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소결 금속 필터를 이용한 여과의 발전

2024 년 XNUMX 월 | 블로그, 정제 및 화학

주요 테이크 아웃 :

소결 금속 필터는 역세 기능과 긴 사용 수명을 통해 미립자 제거에 높은 효율성을 제공합니다.
이 필터는 화학 및 발전 부문을 포함한 고온 응용 분야와 다양한 산업 용도에 적합합니다.
소결 금속 필터의 설계 및 선택은 미립자 보유 용량과 필터링되는 입자의 특성에 따라 달라집니다.
높은 여과 효율, 내구성, 부식성 환경에 대한 저항성을 요구하는 공정에 유리합니다.

추상

소결 금속 매체를 사용하는 여과 기술은 수많은 산업용 액체 및 기체 여과 응용 분야에서 액체 또는 기체 공정 스트림 (즉, 액체 / 고체 및 기체 / 고체 분리)에서 입자상 물질을 분리하는 데 탁월한 성능을 제공합니다. 금속 섬유 또는 금속 분말로부터 여과 요소로 제조 된 소결 금속 필터 매체는 화학 공정, 석유 화학 및 발전 산업에서 널리 사용된다. 어플리케이션은 다운 스트림 장비를 보호하거나 제품을 분리하거나 환경 규정을 준수하기 위해 미립자 제거가 필요합니다.

소결 금속 매체는 다운 스트림 공정에 긍정적 인 장벽을 제공합니다. 소결 금속 매체는 높은 입자 효율 제거, 신뢰할 수있는 여과 성능, 효과적인 역 세척 기능 및 긴 온 스트림 서비스를 입증했습니다. 이 필터는 표면 또는 깊이 매체를 사용하여 99.9 % 이상의 미립자 포집 효율을 제공 할 수 있습니다. 금속 합금의 선택에 따라 작동 온도는 1000 ° C까지 높을 수 있습니다. 여과 효율 고려와 함께 내식성, 서비스 온도에서의 기계적 강도, 케이크 방출 (블로우 백 세 정성) 및 긴 가동 수명이 포함됩니다. 이러한 문제는 성공적이고 비용 효율적인 운영을 달성하는 데 중요합니다.

이러한 필터 매체의 수명 (필터 작동 수명)은 입자 보유 용량 및 해당 압력 강하에 따라 달라집니다. 이러한 축적 케이크는 블로우 백 사이클을 사용하여 주기적으로 제거 될 수있다. 블로우 백 사이클의 효과 및 필터 압력 강하 회수율은 케이크 및 필터 매체에서 축적 입자의 특성의 중요한 기능입니다. 폴리싱 필터에 구성된 깊이 여과 매체는 가벼운 입자 로딩을 갖는 응용에 이용 될 수있다.

단일 패스에서 우수한 여과 기능을 제공 할뿐만 아니라, 현장에서 깨끗하게 세척 가능한 백 워셔 가능 매체는 작업자가 공정 재료에 대한 노출 및 휘발성 배출을 줄입니다. 응용 분야에는 고온 및 부식 환경이 포함되지만 운영 비용이 높은 압력 구동 여과 공정은 소결 금속 여과 기술을 사용하여 개선 할 가능성이 있습니다.

이 논문은 다수의 화학 공정 스트림에서 성능을 최적화하기위한 소결 된 다공성 금속 매체의 필터 작동 매개 변수 및 여과 시스템 설계 기준을 논의 할 것이다.

개요

21 세기는 화학 산업에 많은 경제적 및 환경 적 도전을 가져옵니다. 변화의 주요 동인에는 시장 세계화, 환경 성과 개선에 대한 요구, 수익성, 생산성 및 인력 요구 사항 변화가 포함됩니다. 화학 가공 산업의 미래 경쟁 우위는 특허 기술과 기술 노하우에서 비롯됩니다. 새로운 경제적 인 고 수율 및 고품질 공정은 개선 된 환경 영향 및 에너지 효율성으로 업계의 생산 능력의 대부분을 특징으로 할 것입니다.

화학 산업 제품 및 공정의 높은 비율은 고체 (미립자) 취급과 관련이 있습니다. 여과 기술은 특허받은 필터 설계와 고유 한 시스템 작동을 통해 기계적 분리를 통해 고형물을 감소시키는 수단을 제공합니다. 여과는 제품 순도를 개선하고 처리량을 늘리며 폐수 오염을 제거하고 (공기 및 수질 오염을 최소화 또는 방지) 필터의 다운 스트림에있는 소중한 장비를 보호 할 수 있습니다. 여과 기술의 발전은 오래된 배치 공정 기술을 대체하기위한 연속 공정의 개발을 포함합니다. 비용 절감에는 폐기를위한 유해 폐기물 감소와 신기술로 인한 노동 절약이 포함됩니다. 완전 자동화 된 필터 시스템을 플랜트 공정 제어에 통합 할 수 있습니다.

고형물 감소에는 공정 폐수 폐기물 스트림 및 세정 용매에서 부유 고형물 제거가 포함됩니다. 회수 된 액체 생성물은 다른 화학 공급 스트림으로 재순환하는데 유용하다. 폐기물 최소화에는 회수 또는 재활용을위한 위험한 고체 물질의 감소와 비유 해 물질의 매립으로의 고체 감소가 포함됩니다. 여과는 폐수 공급 스트림 BOD (Bioological Oxygen Demand), COD (Chemical Oxygen Demand), TSS (Total Suspended Solids) 및 TOC (Total Organic Carbon)를 줄일 수 있습니다. 이는 현지 및 국제 표준과 관련하여 현재 배출량을 측정하는 주요 매개 변수입니다.

여과 기초

여과 기본 사항에 대한 지식은 필터 매체의 적절한 설계와 각 여과 응용 분야에 적합한 매체 및 필터 설계의 최적 선택을 보장하는 데 필수적입니다. 깊이 여과와 표면 여과의 두 가지 주요 여과 모드를 고려할 수 있습니다. 심층 여과의 경우, 입자는 매체 내부에 포집됩니다. 표면 여과에있어서, 용어는 설명하는 바와 같이 입자 케이크가 형성되는 표면에 유지된다.

표면 여과는 주로 여과재의 공극 크기보다 큰 입자가 필터의 상류 표면에서 분리되는 변형 (체질) 메커니즘이며; 그들의 크기는 그들이 구멍을 통해 들어가거나 통과하는 것을 막습니다. 후속 입자는 더 많은 입자-함유 유체가 필터 매체로 강제됨에 따라 두께가 증가하는 케이크로서 축적된다. 잠재적으로 더 미세한 기공 구조로 인해 케이크는 필터 매체에 의해 달성 될 수있는 것보다 더 미세한 입자의 분리를 도울 수있다. 그러나, 케이크는 여과가 진행됨에 따라 케이크가 계속 유동 할 수 있도록 충분한 다공성을 나타내야한다. 일정한 유량 / 증가 압력 또는 일정한 압력 / 감소 흐름에서 공정을 수행 할 수 있습니다. 대부분의 표면 필터는 완벽하게 매끄럽지 않거나 완벽하게 균일 한 기공 구조를 갖기 때문에 필터 수명에 영향을 줄 수있는 깊이 여과가 수행 될 수 있습니다.

심층 여과는 오염이나 침식에 대한 다운 스트림 장비 보호, 오염으로부터 촉매 보호 및 제품 정화와 같이 작은 입자 수준을 분리해야하는 응용 분야에서 주로 사용됩니다. 입자는 매체에 침투하여 이후 다층 구조 내에서 포착됩니다. 이 다층 구조는 미디어의 조기 차단을 방지하고 먼지를 보관할 수있는 용량과 스트림 수명을 늘립니다. 입자가 매체 깊이 내에서 포착되기 때문에 오프라인 청소가 필요합니다. 이 오프라인 세척은 솔벤트, 초음파 진동, 열분해, 스팀 세척 또는 물 역 세척으로 수행 할 수 있습니다. 또한, 미디어는 하우징 크기와 비용을 최소화하는 구성 인 주름을 잡을 수 있습니다.

필터를 통과하는 가스 스트림에서 입자를 제거하는 필터의 능력에 대한 이해는 성공적인 필터 설계 및 작동의 핵심입니다. 미립자 오염 수준이 낮은 유체의 경우, 다공성 매체 깊이 내에서 입자를 포집하여 여과하는 것이 높은 수준의 입자 효율을 달성하는 데 중요합니다. 소결 금속의 구조는 입자가 포획되는 구불 구불 한 경로를 제공합니다. 증착 된 입자의 케이크가 매체 표면 상에 형성됨에 따라 입자 포획이 계속되고; 그러나, 입자는 이제 이전에 침착 된 입자 상에 포획된다. 이러한 필터의 수명은 먼지 보유 용량과 해당 압력 강하에 따라 달라집니다. 입자 적재량이 많은 유체의 경우 작동 여과 메커니즘이 케이크 여과가됩니다. 필터 케이크 위에 입자 케이크가 현상되어 여과 층이되어 추가적인 압력 강하가 발생합니다. 입자 로딩이 증가함에 따라 압력 강하가 증가합니다. 여과 사이클 동안 말단 압력에 도달하면, 필터 요소는 청정 가스로 다시 취입되고 /되거나 필터 케이크를 제거하기 위해 세척된다. 필터 매체의 공극 크기를 올바르게 선택하면 매체의 압력 강하를 초기 압력 강하로 복구 할 수 있습니다. 그러나, 순방향 유동 동안 입자가 다공성 매체 내에 갇히고 매체를 점진적으로 로딩하는 경우, 세정 사이클 후에 압력 강하가 완전히 회복되지 않을 수있다.

여과 속도는 공급 입자 농도, 점도 및 온도의 특성에 의해 영향을받습니다. 필터 작동 모드는 일정한 압력, 일정한 유속 또는 여과 중 압력 상승 및 유속 강하 둘 다일 수 있습니다. 허용 압력 강하에 도달하지 않더라도 고형물이 빨리 눈을 멀게하고 허용 압력에 도달하거나 케이크 여과를 위해 케이크 축적량을 채운 경우 여과 사이클이 제한됩니다. 투과성은 압력 강하에 대한 유량으로 표시됩니다. 투과도는 필터 유형, 유체 온도 및 고형물 로딩에 영향을받습니다.

소결 분말 금속 미디어

소결 금속 매체는 금속 분말을 다공성 시트 또는 튜브에 가압 한 후 고온 소결함으로써 제조된다. 전형적인 소결 분말 금속 매체의 주사 전자 현미경 사진이도 1에 도시되어있다. 분말 크기, 압축 및 소결 작업의 조합은 다공성 요소의 기공 크기 및 분포, 강도 및 투과성을 정의한다. 소결 된 금속 매체의 기공 크기는 ASTM E-128을 사용하여 측정된다. 매체 등급 지정은 평균 흐름 기공 또는 필터의 평균 기공 크기와 같습니다. 소결 금속 매체는 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10, 20, 40 및 100 등급으로 제공됩니다. 0.2 ~ 20 등급의 액체 등급의 여과 등급은 절대 1.4 ~ 35 µm입니다. 가스의 여과 등급은 0.1 ~ 100 µm 범위입니다.

시트 또는 튜브로 제조 된 필터 카트리지는 모두 용접 구조로되어 있습니다. 필터 매체는 안정적인 다공질 매트릭스, 정확한 버블 포인트 사양, 정밀한 두께 공차 및 균일 한 투과성으로 설계 및 엔지니어링되어 신뢰할 수있는 여과 성능, 효과적인 역 세척 세척 및 긴 가동 수명을 보장합니다.

소결 금속 섬유 미디어

금속 섬유 필터 매체는 접점에서 소결 된 1.5 차원 부직포 구조를 형성하기 위해 균일하게 놓인 매우 얇은 (80 내지 2 μm) 금속 필라멘트로 구성된다. 전형적인 소결 금속 필터 매체의 주사 전자 현미경 사진이 그림 85에 나와 있습니다.이 매체는 표면 또는 깊이 필터 용으로 명시 적으로 설계되었습니다. 압력 강하, 여과 효율, 입자 적재 능력 및 매체 강도와 같은 최적의 성능을 달성하기 위해 잠재적으로 다른 직경의 섬유로 구성된 각 층에 단일 또는 다층 구조가 이용된다. 다층 재료는 눈금 디자인으로되어 있기 때문에 먼지 보유 용량이 훨씬 높아지고 결과적으로 수명이 길어집니다. 최종 필터 등급은 사용 된 층당 중량, 층의 섬유 조성 및 여러 층의 조합에 의해 결정된다. 높은 다공성 구조 (최대 XNUMX %)의 가용성은 매우 높은 투자율과 낮은 압력 강하를 제공합니다.

가스 여과 응용을위한 다양한 금속 합금으로 제조 된 금속 섬유 필터의 특성은 고온, 고압 및 부식성 대기와 같은 극한 조건에서 사용할 수 있습니다. 소결 금속 필터의 주요 이점은 강도 및 파괴 인성, 고압 및 온도 기능, 높은 내열 충격성, 내식성, 청결성, 완전 용접 조립 및 긴 서비스 수명입니다.

섬유 금속 매체는 분말 금속 매체보다 높은 다공성을 가지므로, 압력 강하가 낮아진다. 고온 또는 부식성 응용 분야를 위해 Bekaert는 AISI 316L 이외의 다른 합금으로 섬유를 개발했습니다. Inconel® 601 및 Fecralloy®는 고온 (각각 560 ° C 및 1000 ° C)에 사용되는 반면 Alloy HR은 최대 600 ° C의 온도와 습식 부식 환경을 견딜 수 있습니다.

금속 필터의 고유 한 인성은 오랜 기간 동안 연속적인 백 펄스 작동을 제공합니다. 고온 어플리케이션의 경우 크리프 피로 상호 작용 및 고온 부식 메커니즘과 같은 추가 기준을 고려해야합니다. 반영구적 매체가있는 필터는 비용 효율적이며, 이러한 장치는 최소한의 작동 중단 시간, 최소한의 조작자 개입 및 드문 유지 보수로 닫힌 자동 작동에 적합합니다.

적절한 기공 크기, 강도 및 내식성을 가진 필터 매체를 적절히 선택하면 고효율 입자 보유로 장기 필터 작동이 가능합니다. 액체의 여과 등급은 2 ~ 35 µm입니다. 가스의 여과 등급은 0.1 ~ 10 µm 범위입니다.

필터 설계

필요한 여과 액을 생성하고 역세 또는 블로우 다운을 최소화하며 처리량을 최대화하는 액체 / 고체 분리를위한 필터 설계가 선택됩니다. 세 가지 유형의 필터 구성은 다음과 같습니다.

1.) 외부 여과

기존의 액체/고체 장벽 분리는 폐쇄형 관형 필터 요소(LSP)의 외부 주변에서 발생합니다. 가스 보조 공압 수력 펄스 역세는 소결 다공성 금속 필터에 대한 가장 효과적인 세척 방법임이 입증되었습니다.

2.) 내부 여과

액체/고체 장벽 분리는 폐쇄형 관형 필터 요소(LSI) 내부에서 발생합니다. LSI 역세 모드에는 다음이 포함됩니다. a.) 전체 쉘 슬러리 역세, b.) 빈 쉘 슬러리 역세, c.) 빈 쉘 및 빈 요소 웨트 케이크 역세 및 d.) 빈 하우징 웨트 케이크 배출.

3.) 내부 다중 모드 여과:

액체/고체(장벽 또는 교차 흐름) 분리는 개방형 관형 필터 요소(LSM 및 LSX) 내부에서 발생합니다. 요소는 두 개의 튜브 시트 내에 밀봉되어 상단 또는 하단 공급 입구가 가능합니다. 공급물 재순환 기능을 갖춘 LSM 필터는 여러 연속 루프 반응기 시스템에서 그 자체로 입증되었습니다. 하향 속도는 촉매의 케이크 두께를 제어하며 속도가 낮을수록 케이크가 더 두꺼워집니다. 필터 역세 모드는 LSI 역세 모드와 유사하며 필터 요소나 하우징을 배수하지 않고 고형물을 농축할 수 있는 범프 앤 침전 유형 역세도 포함합니다. 연속 루프 반응기 시스템에는 역세가 필요하지 않을 수 있습니다.

여과 시스템의 확장 성으로 인해 높은 유속과 고형물 용량을 수용 할 수 있습니다. 여과 장치는 배치 또는 연속 공정에 적합합니다. 역 세척 전에 몇 분 동안 유속이 허용되고 흐름이 중단되거나 유지 보수를 위해 오프라인 기간이 허용 될 수있는 경우 단일 하우징 필터 시스템이 권장됩니다. 연속 흐름이 필요하고 유지 보수를 위해 단기간의 오프라인을 견딜 수있는 경우 XNUMX 개의 필터 이중 시스템이 권장됩니다. 유지 보수 기간 동안에도 연속 작동을 위해서는 XNUMX 개의 필터 시스템이 권장됩니다.

벤치스케일 및 파일럿 테스트

필터 성능을 평가하는 유효한 방법은 벤치 스케일 및 파일럿 테스트를 통하는 것입니다. 필터 테스트는 일반적으로 매체를 검증하고 중요한 여과 특성을 얻기 위해 간단한 디스크 타당성 테스트로 시작합니다. 성공적인 타당성 조사는 일반적으로 파일럿 장비에 대한 더 많은 관련 테스트로 진행됩니다. 파일럿 테스트는 성공적인 상업적 분리 관행을 개발하는 데 도움이됩니다. 벤치 스케일 테스트는 필터 성능을 안정적으로 표시하지만 프로세스 라인에서 파일럿 스케일 테스트에서 얻은 데이터는 일반적인 프로세스 변동과 함께 필터 작동 매개 변수를 보여줍니다. 개발 프로그램은 장기간에 걸쳐 적합한 장비에 직접 액세스해야합니다. 소결 금속 역 세척 가능 필터의 파일럿 테스트는 다음 정보를 제공 할 수 있습니다.

여과 액 품질의 검증;
다양한 유량에서 사이클 당 필터 처리량;
압력 강하 대 thruput의 상승 속도;
역세 부피 및 결과적인 고형물 농도;
풀 스케일 크기 조정을위한 데이터 스케일 업;
정확한 비용 추정;
높은 제품 가치를 보여줍니다.
온라인 시간이 길고 유지 보수가 적은 안정적인 작동;
상업적 규모로 새로운 기술을 시연합니다.

파일럿 테스트는 필터 성능을 확인하는 것 외에도 운영 엔지니어가 장비 사용을 배우고 특정 프로세스에 대한 필터 작동을 최적화하는 실험을 수행 할 수있는 기회를 제공합니다. 파일럿 테스트 시험은 본격적인 상용화에 앞서 중요한 기술적 질문과 문제를 해결합니다. 파일럿 플랜트 운영의 결과는 다음을 확인합니다.

실험실 및 시험 공장 규모에서 검증 된 여과 / 반응 연구;
새로운 기술이 시연되었습니다.
많은 양의 제품이 지속적으로 복구되었습니다.
제품 분리 및 복구 최적화;
용량 테스트 완료;
전반적인 운영 효율성.

미디어 선택

타당성 사례 연구 : 촉매 고형물 제거

타당성 테스트 및 미디어 선택에 대한 일반적인 접근 방식은 다음 테스트 사례에 설명되어 있습니다. 기존 LSI 상용 필터 설치를 지원하기 위해 새로운 촉매의 여과 특성을 평가하는 것이 목표였습니다. 필터 성능을 비교하기 위해 70 등급 및 5 등급 매체를 모두 사용하는 10mm 디스크 테스트 필터로 여과 연구를 수행했습니다. 촉매 입자 크기 분포 (PSD)는 Horiba LA-910 레이저 산란 입자 크기 분포 분석기를 사용하여 측정되었다. 크기 범위 (부피 % 기준)는 0.51 ~ 60 µm이며 평균 크기는 13.4 µm입니다. 2000-X 배율에서의 SEM 현미경은도 3에 도시 된 바와 같이 입자 크기 분포를 확인 하였다. 촉매 슬러리는도 5에 도시 된 10-mm 디스크 필터 하우징에 수용된 등급 70 및 4 매질을 사용하여 일정한 속도로 5 회 여과 하였다. 공급 물 및 여액 (분급 5) 샘플의 분포 비교는도 5에 도시되어있다. 시험 결과는 등급 10 배지를 사용한 여과가도 6에 나타낸 바와 같이 등급 5 배지보다 더 낮은 상승 압력 속도를 가져 왔음을 나타낸다. 여과 탁도 샘플은 유사 하였다. 2.9 등급 매질로부터의 여과는 10 NTU를 측정하였고, 2.3 등급 매질로부터의 여과는 1 NTU를 측정 하였다. 8/5 인치 두께의 필터 케이크는 Grade 10 미디어 표면에서 효과적으로 역 세척되었습니다. 일부 촉매는 등급 XNUMX 매질의 다공성 구조에 남아있어 촉매가 일부 표면 기공을 차단했음을 나타냅니다.

테스트 결과에 따르면 5 등급 매질이 HyPulse LSI 필터 구성을 사용하여 새로운 촉매 샘플을 여과하는 데 더 적합합니다. 상업용 시설에서의 파일럿 테스트는 타당성 조사 결과를 검증했으며 기존 필터 용기의 교체 카트리지를 구매했습니다.

상용 응용

신청 1 :

1992 년 1992 월에 수행 된 실험실 디스크 테스트는 촉매 회수 적용을위한 소결 금속 필터의 적합성을 나타냅니다. 벤치 스케일 파일럿 필터 테스트는 필터 성능과 여과 품질을 확인하기 위해 고객의 실험실 시설에서 수행되었습니다. 2 년 0.2 월, 2 % 슬러리를 사용한 연속 촉매 여과를 사용한 파일럿 테스트에서 1 gpm / ft10의 일관된 유속 률이 입증되었습니다. 디스크 테스트에서 파일럿 테스트까지의 필터 성능 비교는 표 1500에 나열되어 있습니다. 필터 제어 케이크 두께를 통한 축 속도. 필터를 통과하는 속도 또는 속도는 벤치 스케일 테스트에서 최적화되었습니다. 최적의 필터 성능은 필터가 역 세척없이 XNUMX PSI 미만의 압력에서 작동 할 수 있음을 나타냅니다. 테스트는 작동 성능에 큰 변화없이 약 XNUMX 시간 동안 수행되었습니다. 프로젝트는 최종 단계로 이동하기위한 승인을 받았습니다.

파일럿 테스트 개발 프로그램의 목표는 이성 질화 프로세스를 배치에서 연속으로 변환하는 것이 었습니다. 첫 번째 상업용 플랜트는 1994 년에 가동 될 예정입니다.이 프로세스는 파일럿 테스트 중에 설정된 매개 변수에 따라 1994 년 10 월에 시작되었습니다. 시동 및 초기 작동 중에 경험 한 시스템 역학은 파일럿 테스트 연구와 유사한 성능을 나타 냈습니다. 필터는 용매 세척 후 귀금속 촉매를 성공적으로 회수 및 재순환하고 각 배치 후 공정으로부터 촉매의 XNUMX %를 제거하기 위해 성공적으로 작동되었다. 그러나 공정 액은 위험하지만 필터 시스템이 완전히 밀폐되어 있기 때문에 용매를 사용하여 촉매를 세척하고 반응기로 다시 슬러리를 다시 공급할 수 있습니다.

7 차 (큰) LSM 촉매 필터는 벌크 촉매 여과 및 재순환을 위해 설계되었습니다. 필터 설계는 최소한의 필터 청소 / 재생으로 완전히 밀폐 된 자동 작동을 제공합니다. 신선한 배치가 각 배치에 첨가된다. 더 작은 LSP 필터는 시스템에서 촉매를 제거하도록 설계되었습니다. 1994 년간 작동 한 후 예방 유지 보수 일정 동안 필터 번들을 교체했습니다. 여과 시스템은 XNUMX 년 초기 설치 이후 계속 작동합니다.

신청 2 :

이 촉매 여과 개념은 필터 작동 매개 변수 및 매체 선택을 확인하기 위해 실험실 테스트에서 입증되었습니다. 파일럿 테스트를 이용한 개발 프로그램은 생성물을 촉매로부터 분리 할 수있는 여과 장치가 장착 된 반응기를 사용하여 생성물을 제거 할 수있다.

촉매를 유지하면서 반응을 반 연속적으로 또는 연속적으로 수행 할 수있다. 테스트는 HyPulse® LSM 필터 설계를 활용했습니다.

용기에 촉매를 유지하는 수단을 반응기에 구비함으로써, 반응물을 펌핑하고 촉매가없는 생성물을 연속적으로 제거 할 수있다. 촉매 충전이 비활성화되면 수소화 공정이 중지됩니다. 바람직한 여과 방법은 재순환 루프를 반응기에 설치하는 것이었고,

연장 된 배치 또는 연속 공정의 경우, 상업적으로 실용 가능한 생산량을 충분히 확보하기 위해 더 많은 양의 촉매가 사용된다. 이 프로세스를 통해 총 사이클 시간이 최대 7 % 단축되고 표 50에 표시된대로 제품 실행 량이 65 % 이상 증가합니다.

신청 3 :

연속 슬러리 오일 여과를위한 내부 (LSI) HyPulse® 여과 기술을 사용한 소결 금속 필터의 첫 번째 사용은 1985 년이었습니다.이 설치는 탄소 섬유 개발 공정을위한 슬러리 오일의 고온 여과에 대한 소결 금속 매체의 적합성을 입증했습니다. 이 필터는 20ppm 미만의 고형분 함량을 가진 깨끗한 오일을 생산하는 수년 동안 안정적으로 작동했으며 낮은 제품 수요로 인해 종료되었습니다. 그 이후로 전 세계의 정제소는 슬러리 오일 서비스에서 촉매 미분 제거를 위해 소결 금속 매체를 사용하는 여과의 이점을 인식하고 있습니다.

1990 년대 내내 FCC 슬러리 오일 여과를 위해 수많은 LSI 여과 시스템이 설치되었습니다. 가장 큰 연속 여과 시스템은 (3) 66”LSI 필터를 사용합니다 (그림 8의 개략도 참조). 여과주기 시간은 2ppm 슬러리 오일의 여과에서 각각 16 및 30 PSI에서 작동하는 60 ~ 1000 시간 범위입니다. 두 개의 필터를 동시에 실행하여 확장 된 사이클 시간을 얻었지만 사이클 시간이 시차를두고 세 번째 필터는 다른 필터 장치 중 하나가 역 세척 될 때 사용 대기 상태에 있습니다. 필터 설계는 전체 쉘 역 세척을 사용합니다. 온라인에서 99.8 개의 필터를 사용하는 회수 된 제품의 효율성은 XNUMX %를 초과합니다.

1997 년 이후 중국에는 RFCC (Resid Fluid Catalytic Cracking) 장치에 촉매 제거를위한 LSI 여과 시스템을 설치 한 정유소가 많이 있습니다. (2) 24”LSI 필터가있는 여과 시스템을 연간 1.4 만 톤 (mt) 용량과 180 mt / day의 슬러리 오일 출력을 가진 RFCC 장치에 설치했습니다. 슬러리 오일은 평균 3,000 내지 5,000 ppm의 고체 농도를 갖는다. 사이클 시간은 2 ~ 8 시간입니다. 여액 고형분 함량이 50 ppm 미만이다. 필터는 정유소 분산 제어 시스템 (DCS)과 통신하는 로컬 PLC에 의해 제어되어 운영자가 제어실의 여과를 모니터링 할 수 있습니다. 이 시스템은 이후 지속적으로 가동되어 카본 블랙을 생산하기 위해 깨끗한 여과 액을 현지 회사에 공급합니다.

신청 4 :

이산화 우라늄 생성 공정은 공정 가마에서 산화 우라늄 미립자를 회수하기 위해 HyPulse® 가스 / 고체 벤 투리 펄스 (GSV) 블로우 백 소결 금속 필터를 사용합니다 (그림 9 참조). 소결 금속 필터는 300 ° F의 가마 오프 가스 스트림 온도를 견뎌야하며 가스 성분에 화학적으로 내성이 있어야합니다. 이 전환과 관련된 주요 위험은 화학 및 방사선입니다. 전환 공정은 우라늄 산화물을 용해 가능한 형태로 전환하여 우라늄을 흡입 할 수있는 강산 및 알칼리를 사용합니다. 또한 부식성 화학 물질은 화재 나 폭발의 위험이 있습니다.

성공적인 현장 응용 및 실험실 지원은 성능 데이터를 제공하여 1984 년에 최초의 상용 필터 설치를 시작했습니다. 완전히 동봉 된 GSV 필터는 99.999 %의 효율로 작동하며 필터에 대한 매우 낮은 고체 부하와 드물게 백 펄스가 발생합니다. 주요 작동 매개 변수에는 필터에 대한 접근 속도 제어, 고효율 및 연속 작동을위한 블로우 백을위한 벤 투리 사용이 포함됩니다. 오늘날, 하나의 우라늄 변환 설비는이 특허 프로세스를 사용하여 미국에서 계속 운영되고 있습니다.

신청 5 :

세척 가능한 소결 금속 섬유 필터는 극한 조건에서 높은 입자 제거 효율에 대한 수요가 증가하면서 공정에 경제적 인 솔루션을 제공합니다. Bekipor와 같은 금속 섬유 필터 매체 개발^® 높은 필터 효율과 더 긴 온 스트림을 통해 품질 수준 향상에 기여

일생. 사이클론, ESD (ElectroStatic Precipitators) 및 일회용 필터와 같은 기존 분리 시스템은 호소력을 잃고 있습니다. 그림 10은 ESP 및 사이클론에 비해 섬유 효율과 배출 금속의 상대적 비용을 비교합니다.

소결 된 금속 섬유 매체의 특징 인 고 다공성 구조는 높은 여과 속도에서도 높은 투과성 및 낮은 압력 강하를 제공한다. 이는 자본 지출이 적고 운영 비용이 적습니다. 오프라인으로 세척 된 깊이 여과와 같이 온라인으로 세척 된 표면 여과 모두에 대한 세척성이 우수하다.

이 응용 프로그램은 Bekiflow를 사용했습니다.^® 입자 크기가 50 % <15 μm 인 알루미나 및 수산화 알루미나 먼지 제거 용 HG. 가스 온도는 842 ° F로 측정되었습니다. 필터 전의 먼지 농도는 250-800 mg / Nm³로 측정되었습니다. 여과 후 가스 농도는 30mg / Nm³ 미만이었습니다. 최대 압력 강하는 15mbar입니다. 필터의 총 표면적은 830m2입니다. 섬유 금속 필터는 제한된 압력 강하를 제공하며 27,000 작동 시간의 보장 된 수명에 대해 테스트되었습니다. 고객 이점은 필요한 필터 표면이 적고 백 하우스가 작아 설치 장소가 덜 필요하다는 것입니다.

요약

소결 금속 매체는 입자가 화학 공정 스트림의 불순물인지 또는 귀중한 부산물이든 입자를 제거하기위한 효과적인 여과 수단을 제공합니다. 이 매체는 고온, 고압 및 / 또는 부식성 유체와 관련된보다 까다로운 응용 분야에 이상적입니다. 화학

기업들은 생산 공정의 마지막 단계가 아니라 소스에서 폐기물을 최소화하기 위해 여과를 활용하고 있습니다. 여과는 제품 품질을 개선하고 화학 기반 제품 생산에서 다운 스트림 장비를 보호합니다. 여과 기술의 발전에는 오래된 배치 공정 기술을 대체하기위한 연속 공정 개발이 포함됩니다. 기존 리프 필터를 사용한 액체 / 고체 여과는 지저분하고 청소하기에 위험하며 깨끗한 제품을 얻기 위해 재순환 시간을 연장해야합니다. 사이클론, 정전기 집진기 (ESP) 및 일회용 필터와 같은 전통적인 가스 / 고체 분리 시스템은 소결 섬유 금속 여과 시스템으로 대체되고 있습니다.

공정 작동의 변동으로 인한 매체의 조기 눈 가리개를 방지하기 위해 소결 금속 필터를 설계 매개 변수 내에서 작동해야합니다. 유량 제어를 사용하면 유량이 많은 필터에 영향을 미치지 않습니다. 필터 케이크가 형성됨에 따라 필터 효율이 증가합니다. 케이크는 필터 매체가되고 다공성 매체는 필터 케이크를 유지하기위한 격막 역할을한다. 필터 케이크를 현장에서 효과적으로 세척하고 필터 하우징에서 역 세척 할 수 있습니다. 가스 보조 공압 하이드로 펄스 역류는 소결 된 다공성 금속 필터에 가장 효과적인 세척 방법으로 입증되었습니다. 소결 금속 필터는 완전 자동화되어 작업자 노출을 제거하고 인건비를 줄이면서도 안정적이고 효율적인 작동을 제공합니다.

Bekiflow 및 Bekipor는 Bekaert의 등록 상표입니다.

Hypulse는 Mott Corporation의 등록 상표입니다.

FAQ: 소결 금속 기술

Q: 소결금속이란 무엇인가요?

A: 소결금속이란 열과 압력을 가해 금속 분말을 압축 및 성형하여 여과 및 다양한 산업 응용 분야에 이상적인 견고한 다공성 구조를 만들어 만든 특수 소재를 말합니다.

Q: 소결금속 필터는 어떻게 제조되나요?

A: 소결 금속 필터는 금속 분말을 금형에서 압축한 후 금속의 녹는점 이하의 온도로 가열하여 입자가 액화되지 않고 결합되도록 하여 생산됩니다.

Q: 소결금속 필터를 사용하는 주요 장점은 무엇입니까?

A: 소결 금속 필터는 높은 내구성, 탁월한 온도 및 내부식성, 가혹한 환경을 견딜 수 있는 능력을 제공하므로 까다로운 산업 응용 분야에 적합합니다.

Q: 소결금속 필터는 어떤 산업 분야에서 일반적으로 사용됩니까?

A: 소결 금속 필터는 가스 및 액체에서 미립자를 제거하는 효율성 때문에 의약품, 식품 및 음료, 화학 처리, 항공우주 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.

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