Matériau poreux et filtre tubulaire constitué en ce matériau |
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| 申请号 | EP84112746.7 | 申请日 | 1984-10-23 | 公开(公告)号 | EP0143325A1 | 公开(公告)日 | 1985-06-05 |
| 申请人 | CERAVER Société anonyme dite:; | 发明人 | Auriol, Alain; Gillot, Jacques; | ||||
| 摘要 | Matériau poreux formé de particules minérales frittées. II présente une porosité ouverte de 30 à 40% en volume, une perméabilité à l'eau à 20°C variant de 0,6 à 60 m 3 /h-m 2 . bar pour une épaisseur de paroi de 1 cm lorsque le diamètre moyen de pores varie de 2 à 20 microns et une résistance à l'écrasement, mesurée dans des conditions de compression isostatique, de4.10 8 à 5-10 8 N/ m2 . |
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| 权利要求 | |||||||
| 说明书全文 | La présente invention concerne un matériau poreux formé de particules minérales frittées, ainsi qu'un filtre tubulaire constitué en ce matériau, convenant notamment pour la filtration des liquides et des gaz. On a déjà proposé des milieux filtrants de ce genre, mais ils manifestent généralement une efficacité relativement faible, car, s'ils présentent une perméabilité élevée aux fluides, ils ne peuvent résister à la perte de charge relativement élevée qui serait nécessaire pour procurer un débit important par unité de surface filtrante, ou pour permettre la récupération du matériau solide rassemblé sur la surface filtrante, en exerçant une pression dans le sens opposé à celui de l'écoulement du fluide en cours de filtration. Ils ne peuvent non plus résister de façon satisfaisante aux contraintes mécaniques ou thermomécaniques élevées qui apparaissent souvent pendant leur montage et leur fonctionnement. S'ils sont fabriqués en une épaisseur suffisante pour résister à des contraintes mécaniques élevées, ceci implique une faible perméabilité, donc une faible efficacité. Un but de la présente invention est donc de procurer un matériau poreux présentant à la fois une perméabilité élevée et une résistance élevée aux contraintes mécaniques et thermomécaniques, utilisable dans la fabrication de filtres mécaniquement résistants et d'efficacité élevée. Le matériau poreux selon l'invention est caractérisé en ce qu'il présente une porosité ouverte de 30 à 40% en volume et une résistance à l'écrasement, mesurée dans des conditions de compression isostatique, de 4.10 à 5.108 N/m2. Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéristiques suivantes :
Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéristiques ci-dessous :
Il est décrit ci-après, à titre d'exemple, la préparation et les principales propriétés physiques et mécaniques de filtres tubulaires selon l'invention. On prépare une pâte constituée d'un mélange de :
Ces quantités sont exprimées en pourcentage pondéral par rapport à l'alumine sèche. La pâte ainsi préparée est extrudée sous une pression de 120 bars sous forme de tubes d'un diamètre de 20 mm et d'une épaisseur de 2 mm. On sèche ensuite les tubes de façon à éliminer les liants organiques et on les cuit en atmosphère réductrice à 1800°C. On obtient des tubes poreux ayant les caractéristiques suivantes :
La résistance à l'écrasement des tubes est mesurée comme suit. On enveloppe dans une membrane souple étanche les surfaces intérieure et extérieure du tube. On soumet l'ensemble à une compression isostatique dans un liquide. La résistance à la compression isostatique est la pression isostatique maximale que le tube peut supporter sans être endommagé en aucun point. La résistance à la flexion se mesure par la méthode connue de mise en flexion au moyen de 4 points d'appui. Les équations connues de calcul des poutres permettent de calculer la contrainte pour laquelle se produit la rupture du tube. La résistance à la pression interne (ou à l'éclatement) se mesure en introduisant dans le tube une membrane souple étanche tubulaire. On introduit dans cette membrane un liquide sous pression, dont on augmente la pression jusqu'à éclatement du tube. On prépare une couche-support tubulaire comme indiqué dans l'exemple 1. Pour déposer sur la surface intérieure de ce tube une couche filtrante d'un diamètre moyen de pores de 1,2 micron, on procède comme suit :
On soumet cette barbotine à un broyage de 24 heures dans un broyeur à billes d'une contenance de 25 litres chargé de :
cette opération ayant pour but essentiel de rompre les agglomérats de grains et de bien disperser les particules. On remplit de cette barbotine le tube préparé précédemment, puis on le vide par gravité. Il reste sur la surface intérieure du tube un film de barbotine qu'on sèche et qu'on soumet à une cuisson oxydante à 1550°C, ce qui forme une couche d'épaisseur 20 à 30 microns ayant un diamètre moyen de pores de 1,2 micron. Le tube filtre ainsi obtenu possède les caractéristiques suivantes :
On prépare une couche-support tubulaire comme indiqué dans l'exemple numéro 1. Pour déposer sur la surface intérieure de ce tube une couche filtrante double comprenant une première couche en alumine d'un diamètre moyen de pores de 1,2 micron puis une deuxième couche en dioxyde de titane d'un diamètre moyen de pores de 0,2 micron, on procède comme suit :
et en limitant la température de cuisson à 1000°C. Le tube-filtre ainsi obtenu possède les caractéristiques suivantes :
On réalise un tube filtre comportant une couche-support identique à celle de l'exemple 3 et deux couches filtrantes identiques à celles de l'exemple 3, mais disposées sur la surface extérieure du tube-support. Pour cela, on procède comme dans l'exemple 3, à la différence près que la dépose des couches filtrantes s'opère par immersion du tube dans la barbotine, puis égouttage. On otbient un tube-filtre ayant les mêmes caractéristiques que le tube-filtre de l'exemple 3, sauf en ce qui concerne :
On réalise un tube filtre analogue à celui de l'exemple 2, sauf en ce qui concerne la couche-support qui est formée de deux sous-couches de diamètres moyens de pores différents. Pour cela on prépare deux pâtes céramiques :
Les pâtes ainsi préparées sont coextrudées coaxialement de manière à former un tube d'un diamètre de 20 mm et d'une épaisseur de 2 mm, formé d'une couche extérieure de la première pâte et d'une couche intérieure de la deuxième pâte, ces couches ayant approximativement la même épaisseur. Après séchage et cuisson comme dans l'exemple 1, et dépose d'une couche filtrante comme dans l'exemple 2, on obtient un tube-filtre qui possède les caractéristiques suivantes :
La résistance à la pression interne est plus élevée que dans les exemples 1 à 4 car c'est la couche intérieure du support qui supporte la pression la plus élevée et le matériau de cette couche intérieure est ici plus résistant que celui de la couche extérieure. |
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