3 до 20 мкм и увеличено их количество до 4 штук сверху и снизу. Порошок титана, как и порошок циркония активны по отношению к кислороду воздуха и влаге, а при температурах выше 300°C - и по отношению к азоту. В связи с этим химически активный фильтрующий элемент используется в качестве геттера агрессивных газов и паров, например, при дополнительной очистке и осушке инертных газов. При этом чем выше дисперсность химически активного материала, тем выше его реакционная способность (химическая активность).Example 2. It is completely similar to example 1 except that as a chemically
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014134292/05A RU2573013C1 (en) | 2014-08-21 | 2014-08-21 | Chemically active filter element and method of making same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014134292/05A RU2573013C1 (en) | 2014-08-21 | 2014-08-21 | Chemically active filter element and method of making same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2573013C1 true RU2573013C1 (en) | 2016-01-20 |
Family
ID=55087093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014134292/05A RU2573013C1 (en) | 2014-08-21 | 2014-08-21 | Chemically active filter element and method of making same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2573013C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030007904A1 (en) * | 1998-07-27 | 2003-01-09 | Tonkovich Anna Lee Y. | Catalyst, method of making, and reactions using the catalyst |
RU2383389C1 (en) * | 2008-12-03 | 2010-03-10 | Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) | Catalyst head element, preparation method thereof (versions) and method of carrying out catalytic exothermal reactions |
RU96028U1 (en) * | 2008-10-13 | 2010-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | MEMBRANE FILTERING ELEMENT FOR CLEANING LIQUID AND STEAM-GAS MEDIA |
RU2489210C1 (en) * | 2012-08-07 | 2013-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук | Element of catalytic bed (versions) and method of implementing exothermic catalytic reactions |
-
2014
- 2014-08-21 RU RU2014134292/05A patent/RU2573013C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030007904A1 (en) * | 1998-07-27 | 2003-01-09 | Tonkovich Anna Lee Y. | Catalyst, method of making, and reactions using the catalyst |
RU96028U1 (en) * | 2008-10-13 | 2010-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | MEMBRANE FILTERING ELEMENT FOR CLEANING LIQUID AND STEAM-GAS MEDIA |
RU2383389C1 (en) * | 2008-12-03 | 2010-03-10 | Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) | Catalyst head element, preparation method thereof (versions) and method of carrying out catalytic exothermal reactions |
RU2489210C1 (en) * | 2012-08-07 | 2013-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук | Element of catalytic bed (versions) and method of implementing exothermic catalytic reactions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103769238B (en) | Preparation method of porous material and catalyst | |
US8158087B2 (en) | Coated microstructure and method of manufacture | |
US20080193367A1 (en) | Method for Selectively Producing Ordered Carbon Nanotubes | |
RU2726648C1 (en) | Fission product getter | |
CA2608110A1 (en) | Titanium powder sintered compact | |
CN104437473B (en) | Thin shell type catalyst and preparation method thereof | |
CN105531241A (en) | Method for producing a porous carbon product | |
KR20010072950A (en) | Porous structures and methods and apparatus for forming porous structures | |
KR20220068221A (en) | Metal foam supported catalyst and method for preparing same | |
CN106914249B (en) | Residuum hydrogenating and metal-eliminating catalyst and preparation method thereof | |
RU2573013C1 (en) | Chemically active filter element and method of making same | |
WO2006125648A2 (en) | Device and method for coating substrates with catalytically active materials | |
US10449520B2 (en) | Porous bodies with enhanced crush strength | |
DE10208711B4 (en) | Ceramic packing element | |
US3965010A (en) | Metal filter for melt spinning packs | |
RU2489210C1 (en) | Element of catalytic bed (versions) and method of implementing exothermic catalytic reactions | |
CN111432961A (en) | Method for producing open-porous molded bodies made of metal and molded body produced using said method | |
CN110114143B (en) | Porous molded article and catalyst for dimerization of alpha-olefin | |
JP2020528345A (en) | Catalytic reactor containing fibrous catalytic particle support | |
KR102612696B1 (en) | Method for producing an open pore molded body formed of metal with a modified surface and a molded body manufactured using the method | |
KR20140010363A (en) | Catalyst system, comprising catalyst pellets and diluent beads with predefined dimensions and physicochemical properties | |
US3378365A (en) | Process for the production of porous metals | |
RU2407817C2 (en) | Method of production of porous titanium | |
RU2383389C1 (en) | Catalyst head element, preparation method thereof (versions) and method of carrying out catalytic exothermal reactions | |
KR20130042878A (en) | Catalyst for reforming of hydrocarbon to syngas and preparation method thereof |