Общие сведения
Сорбционно-фильтрующие элементы из прессованного активного угля предназначены для очистки жидких технологических сред от механических примесей и коллоидных соединений, а также для удаления растворимых примесей, которые адсорбируются активным углем: высокомолекулярных органических соединений, активного хлора и хлорорганических веществ, катионов переходных и тяжелых металлов, а также для улучшения органолептических свойств воды. Находят широкое применение в пищевой, фармацевтической, медицинской, нефтехимической, парфюмерной, электронной отраслях промышленности. Данный вид фильтрующих элементов широко используется для замены насыпных адсорбционных фильтров небольшой производительности, а также в установках финишной очистки воды в конечных точках потребления (например, в бытовых фильтрах).
Сорбционно-фильтрующие элементы этого класса изготавливают методом прессования порошка активированного угля с каким-либо связующим веществом при повышенной температуре (технология «карбон-блок»). Свойствами упорядоченной сорбционной матрицы, получаемой в карбон-блоке, можно управлять на стадии изготовления. Так, например, изменяя размер частиц угля, можно изменять пористость и условный рейтинг фильтрования элемента. Используя различные марки активного угля, можно ориентировать элемент на селективную адсорбцию определенных примесей. Перечисленные свойства сорбционно-фильтрующих элементов этого класса остаются практически неизменными на протяжении всего срока их службы.
Картриджи с крупными частицами угля имеют высокую производительность, обладают долгим сроком службы, и выдерживают эксплуатацию на воде, где присутствуют механические примеси. Подобная долгосрочность обеспечивается за счет большой пористости (как свободного пространства, так и условным размером пор) фильтрующей перегородки, образуемой гранулами угля. Однако эффективность очистки достигает 40-50%.
При использовании мелких частиц угля картриджи более эффективно (эффективность очистки достигает 70-80%) очищают воду от растворенных примесей за счет большой поверхности массопередачи. Но их применение подразумевает тщательную предварительную очистку воды от взвешенных микрочастиц, поскольку последние очень быстро накапливаются на поверхности частиц угля в объеме фильтра, что приводит к снижению эффективности очистки (до 50%).
Конструкция
Фильтрующей перегородкой в данном типе картриджей является стенка трубки, полученной в результате прессования порошка активированного угля с каким-либо связующим веществом при повышенной температуре и повышенном давлении (карбон-блок в виде цилиндра).
Чаще всего карбон-блок получают из порошкового активированного угля (частицы от 20 до 50 микрон), который смешивается с измельченным полиэтиленом, после чего подвергается спеканию под давлением в специальной форме. Под воздействием давления и температуры частицы угля «склеиваются» между собой, образуя, таким образом, трубку из активного угля с заданными характеристиками: рейтингом фильтрации и пористостью. Благодаря тому, что частицы активного угля скреплены между собой, в сорбционно-фильтрующих элементов этого типа практически отсутствуют канальные эффекты, присущие картриджам насыпного типа.
Полученная таким образом фильтрующая трубка (перегородка) режется по длине, соответствующей высоте будущего фильтрующего элемента, и если требуется, торцы фильтрующего пакета герметизируются расплавом полипропилена. В зависимости от конструкции фильтродержателя, в котором будет размещаться и эксплуатироваться фильтрующий элемент, к торцам привариваются концевые детали (крышки и адаптеры), которые будут обеспечивать как центровку, так и уплотнение фильтрующего элемента.
Пористость фильтрующих элементов из прессованного активного угла составляет от 50 до 80%; условный размер пор фильтрующих элементов – от 1 до 20 мкм.