АКАДЕМИЯ НАУК СССР
институт химической физики

И. В. ПИСКАРЕВ

ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЕ ТКАНИ
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ

ИЗДАТЕЛЬСТВО АКАДЕМИИ НАУК СССР
Москва 1963

ПРЕДИСЛОВИЕ

Фильтрование — процесс весьма распространенный в черной и цветной металлургии, химической, угольной, авиационной, текстильной, бумажной и пищевой промышленности, а также в других отраслях народного хозяйства. В качестве пористой перегородки фильтра широкое применение нашли ткани, ежегодный расход которых, по далеко неполным данным, превышает 40 млн. м.
В условиях роста ведущих отраслей народного хозяйства, потребляющих ткани для фильтрования, резко возрастает спрос на них. Однако ежегодный выпуск специально фильтровальных тканей, таких, например, как фильтродиагональ, фильтромиткаль, фильтросванбой, фильтробельтинг и другие, составляет всего около 8 млн. м, т. е. менее 20% от их потребления. Как показано в статье , недостаточный выпуск фильтровальных тканей и их ограниченный ассортимент вынуждает промышленные предприятия применять для фильтрования такие ткани, как бязь, батист, шифон, марля, кирза, чефер, тифтик, велотред, бельтинг, шелковые и льняные ткани, шинельное сукно и даже камвольные и фетр, т. е. ткани, предназначенные для удовлетворения нужд населения или других технических целей. Это приводит к перерасходу тканей, нерациональному использованию отдельных их свойств, снижению производительности фильтров, получению менее качественного фильтрата, большим материальным затратам.
Необходимо отметить, что вопросы строения, проектирования и производства даже специально фильтровальных тканей, выпускаемых текстильной промышленностью, разработаны недостаточно. В настоящее время отсутствуют также научно-обоснованные объективные методы их оценки и соответствующая измерительная аппаратура (приборы), что подчас приводит к усложненной или неправильной заправке и влечет за собой изготовление негодной для процессов фильтрования ткани.
Фильтровальные ткани уже по своему названию указывают на цели и области их применения. К ним нельзя предъявлять таких же требований, как, скажем, к тканям для белья, одежды, обуви или транспортерным лентам. Тем не менее, в существующих ГОСТах и технических условиях на так называемые фильтровальные ткани указываются те же самые характеристики: ширина, толщина, вес квадратного метра ткани, номера пряжи в основе и утке, плотность, прочность на разрыв полоски ткани размером 25X100 или 50X200 мм и удлинение при разрыве, т. е. характеристики, существующие для обычных бытовых тканей. Указанные показатели ГОСТа и ТУ, принятые для оценки бытовых и одежных тканей, не могут дать представления о фильтрующей способности ткани: количестве, форме и размерах пор, проницаемости, химической и тепловой стойкости ткани в обрабатываемой среде, пылеемкости, гидравлическом сопротивлении и т. д., т. е. о свойствах, необходимых в условиях эксплуатации фильтровальной ткани.
Известно, что качество разделения и производительность фильтра во многом зависит не только от физических и химических свойств фильтруемых продуктов, технологических условий процесса фильтрования, но и фильтровального материала, фильтровальной ткани. Поэтому вопросы строения, проектирования, изготовления и выбора фильтровальной ткани в большинстве случаев имеют решающее значение для процесса фильтрования, в особенности в начале фильтрования при задержании на поверхности ткани первых частиц твердой фазы, до образования осадка, так как предопределяют собой скорость фильтрования (производительность фильтра), чистоту фильтрата, гидравлическое сопротивление и другие показатели, позволяющие нормально вести процесс. Тем не менее эти вопросы до настоящего времени не получили должного развития, так же как и вопросы замены фильтровальных тканей из натуральных волокон тканями из химических и стеклянных волокон.
Основным требованием, предъявляемым к фильтровальной ткани, является способность производить тонкую очистку при большой скорости фильтрования, малом гидравлическом сопротивлении и перепаде давления жидкости, пара или газа.
Однако при этом необходимо отметить, что требование высокой пропускной способности (проницаемости жидкости, пара или газа) трудно совмещается с требованием высокой чистоты очистки или задерживающей способности ткани.
Действительно, для удовлетворения первого требования необходимо в процессах фильтрования применять менее плотные фильтровальные ткани с максимальными размерами пор. Но такие ткани не в состоянии обеспечить выполнения второго требования — высокой чистоты фильтрата. Наоборот, применение тканей повышенной плотности обеспечивает выполнение второго требования — высокой задерживающей способности, но при этом резко снижается пропускная способность — производительность фильтра и повышается гидравлическое сопротивление ее. Поэтому эффективность фильтровальной ткани, по всей вероятности, нельзя определять только одной проницаемостью или одной степенью очистки, а при оценке ее необходимо учитывать и то и другое, в зависимости от предъявляемых специфических требований к ткани. По-видимому, для процессов фильтрования необходима ткань оптимальной пористости, которая при умеренном гидравлическом сопротивлении обеспечивала бы высокое извлечение в осадок (слой) твердой фазы.
При решении указанного вопроса необходимо учитывать совокупность факторов: строение ткани, ее физико-механические свойства, технологические параметры заправки и изготовления ее на ткацком станке, а также конкретные условия процессов фильтрования, отдавая предпочтение более нужным свойствам ее эксплуатации.
В предлагаемой работе кратко излагаются основы получения волокон, пряжи (нитей) и изготовления некоторых фильтровальных тканей, приводятся характеристики физико-механических и химических свойств, а также фильтрующей способности как уже применяющихся, так и вновь разработанных тканей.
В книге впервые делается попытка решить теоретические вопросы проектирования и расчет фильтровальных тканей, приводятся описание методов испытания тканей, а также области их практического применения в народном хозяйстве.
Предлагаемая монография не претендует на полноту изложения и является лишь первой попыткой научного обобщения. Поэтому естественно, что книга не лишена многих недостатков. Автор будет глубоко признателен читателям за замечания и пожелания по содержанию настоящей книги.