RU96028U1 - MEMBRANE FILTERING ELEMENT FOR CLEANING LIQUID AND STEAM-GAS MEDIA - Google Patents
MEMBRANE FILTERING ELEMENT FOR CLEANING LIQUID AND STEAM-GAS MEDIA Download PDFInfo
- Publication number
- RU96028U1 RU96028U1 RU2008140202/22U RU2008140202U RU96028U1 RU 96028 U1 RU96028 U1 RU 96028U1 RU 2008140202/22 U RU2008140202/22 U RU 2008140202/22U RU 2008140202 U RU2008140202 U RU 2008140202U RU 96028 U1 RU96028 U1 RU 96028U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membrane
- filter element
- element according
- hollow porous
- filter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
1. Мембранный фильтрующий элемент для очистки жидких и парогазовых сред, состоящий из полого пористого цилиндра, первого и второго адаптеров, присоединенных к торцам полого пористого цилиндра, первой фильтрующей мембраны, сформированной на внешней поверхности полого пористого цилиндра и выполненной из металла, сплава или нержавеющей стали, причем эквивалентный диаметр сквозных пор полого пористого цилиндра больше эквивалентного диаметра сквозных пор первой фильтрующей мембраны, отличающийся тем, что на наружной поверхности первой фильтрующей мембраны сформирована вторая фильтрующая мембрана, выполненная из керамического материала. ! 2. Мембранный фильтрующий элемент по п.1, отличающийся тем, что первая фильтрующая мембрана выполнена из металла, например из титана, циркония, хрома, никеля или алюминия. ! 3. Мембранный фильтрующий элемент по п.1, отличающийся тем, что в качестве керамического материала используют нитрид алюминия, нитриды, оксиды или карбиды хрома, титана или циркония. ! 4. Мембранный фильтрующий элемент по п.1, отличающийся тем, что керамический материал имеет удельное сопротивление 0,03-0,85 МОм и эквивалентный диаметр сквозных пор 0,05-0,15 мкм. ! 5. Мембранный фильтрующий элемент по п.1, отличающийся тем, что пористость первой и второй фильтрующих мембран составляет соответственно 15-20 об.% и 7-13 об.%. ! 6. Мембранный фильтрующий элемент по п.1, отличающийся тем, что первая и вторая фильтрующие мембраны имеют наноструктуру с линейным размером субзерен 10-15 нм. ! 7. Мембранный фильтрующий элемент по п.1, отличающийся тем, что суммарная толщина первой и второй фильтрующих мембран составляет 7-15 мкм, а отношение 1. Membrane filter element for cleaning liquid and gas-vapor media, consisting of a hollow porous cylinder, first and second adapters attached to the ends of the hollow porous cylinder, the first filter membrane formed on the outer surface of the hollow porous cylinder and made of metal, alloy or stainless steel moreover, the equivalent diameter of the through pores of the hollow porous cylinder is greater than the equivalent diameter of the through pores of the first filtering membrane, characterized in that on the outer surface of the first phi truyuschey membrane formed second filter membrane made of ceramic material. ! 2. The membrane filter element according to claim 1, characterized in that the first filter membrane is made of metal, for example titanium, zirconium, chromium, nickel or aluminum. ! 3. The membrane filter element according to claim 1, characterized in that the ceramic material is aluminum nitride, nitrides, oxides or carbides of chromium, titanium or zirconium. ! 4. The membrane filter element according to claim 1, characterized in that the ceramic material has a specific resistance of 0.03-0.85 MΩ and an equivalent diameter of through pores of 0.05-0.15 μm. ! 5. The membrane filter element according to claim 1, characterized in that the porosity of the first and second filter membranes is 15-20 vol.% And 7-13 vol.%, Respectively. ! 6. The membrane filter element according to claim 1, characterized in that the first and second filter membranes have a nanostructure with a linear subgrain size of 10-15 nm. ! 7. The membrane filter element according to claim 1, characterized in that the total thickness of the first and second filter membranes is 7-15 microns, and the ratio
Description
Изобретение относится к фильтрующим элементам, предназначенным для очистки жидкостей и газов, в том числе пара, в диапазоне температур от 20°С до 250°С.The invention relates to filter elements intended for the purification of liquids and gases, including steam, in the temperature range from 20 ° C to 250 ° C.
Известен фильтрующий элемент, состоящий из органической пористой подложки с нанесенной на ее поверхность фильтрующей мембраной, выполненной из одного из металлов Ti, Zr, Hf, Cr, Al, Ni и нержавеющей стали, либо их оксинитридов, либо их нитридов, имеющей низкую адгезию к осадкам очищаемой среды [Патент на изобретение РФ №2148679 «Фильтрующий элемент и способ его изготовления », МКИ С23С 14/20, опубл. 10.05.2000]. При этом диаметр пор органической пористой подложки больше диаметра пор фильтрующей мембраны, а толщина фильтрующей мембраны составляет 7-12 мкм.Known filter element, consisting of an organic porous substrate with a filter membrane deposited on its surface, made of one of the metals Ti, Zr, Hf, Cr, Al, Ni and stainless steel, or their oxynitrides or their nitrides, having low adhesion to precipitation cleaned medium [Patent for the invention of the Russian Federation No. 2148679 "Filter element and method for its manufacture", MKI C23C 14/20, publ. 05/10/2000]. Moreover, the pore diameter of the organic porous substrate is larger than the pore diameter of the filter membrane, and the thickness of the filter membrane is 7-12 microns.
Недостатками известного устройства является:The disadvantages of the known device is:
- относительно низкая температура его эксплуатации (при нагревании до 70-80°С органическая подложка начинает размягчаться);- relatively low operating temperature (when heated to 70-80 ° C, the organic substrate begins to soften);
- относительно низкое давление фильтрации жидкой или газовой среды (не более 0,50-0,55 МПа), т.к. при более высоком давлении фильтрации происходит разрыв или макродеформация органической подложки.- relatively low filtering pressure of a liquid or gas medium (not more than 0.50-0.55 MPa), because at higher filtration pressures, rupture or macrodeformation of the organic substrate occurs.
Известен углеродный фильтрующий материал, содержащий волокно из углерода с нанесенными на поверхность волокон либо одного слоя покрытия из карбида кремния, либо слоя из карбида титана, либо их смеси, либо двумя слоями с общей толщиной слоя 100 - 500 нм [Патент РФ на изобретение №2155629 «Углеродный фильтрующий материал». МКИ7 В01D 39/06, опубл. 10.09.2000 г.].Known carbon filter material containing carbon fiber with deposited on the surface of the fibers or one layer of a coating of silicon carbide, or a layer of titanium carbide, or a mixture thereof, or two layers with a total layer thickness of 100 to 500 nm [RF Patent for the invention No. 2155629 "Carbon filter material." MKI7 B01D 39/06, publ. September 10, 2000].
Недостатком известного фильтрующего материала является низкая пластичность углеродного фильтрующего материала. При больших скоростях и давлениях фильтрации происходит разрушение углеродных волокон, наблюдается их осыпание и попадание ультрадисперсного порошка в очищаемую среду.A disadvantage of the known filter material is the low ductility of the carbon filter material. At high filtration speeds and pressures, carbon fibers are destroyed, they are shed and ultrafine powder enters the cleaned medium.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является фильтроэлемент выполненный из порошкового металлического материала методом порошковой металлургии, например из титана и (или) его сплавов [Свидетельство на полезную модель РФ №27498 «Фильтр». Опубликовано 10.02.2003].The closest in technical essence to the claimed technical solution is a filter element made of powder metal material by powder metallurgy, for example, titanium and (or) its alloys [Certificate for useful model of the Russian Federation No. 27498 "Filter". Published 02/10/2003].
Известный элемент тонкой очистки выполнен из измельченной титановой стружки и/или отходов титана и его сплавов. Конструкция и материал фильтроэлемента позволяет проводить очистку различных жидкостей (пищевых, технических, агрессивных и др.), парожидкостных, газо-воздушных сред при температурах до 250°С и выше, однако, он не обеспечивают очистку среды в режиме ультрафильтрации, не может быть использован для удаления из очищаемой жидкости растворенных примесейKnown element of fine cleaning is made of crushed titanium chips and / or waste titanium and its alloys. The design and material of the filter element allows for the cleaning of various liquids (food, technical, aggressive, etc.), vapor-liquid, gas-air media at temperatures up to 250 ° C and above, however, it does not provide cleaning of the medium in ultrafiltration mode, cannot be used to remove dissolved impurities from the liquid being cleaned
- ионов, а также в нем использован принцип объемной фильтрации.- ions, and also it uses the principle of volumetric filtration.
Недостатками известного технического решения являются:The disadvantages of the known technical solutions are:
- относительно быстрое забивание фильтроэлемента, существенно уменьшающее эксплуатационный ресурс и требующее применения интенсивных методов восстановления (регенерации) его работоспособности;- relatively fast clogging of the filter element, significantly reducing the operational resource and requiring the use of intensive methods of restoration (regeneration) of its performance;
- ограниченное число регенераций фильтроэлемента.- a limited number of regenerations of the filter element.
Предложенное техническое решение позволяет исключить указанные недостатки, а именно, исключить забивание фильтроэлемента и увеличить число его регенераций.The proposed technical solution allows to eliminate these drawbacks, namely, to exclude clogging of the filter element and increase the number of its regenerations.
Технический результат состоит в увеличении эксплуатационного ресурса мембранного фильтрующего элемента и расширить его функциональные возможности.The technical result consists in increasing the operational life of the membrane filter element and expanding its functionality.
Для исключения указанных недостатков в мембранном фильтрующем элементе для очистки жидких и парогазовых сред, состоящем из полого пористого цилиндра, первого и второго адаптеров, присоединенных к торцам полого пористого цилиндра, первой фильтрующей мембраны, сформированной на внешней поверхности полого пористого цилиндра и выполненной из металла, сплава или нержавеющей стали, причем эквивалентный диаметр сквозных пор полого пористого цилиндра больше эквивалентного диаметра сквозных пор первой фильтрующей мембраны, предлагается на наружной поверхности первой фильтрующей мембраны сформировать вторую фильтрующую мембрану, выполненную из керамического материала.To eliminate these drawbacks, a membrane filter element for cleaning liquid and vapor-gas media consisting of a hollow porous cylinder, first and second adapters attached to the ends of the hollow porous cylinder, the first filter membrane formed on the outer surface of the hollow porous cylinder and made of metal, alloy or stainless steel, and the equivalent diameter of the through pores of the hollow porous cylinder is greater than the equivalent diameter of the through pores of the first filter membrane, aruzhnoy surface of the first filter membrane to form a second filter membrane made of ceramic material.
В частных случаях выполнения мембранного фильтрующего элемента предлагается:In special cases, the implementation of the membrane filter element is proposed:
- первую фильтрующую мембрану выполнить из металла, например, из титана, циркония, хрома, никеля или алюминия;- the first filtering membrane is made of metal, for example, titanium, zirconium, chromium, nickel or aluminum;
- в качестве керамического материала используют нитрид алюминия, нитриды, оксиды или карбиды хрома, титана или циркония;- aluminum nitride, nitrides, oxides or carbides of chromium, titanium or zirconium are used as ceramic material;
- керамический материал использовать с удельным сопротивлением 0,03-0,85 МОм и эквивалентным диаметром сквозных пор 0,05-0,15 мкм;- use ceramic material with a specific resistance of 0.03-0.85 MΩ and an equivalent diameter of through pores of 0.05-0.15 μm;
- пористость первой и второй фильтрующих мембран обеспечить соответственно 15-20 об.% и 7-13 об.%;- the porosity of the first and second filtering membranes to provide respectively 15-20 vol.% and 7-13 vol.%;
- в первой и второй фильтрующих мембранах использовать наноструктуру с линейным размером субзерен 10-15 нм;- use a nanostructure with a linear subgrain size of 10-15 nm in the first and second filtering membranes;
- суммарную толщину первой и второй фильтрующих мембран обеспечить равной 7- the total thickness of the first and second filter membranes is equal to 7
- 15 мкм, а отношение толщин первой и второй фильтрующих мембран - 0,5-0,7;- 15 μm, and the ratio of the thicknesses of the first and second filtering membranes is 0.5-0.7;
- стенку полого пористого цилиндра выполнить с толщиной 1,0-3,0 мм, со средним диаметром сквозных пор 2-3 мкм и с объемной открытой пористостью - 45-55 об.%;- the wall of the hollow porous cylinder is made with a thickness of 1.0-3.0 mm, with an average diameter of through pores of 2-3 microns and with an open volume porosity of 45-55 vol.%;
- второй адаптер выполнить в виде конуса с углом раскрытия равным 100-120°.- the second adapter is made in the form of a cone with an opening angle equal to 100-120 °.
Новым техническим результатом является многофункциональный, высоко производительный фильтрующий элемент, обеспечивающий эффективность процесса фильтрации различных сред химического и фазового состава: жидких, водных, газообразных, парообразных, газо-жидкостных в том числе химически агрессивных, с температурой до 250°С. Степень очистки фильтрующего элемента составляет от всех типов загрязнений 99,6-99,9%. Технический результат достигается значительным увеличением тонкости фильтрации, за счет создания наноструктуры мембраны и увеличения поверхности фильтроэлемента за счет высокой пористости фильтрующих мембран.A new technical result is a multifunctional, high-performance filter element that ensures the efficiency of the filtration process of various media of chemical and phase composition: liquid, aqueous, gaseous, vaporous, gas-liquid including chemically aggressive, with temperatures up to 250 ° C. The degree of purification of the filter element is 99.6-99.9% of all types of pollution. The technical result is achieved by a significant increase in the fineness of filtration due to the creation of a nanostructure of the membrane and an increase in the surface of the filter element due to the high porosity of the filtering membranes.
Сущность изобретения поясняется на фигуре, на которой представлено продольноеThe invention is illustrated in the figure, which shows a longitudinal
осевое сечение мембранного фильтрующего элемента для очистки жидких и парогазовых сред. На фигуре приняты следующие обозначения: 1 - вторая фильтрующая мембрана; 2 - второй адаптер; 3 - первая фильтрующая мембрана; 4 - первый адаптер; 5 - полый пористый цилиндр.axial section of a membrane filter element for cleaning liquid and gas-vapor media. The following notation is used in the figure: 1 - second filtering membrane; 2 - second adapter; 3 - the first filtering membrane; 4 - the first adapter; 5 - hollow porous cylinder.
Мембранный фильтрующий элемент для очистки жидких и парогазовых сред состоит из полого пористого цилиндра 5, первого 4 и второго 2 адаптеров, первой 3 и второй 1 фильтрующих мембран.The membrane filter element for cleaning liquid and vapor-gas media consists of a hollow porous cylinder 5, the first 4 and second 2 adapters, the first 3 and second 1 filter membranes.
Первый 4 и второй 2 адаптеры присоединены к торцам полого пористого цилиндра 5.The first 4 and second 2 adapters are attached to the ends of the hollow porous cylinder 5.
Первая фильтрующая мембрана 3 сформирована на внешней поверхности полого пористого цилиндра 5 и выполнена из металла. Например, в первой фильтрующей мембране 3 использованы титан, цирконий, хром, никель или алюминий. Перечисленные металлы в процессе формирования первой фильтрующей мембраны образуют максимально однородную структуру по объемной открытой пористости.The first filtering membrane 3 is formed on the outer surface of the hollow porous cylinder 5 and is made of metal. For example, titanium, zirconium, chromium, nickel or aluminum are used in the first filtering membrane 3. The listed metals in the process of forming the first filtering membrane form the most uniform structure in terms of volumetric open porosity.
Эквивалентный диаметр сквозных пор полого пористого цилиндра 5 больше эквивалентного диаметра сквозных пор первой фильтрующей мембраны 3. Первая фильтрующая мембрана выполняет функцию промежуточного слоя, чтобы создать условия для формирования второй фильтрующей мембраны с заданным эквивалентным диаметром сквозных пор.The equivalent diameter of the through pores of the hollow porous cylinder 5 is greater than the equivalent diameter of the through pores of the first filtering membrane 3. The first filtering membrane acts as an intermediate layer to create conditions for the formation of a second filtering membrane with a given equivalent diameter of the through pores.
На наружной поверхности первой фильтрующей мембраны 3 сформирована вторая фильтрующая мембрана 1. Вторая фильтрующая мембрана 1 выполнена из керамического материала. В частности, во второй фильтрующей мембране 1 в качестве керамического материала используют нитрид алюминия, нитриды, оксиды или карбиды хрома, титана или циркония. Керамический материал имеет удельное сопротивление 0,03-0,85 МОм и эквивалентный диаметр сквозных пор 0,05-0,15 мкм. Диапазон удельного сопротивления 0,03-0,85 МОм второй фильтрующей мембраны 1 вытекает из условия заданного эксплуатационного ресурса мембранного фильтрующего элемента в целом. Значения удельного сопротивления меньше 0,03 МОм недопустимы, т.к. в составе второй фильтрующей мембраны 1 будет присутствовать в основном металлическая фаза, которая имеет низкую коррозионную стойкость в парогазовых средах. Если задавать удельное сопротивления больше 0,85 МОм, то в процессе формирования второй фильтрующей мембраны 1 возникает 100% брак, т.к. мембрана растрескивается. Эффективность очистки жидких и парогазовых сред становится недопустимо низкой (30-40% и ниже).On the outer surface of the first filter membrane 3, a second filter membrane 1 is formed. The second filter membrane 1 is made of ceramic material. In particular, in the second filtering membrane 1, aluminum nitride, nitrides, oxides or carbides of chromium, titanium or zirconium are used as ceramic material. Ceramic material has a specific resistance of 0.03-0.85 MΩ and an equivalent diameter of through pores of 0.05-0.15 μm. The range of specific resistance of 0.03-0.85 MΩ of the second filtering membrane 1 follows from the conditions of a given operational resource of the membrane filtering element as a whole. Values of specific resistance less than 0.03 megohms are not allowed, because in the composition of the second filtering membrane 1 will be present mainly a metal phase, which has a low corrosion resistance in gas-vapor environments. If you set the specific resistance greater than 0.85 MΩ, then in the process of forming the second filtering membrane 1, 100% rejection occurs, because the membrane is cracking. The efficiency of cleaning liquid and gas-vapor media becomes unacceptably low (30-40% and below).
Пористость первой 3 и второй 1 фильтрующих мембран составляет соответственно 15-20 об.% и 7-13 об.%. Пористость первой фильтрующей мембраны 3 и второй фильтрующей мембраны 1 не должна выходить из суммарного интервала значений 7-20 об.%. Значения пористости меньше, чем 7 об.%, недопустимы, т.к. это приводит к резкому повышению перепада давления фильтрации по сечению мембран. В свою очередь для сброса осадков (регенерации) со второй фильтрующей мембраны 1 требуется еще более высокий перепад давления по ее сечению. В этом случае число регенераций второй фильтрующей мембраны 1 сокращается в разы и, следовательно, сокращается в разы эксплуатационный ресурс мембранного фильтроэлемента в целом.The porosity of the first 3 and second 1 filter membranes is respectively 15-20 vol.% And 7-13 vol.%. The porosity of the first filtering membrane 3 and the second filtering membrane 1 should not leave the total range of 7-20 vol.%. Porosity values less than 7 vol.% Are not allowed, because this leads to a sharp increase in the pressure drop across the cross section of the membranes. In turn, for the discharge of precipitation (regeneration) from the second filtering membrane 1, an even higher pressure drop over its cross section is required. In this case, the number of regenerations of the second filtering membrane 1 is reduced by several times and, therefore, the operating life of the membrane filter element as a whole is reduced by several times.
Первая 3 и вторая 1 фильтрующие мембраны имеют наноструктуру с линейным размером субзерен 10-15 нм, их суммарная толщина первой и второй фильтрующих мембран составляет 7-15 мкм, а отношение толщин первой 3 и второй 1 фильтрующих мембран равно 0,5-0,7. Первая 3 и вторая 1 фильтрующие мембраны имеют высокоразвитую поверхность границ (нанощелей) субзерен, т.к. формирование первой 3 и второй 1 фильтрующих мембран сопровождается образованием структуры наноразмерного масштаба. Через нанощели фильтруемая среда легко проникает в полый пористый цилиндр 5 при перепаде давления на первой 3 и второй 1 мембранах большем 0,5 атм.The first 3 and second 1 filter membranes have a nanostructure with a linear subgrain size of 10-15 nm, their total thickness of the first and second filter membranes is 7-15 μm, and the ratio of the thicknesses of the first 3 and second 1 filter membranes is 0.5-0.7 . The first 3 and second 1 filtering membranes have a highly developed surface of the boundaries (nanogaps) of subgrains, since the formation of the first 3 and second 1 filter membranes is accompanied by the formation of a nanoscale structure. Filtered medium easily penetrates through the nanogaps into the hollow porous cylinder 5 with a pressure drop across the first 3 and second 1 membranes greater than 0.5 atm.
Стенка полого пористого цилиндра 5 имеет толщину 1,0-3,0 мм, средний диаметр сквозных пор 2-3 мкм и объемную открытую пористость 45-55 об.%. Меньше 1,0 мм стенка полого пористого цилиндра 5 не может быть, т.к. она в процессе очистки жидкости или парогазовой вибрирует, и вторая фильтрующая мембрана трескается и частично осыпается с ее поверхности. Больше 3,0 мм стенка полого пористого цилиндра 5 также не может быть в силу того, технология изготовления мембранного фильтроэлемента сильно усложняется, возрастает также стоимость его.The wall of the hollow porous cylinder 5 has a thickness of 1.0-3.0 mm, an average diameter of through pores of 2-3 microns and a volumetric open porosity of 45-55 vol.%. The wall of the hollow porous cylinder 5 cannot be smaller than 1.0 mm, because it vibrates during the cleaning of the liquid or gas-vapor, and the second filtering membrane crackes and partially crumbles from its surface. More than 3.0 mm, the wall of the hollow porous cylinder 5 also cannot be due to the fact that the manufacturing technology of the membrane filter element is greatly complicated, its cost also increases.
Первый адаптер 4 предназначен для герметичного соединения мембранного фильтрующего элемента с фильтром.The first adapter 4 is designed for tight connection of the membrane filter element with a filter.
Второй адаптер 2 выполнен в виде конуса с углом раскрытия равным 100-120°. Он выполняет функцию рассекателя на входе фильтруемой среды в полый пористый элемент 5 и обеспечивает равномерность ее распределения вокруг мембранного фильтрующего элемента. Отклонение в любую сторону от интервала допустимых значений угла раскрытия конуса 100-120° приводит к турбулизации потока очищаемой среды и, следовательно, к снижению скорости мембранной очистки жидкости или парогазовых сред.The second adapter 2 is made in the form of a cone with an opening angle of 100-120 °. It performs the function of a divider at the entrance of the filtered medium into the hollow porous element 5 and ensures the uniformity of its distribution around the membrane filter element. Deviation in any direction from the interval of acceptable values of the cone opening angle of 100-120 ° leads to turbulization of the flow of the medium to be cleaned and, therefore, to a decrease in the rate of membrane cleaning of the liquid or vapor-gas media.
Фильтрующий элемент обеспечивает фильтрацию различных сред химического и фазового состава: водных, газообразных, парообразных, в том числе химически агрессивных, с температурой до 250°С. Степень очистки фильтрующего элемента составляет 99,6%.The filter element provides filtration of various media of chemical and phase composition: water, gaseous, vaporous, including chemically aggressive, with temperatures up to 250 ° C. The degree of purification of the filter element is 99.6%.
Благодаря выполнению второй фильтрующей мембраны 1 из электроизоляционной керамики на нем слабо прилипают осадки и при регенерации они легко сбрасываются.Due to the implementation of the second filtering membrane 1 from insulating ceramics, precipitation weakly adheres to it and during regeneration they are easily discharged.
Фильтрующий элемент является универсальным, многофункциональным, он обладает стойкостью к коррозии и может быть использован для очистки различных жидких и парогазовых сред. Скорость фильтрации, например, водяного пара составляет 90-110 м3/час.The filter element is universal, multifunctional, it is resistant to corrosion and can be used to clean various liquid and gas-vapor media. The filtration rate of, for example, water vapor is 90-110 m 3 / hour.
Мембранный фильтрующий элемент работает следующим образом.Membrane filter element works as follows.
Мембранный фильтрующий элемент помещают в очищаемую среду. Обеспечивают перепад давления больший 0,05 МПа на первой 3 и второй 1 фильтрующих мембранах, например, с помощью насоса. Очищаемую среду пропускают соответственно через вторую 1, первую 3 и сквозные поры полого пористого цилиндра 5. Далее очищенную среду отводят из полого пористого цилиндра 5 через второй адаптер 2 в накопительную емкость.The membrane filter element is placed in a cleaned medium. Provide a pressure drop greater than 0.05 MPa on the first 3 and second 1 filtering membranes, for example, using a pump. The cleaned medium is passed through the second 1, first 3 and through pores of the hollow porous cylinder 5, respectively. Next, the cleaned medium is withdrawn from the hollow porous cylinder 5 through the second adapter 2 into the storage tank.
Пример конкретного исполнения устройстваAn example of a specific implementation of the device
Фильтрующий элемент содержит полый пористый цилиндр 5, выполненный из нержавеющей стали с толщиной стенки 1,5±0,1 мм, имеющий средний диаметр сквозных пор 2,5±0,3 мкм и объемную открытую пористость 50±5 об.%. На торцевых поверхностях снизу и сверху фильтрующего элемента установлены адаптеры 2, 3, соответственно.The filter element contains a hollow porous cylinder 5 made of stainless steel with a wall thickness of 1.5 ± 0.1 mm, having an average diameter of through pores of 2.5 ± 0.3 μm and a volumetric open porosity of 50 ± 5 vol.%. Adapters 2, 3, respectively, are installed on the end surfaces below and above the filter element.
На внешнюю поверхность полого пористого цилиндра 6 из нержавеющей стали 1Х18Н10Т нанесена первая 3 и вторая 1 фильтрующая мембрана (фиг.1). Первая фильтрующая мембрана 3 выполнена из тугоплавкого металла - титана марки ВТ1 - 00 толщиной 4±1 мкм и имеет средний диаметр сквозных пор 0,4±0,1 мкм и объемную пористость 17,5±2.5 об.%. Вторая фильтрующая мембрана 1 выполнена из электроизоляционной керамики - нитрида алюминия (A1N) толщиной 7±1 мкм, имеет средний диаметр сквозных пор 0,10±0,5 мкм и объемную пористость 10±3 об.%. То есть, общая толщина первой 3 и второй 1 фильтрующих мембран на полом пористом цилиндре 5 составляет 11±1 мкм.On the outer surface of the hollow porous cylinder 6 made of stainless steel 1X18H10T, the first 3 and second 1 filter membranes are applied (Fig. 1). The first filtering membrane 3 is made of refractory metal - titanium grade VT1 - 00 with a thickness of 4 ± 1 μm and has an average diameter of through pores of 0.4 ± 0.1 μm and bulk porosity of 17.5 ± 2.5 vol.%. The second filtering membrane 1 is made of insulating ceramic - aluminum nitride (A1N) with a thickness of 7 ± 1 μm, has an average through-pore diameter of 0.10 ± 0.5 μm and a bulk porosity of 10 ± 3 vol.%. That is, the total thickness of the first 3 and second 1 filter membranes on the hollow porous cylinder 5 is 11 ± 1 μm.
Удельное сопротивление второй фильтрующей мембраны 1 составляет 0,75±0,03 МОм. Вторая фильтрующая мембрана 1 имеет наноструктуру с линейным размером субзерен 12,5±2,5 нм.The specific resistance of the second filtering membrane 1 is 0.75 ± 0.03 MΩ. The second filtering membrane 1 has a nanostructure with a linear subgrain size of 12.5 ± 2.5 nm.
Второй адаптер 2 на входе фильтруемой среды выполнен коническим и служит рассекателем, обеспечивая равномерное растекание жидкости или парогазовой среды по поверхности наружной стенки фильтрующего элемента. Угол раскрытия конуса второго адаптера 2 составляет 100° и обеспечивает равномерное растекание очищаемой среды по всей поверхности второй фильтрующей мембраны 1. Фильтруемая среда - водяной пар под давлением 3 атм. при температуре 175°С. Анализ показал, что очищенный конденсат не содержит взвесей (эффективность очистки ~99,6%), а фильтрат имеет прозрачность двойного дистиллята.The second adapter 2 at the inlet of the filtered medium is made conical and serves as a divider, providing uniform spreading of the liquid or gas-vapor medium on the surface of the outer wall of the filter element. The opening angle of the cone of the second adapter 2 is 100 ° and ensures uniform spreading of the cleaned medium over the entire surface of the second filtering membrane 1. The filtered medium is water vapor under a pressure of 3 atm. at a temperature of 175 ° C. The analysis showed that the purified condensate does not contain suspensions (purification efficiency ~ 99.6%), and the filtrate has the transparency of a double distillate.
Таким образом, заявленный мембранный фильтрующий элемент обеспечивает эффективность процесса ультрафильтрации жидких и парогазовых сред в интервале температур от 20°С до 250°С. Степень очистки фильтруемых сред составляет 99,6%.Thus, the claimed membrane filter element provides the efficiency of the ultrafiltration of liquid and vapor-gas media in the temperature range from 20 ° C to 250 ° C. The degree of purification of the filtered media is 99.6%.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008140202/22U RU96028U1 (en) | 2008-10-13 | 2008-10-13 | MEMBRANE FILTERING ELEMENT FOR CLEANING LIQUID AND STEAM-GAS MEDIA |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008140202/22U RU96028U1 (en) | 2008-10-13 | 2008-10-13 | MEMBRANE FILTERING ELEMENT FOR CLEANING LIQUID AND STEAM-GAS MEDIA |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96028U1 true RU96028U1 (en) | 2010-07-20 |
Family
ID=42686199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008140202/22U RU96028U1 (en) | 2008-10-13 | 2008-10-13 | MEMBRANE FILTERING ELEMENT FOR CLEANING LIQUID AND STEAM-GAS MEDIA |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU96028U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2573013C1 (en) * | 2014-08-21 | 2016-01-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" | Chemically active filter element and method of making same |
| RU174088U1 (en) * | 2016-12-27 | 2017-10-02 | Акционерное Общество "БВТ БАРЬЕР РУС" | Filter element for drinking water purification |
-
2008
- 2008-10-13 RU RU2008140202/22U patent/RU96028U1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2573013C1 (en) * | 2014-08-21 | 2016-01-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" | Chemically active filter element and method of making same |
| RU174088U1 (en) * | 2016-12-27 | 2017-10-02 | Акционерное Общество "БВТ БАРЬЕР РУС" | Filter element for drinking water purification |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Amin et al. | An overview of production and development of ceramic membranes | |
| Jiang et al. | Silicon carbide microfiltration membranes for oil-water separation: Pore structure-dependent wettability matters | |
| RU2607745C2 (en) | High-efficiency dynamic slurry-liquid-separating filtration apparatus and filtration method therefor | |
| JP2622044B2 (en) | Hollow fiber membrane module and method of using the same | |
| JPS6120327B2 (en) | ||
| JP6023068B2 (en) | Ceramic filter | |
| Gu et al. | Interfacial diffusion assisted chemical deposition (ID-CD) for confined surface modification of alumina microfiltration membranes toward high-flux and anti-fouling | |
| EP2594329B1 (en) | Ceramic filter | |
| WO2009124555A1 (en) | A ceramic dead-end filter, a filter system, a method of filtering and a method of producing a ceramic dead-end filter | |
| CN106457071A (en) | Mesh comprising a surface of hydrated aluminum oxides and their use for oil-water separation | |
| RU96028U1 (en) | MEMBRANE FILTERING ELEMENT FOR CLEANING LIQUID AND STEAM-GAS MEDIA | |
| JP2010042397A (en) | Hydrogen separator and method of operating hydrogen separator | |
| Stopka et al. | Microfiltration of beer yeast suspensions through stamped ceramic membranes | |
| Tong et al. | Thin Pd membrane prepared on macroporous stainless steel tube filter by an in-situ multi-dimensional plating mechanism | |
| KR20180086420A (en) | Filter material and manufacturing method thereof | |
| RU2397802C2 (en) | Membrane filtering element for aggressive liquids decontamination | |
| US20110290715A1 (en) | Fluid filter and filter system | |
| Ha et al. | The preparation and characterizations of an alumina support layer as a free-standing membrane for microfiltration | |
| CN205019968U (en) | Liquid filtration membrane group spare | |
| EP2977570B1 (en) | Oil deterioration suppressing apparatus for internal combustion engine | |
| WO2013151147A1 (en) | Filtration filter | |
| Xu et al. | Crossflow microfiltration of micro-sized mineral suspensions using ceramic membranes | |
| JP7191861B2 (en) | Integral membrane filtration structure | |
| CN216125354U (en) | Horizontal gas filtering separator for gas pipe network system | |
| JP7004042B1 (en) | Ceramic flat membrane |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC12 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for utility models |
Effective date: 20160315 |