Пористые керамические фильтры, используемые для фильтрации жидкого алюминия

Эффективность фильтрации пористых керамических фильтров в основном определяется степенью очистки, под которой понимается размер мельчайших твердых частиц примесей в жидкой среде. Для керамических фильтров степень очистки может достигать 0,1 мкм.

Фильтрация с использованием пористых керамических фильтров

Основным фактором, влияющим на эффективность фильтрации пористых керамических фильтров, является максимальный диаметр пор пористых керамических фильтрующих элементов. При одинаковой жидкой среде чем меньше размер пор, тем выше степень очистки, и наоборот. Во-вторых, рабочее давление также оказывает незначительное влияние на степень очистки. Как правило, для жидких сред размер примесей, которые можно отфильтровать, составляет примерно 1/5–1/10 от размера пор керамического фильтрующего элемента.

В случае газовых сред, поскольку броуновское движение в газе более активно, чем в жидкости, влияние диффузии и улавливания усиливается, а размер улавливаемых частиц примесей составляет примерно от 1/5 до 1/25 размера пор фильтрующего элемента. Поскольку фильтрация в пористой керамике представляет собой сочетание инерционных столкновений, диффузии и удержания, на скорость фильтрации большое влияние оказывают вязкость жидкой среды, рабочее давление среды и характеристики микропор самого фильтрующего элемента.

Чем больше размер пор пористый керамический фильтр, : чем выше пористость и чем больше перепад рабочего давления, тем выше расход. По мере увеличения толщины стенок пористой керамики вязкость возрастает, а расход быстро снижается. По мере уменьшения размера микропор пористой керамики потери давления увеличиваются, а эффективность фильтрации становится всё ниже и ниже. В области тонкой фильтрации и ультрафильтрации, хотя размер пор пористой керамики может составлять 0,1 мкм или даже меньше, с учётом современных методов формования и требований к прочности толщина стенок составляет не менее 1–2 мм, поэтому по сравнению с полимерной мембраной с микропорами размером 0,1 мкм и толщиной мембраны 0,1 мм потери давления слишком велики, а эффективность фильтрации слишком низка.

Характеристики пористого керамического фильтрующего материала

Как один из видов пористой керамики, порошок карбида кремния обладает хорошей теплопроводностью, устойчивостью к термическим ударам и низким коэффициентом теплового расширения.

В качестве связующего вещества выбрана эвтектическая смесь, состоящая из полевого шпата и глины, которая обладает хорошими связующими свойствами по отношению к частицам карбида кремния.

В качестве порообразователей используются активированный уголь и связанные с ним органические частицы.

Применение метода цементного раствора отличается простотой и низкой стоимостью.

Применяется метод спекания при нормальном давлении, температура спекания составляет 1200–1280 ℃, а время выдержки — 1–3 ч.