Устройство и способ определения фильтрующих свойств керамических фильтров по расплавленной смеси галогенидов щелочных металлов

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: group of inventions is intended to determine filtering properties of porous ceramic filters in the form of cylinders with side filtering surface on molten mixture of halogenides of alkali metals, for example, sodium and potassium chlorides of equimolar composition with content of unmelted fine oxides. Device for determining filtering properties of ceramic filters comprises working quartz cell for arrangement of filtered medium in form of molten halogenides of alkali metals of equimolar composition with content of unfused fine oxides, quartz tube installed in the cell for holding the tested filter in the form of a porous ceramic material in the form of a cylinder with a side filtering surface, wherein the sample is fixed by means of sealing seals, a quartz capillary for sampling the filtrate, a bubbler tube for stirring the filtered medium, a heating element for creating and maintaining the melted state of the filtered medium. Method for determining filtering properties of ceramic filters includes a preparatory step, where a filtered medium is prepared by heating a mixture of halogenides of alkali metals of equimolar composition and fine oxides to temperature, exceeding melting point of chlorides, but not exceeding fusion point of fine-dispersed oxides; main stage, where filtered medium is passed through tested filter, at that temperature obtained at the first stage is maintained and continuous filtration of medium is performed, and the filtration process is carried out so that inside the test sample of the filter there is no maximum filling with the filtrate, for which excess filtrate is collected; final stage, at which productivity and fineness of filtration of tested ceramic filters are determined. To determine nominal flow rate of the filtrate, the total weight of the filtrate collected at the second stage is divided by the total sampling time. To determine specific consumption of filtrate, the obtained value of nominal flow rate of the filtrate is divided by the free area of the side filtering surface of the test sample of the filter, defined as 2πRL, where R is the outer radius of the test sample of the filter, L is the length of the test sample of the filter in the filtered medium. In order to determine nominal fineness of filtration, particle size of that fraction of fine oxides is determined, which is detected in filtrate taken at the second stage at preset reduction rate. To determine absolute fineness of filtration, maximum sizes of particles of fine-dispersed oxides are determined in filtrate taken at the second stage. EFFECT: possibility of determining efficiency and fineness of filtration of ceramic filters.

Группа изобретений предназначена для определения фильтрующих свойств пористых керамических фильтров в форме цилиндров с боковой фильтрующей поверхностью по расплавленной смеси галогенидов щелочных металлов, например, хлоридов натрия и калия эквимолярного состава с содержанием нерасплавленных мелкодисперсных оксидов. Устройство для определения фильтрующих свойств керамических фильтров содержит рабочую кварцевую ячейку для размещения фильтруемой среды в виде расплава галогенидов щелочных металлов эквимолярного состава с содержанием нерасплавленных мелкодисперсных оксидов, установленную в ячейке кварцевую трубку для удерживания испытываемого фильтра в виде пористого керамического материала в форме цилиндра с боковой фильтрующей поверхностью, причем образец фиксируется с помощью герметизирующих уплотнений, кварцевый капилляр для отбора проб фильтрата, трубку барботера для перемешивания фильтруемой среды, нагревательный элемент для создания и поддержания расплавленного состояния фильтруемой среды. Способ для определения фильтрующих свойств керамических фильтров включает подготовительный этап, на котором готовят фильтруемую среду путем разогрева смеси галогенидов щелочных металлов эквимолярного состава и мелкодисперсных оксидов до температуры, превышающей температуру плавления хлоридов, но не превышающую температуру плавления мелкодисперсных оксидов; основной этап, на котором пропускают через испытываемый фильтр фильтруемую среду, при этом поддерживают полученную на первом этапе температуру и выполняют постоянное перемешивание фильтруемой среды, а процесс фильтрации ведут таким образом, чтобы внутри испытываемого образца фильтра не достигалось максимальное заполнение фильтратом, для чего отбирают избыток фильтрата; заключительный этап, на котором определяют производительность и тонкость фильтрации испытываемых керамических фильтров. Для определения номинального расхода фильтрата делят полную массу отобранного на втором этапе фильтрата на полное время его отбора. Для определения удельного расхода фильтрата делят полученное значение номинального расхода фильтрата на свободную площадь боковой фильтрующей поверхности испытываемого образца фильтра, определяемой как 2πRL, где R - внешний радиус испытываемого образца фильтра, L - длина испытываемого образца фильтра, находящаяся в фильтруемой среде. Для определения номинальной тонкости фильтрации определяют размеры частиц той фракции мелкодисперсных оксидов, которую обнаруживают в отобранном на втором этапе фильтрате при заданном коэффициенте отсева. Для определения абсолютной тонкости фильтрации определяют максимальные размеры частиц мелкодисперсных оксидов в отобранном на втором этапе фильтрате. Технический результат: обеспечение возможности определения производительности и тонкости фильтрации керамических фильтров.