Металлические мембраны

Для изготовления пористых мембран используют металлические микропорошки и проволоку [ 105–110]. Из проволоки изготовляются сетки саржевого плетения. Керамические и металлокерамические шарики спекаются в листовые заготовки. Применяемые материалы химически и термически стойки. Размер пор таких мембран составляет 1–100 мкм, пористость – 20–50 %.

Металлическая мембрана из порошка нержавеющей стали формируется путем его прессования и последующего спекания при температуре ниже точки плавления. Получается плотная структура с пористостью до 40 % и рейтингом фильтрации до 1 мкм (рис. 3.4).

Рис. 3.4.Металлическая мембрана из прессованного порошка нержавеющей стали

Лучшие характеристики имеет мембрана из спеченных микропористых волокон диаметром от 2 до 40 мкм. На первом этапе волокна наносятся на сетку, затем следует их совместное уплотнение и спекание. Таким образом, мембрана получается двухслойной с анизотропной структурой (рис. 3.5). Пористость достигает 80 % при рейтинге фильтрации до 1 мкм. Разделение происходит в тонком микропористом слое, а относительно крупная сетка является несущей конструкцией. Благодаря этому такие мембраны имеют меньшее сопротивление и, соответственно, большую производительность при одинаковом рейтинге фильтрации.

Из полученных мембран изготавливаются цилиндрические или гофрированные (с целью увеличения поверхности фильтрования) фильтрующие элементы. Как правило, это фильтры-патроны картриджного типа, показанные на рис. 3.6 (подробнее см. раздел 3.5.1).

Рис. 3.5. Металлическая мембрана из спеченных микропористых волокон

Рис. 3. 6. Фильтрующие элементы на основе металлических мембран

Для очистки воды и водных растворов выпускаются фильтрующие элементы из очищенной коррозионно-стойкой стали; для химически агрессивных сред – из титана и циркония.

В целях более тонкой очистки на поверхность пористой основы наносится тонкий мембранный слой из коррозионно-стойких стали, титана, циркония, серебра, тантала, оксидов титана и циркония, нитрида титана или другой металлокерамики.

Производимые ф ильтрующие элементы из пористой коррозионно-стойкой стали имеют, как правило, следующие параметры:

• Размер пор – 40, 20, 10, 5, 1, 0,5 мкм.
• Общая пористость – до 40–50 %.
• Рабочий перепад давления на ЭФП – до 1 МПа (10 атм).
• Производительность 1 м 2 поверхности ЭФП: для воды – до 10 м 3 /ч;
• Давление в 25 МПа (250 атм) не изменяет поровую структуру пористого металла и эксплуатационные характеристики ЭФП.
• Допускается температура рабочей среды до 600 ° С. Уплотнители из силиконовой резины выдерживают температуру рабочей среды (водяного пара) – до 141 ° С.
• рН рабочих сред для ЭФП из коррозионно-стойкой стали – от 4 до 8, для ЭФП из титана или циркония – от 2 до 13.

Основным преимуществом металлических мембран является однородность структуры и, как следствие, размеров пор. Эти мембраны не разрушаются бактериями, химически стойки в различных средах и могут подвергаться термической, химической и радиационной обработке. Они могут очищаются обратным током воды, прокаливанием, либо обработкой химическими реагентами. Такие мембраны и картриджи выпускают в России НПП «Экспресс-Эко» и НПП «Технофильтр» [102, 105].

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: