過濾器類型

過濾器類型
能夠流動的物質(zhì)受到物理或化學(xué)作用進(jìn)行分離的技術(shù)稱之為過濾技術(shù)。也可以稱之為物態(tài)分離技術(shù)。
物質(zhì)有四態(tài)即固態(tài)、液態(tài)、膠態(tài)、氣態(tài)。介于固態(tài)和液態(tài)中間的膠體物質(zhì)是分離中難處理的。在現(xiàn)實(shí)物質(zhì)中是不可能或很少的流動物質(zhì)是一種純的液體、純的氣體,在液態(tài)物質(zhì)中有固態(tài)粒子、膠體物質(zhì)和氣體。
在氣體中有不同類型的其它液體，就是水總是在氣體中,溫度高含水量大,溫度低含水量減少。壓力高低含水量大,壓力高含水量減少。根據(jù)使用要求的不同，過濾器必須把它們進(jìn)行分離，這也是過濾技術(shù)。
１.按物態(tài)不同進(jìn)行分離可做如下分類：
1.1.固、液分離：一般是指液體中過濾掉固體顆粒。在固、液分離中用保留液體的名稱來命名過濾器的名稱。例如機(jī)油過濾器是保留的機(jī)油，燃油過濾器是保留的是燃油。水過濾器、啤酒過濾器、變壓器油過濾器、血液過濾器都是以保留液體的名稱來命名。
1.2.氣、固分離：是指氣體中過濾掉的固體粒子，保留的是純凈的氣體。這種分離技術(shù)制成的產(chǎn)品是是空氣，所以其名稱叫空氣濾。
1.3.液、液分離：在液體中含有不同的其它液體，把這些液體分離開來就是液、液分離。常見的是油水分離，但是只油水分離這一稱呼仍然不清楚。一般是指保留油去除水稱為油水分離,用W/O表示。
（含水量大于１０００ＰＰＭ時液體成乳狀）
另一種是水多油少去除的是油,保留的是無油的水,用O/W表示。例如浮油收集器和油水分離裝置,就屬于這一類。在油水分離中還有艙低水的除油。燃油除水，冷凍油除水，液壓油除水等等。海水淡化也都是液．液分離。
1.4.氣．液分離：一般是指除去液體中的氣體。因?yàn)樵谝簤合到y(tǒng)中存在氣體時，由于壓力和溫度的變化氣體會收縮或膨脹，造成液壓系統(tǒng)工作不平穩(wěn)。所以在液壓系統(tǒng)的高點(diǎn)和重要元件之前均設(shè)置放氣元件。液體中的含氣量與液體的性質(zhì)和溫度有關(guān)，例如水到沸點(diǎn)時氣體的溶解度等于零。所以一些從液體中分離出氣體的方法是用加溫的辦法來降低溶解度。
另一種是從氣體中去除液體，例如新式的螺桿泵壓縮機(jī)，為了提高空氣的壓縮效率用液體油做密封介質(zhì)造成壓縮空氣中含有油。必須從氣體中去除液體油。這種過濾器稱為油、氣分離器。
1.5.氣、氣分離一般是采用化學(xué)方法進(jìn)行分離的。例如防毒面具就是把有毒的氣體阻流下來的氣、氣分離。
1.6.固．固分離：固體顆粒大小的分離和不同性質(zhì)的固體顆粒的分離。如沙里淘金就屬于這一類分離。
1.7.變態(tài)分離：物質(zhì)的三態(tài)在不同的條件下可以形成固態(tài)．液態(tài)或氣態(tài)。在分離技術(shù)中有時是利用物質(zhì)的變態(tài)再進(jìn)行分離的方法稱為變態(tài)分離。例如二種液體是水和油，當(dāng)水變成固體冰時再用篩分法分離即可以把水分離出來。當(dāng)升溫時水到沸點(diǎn)變成空氣，也就容易分離了，這種分離的方法均屬于變態(tài)分離。
上述七種分離類型在實(shí)際分離過程中都不是單純的某一種分離類型。例如機(jī)油濾．燃油濾是屬于固液分離的類型，但是由于油與水和濾材的接觸角不同，油中的水份也會被分離出來一部分。
空氣濾是氣固分離的類型,但是空氣中的水和油也會分離出來。
壓縮空氣中所含油和水的溫度，影響著過濾器效率。
如：當(dāng)溫度為30℃時，流經(jīng)過濾器的油含量為20℃時的5倍；
當(dāng)溫度上升為40℃時，流經(jīng)過濾器的含油量為20℃時的10倍。
所以過濾器一般要安裝在壓縮空氣系統(tǒng)的溫度的低點(diǎn)。
按介質(zhì)過濾終點(diǎn)的類型分類:
2.1.過濾介質(zhì)是空氣:
2.1.1.往天空排放的:
除塵：把向外排放的氣體中有害物質(zhì)和粉塵粒子分離出來。
按粒子大小分有：
A.飄塵：小于10μm微粒。
B.降塵：大于10μm微粒。
C.呼吸性粉塵：能進(jìn)入人體內(nèi)，并能沉降在肺內(nèi)的粉塵，
一般指2-7μm的微粒。
D.總粉塵：指懸浮于空氣中粉塵的總量，指可測得為30μ以下的微粒。
E.有毒粉塵：如鉛、汞、砷等，放射性鈾和釷，游離的sio2。
典型除塵濾筒尺寸：φ324×φ214×660
在150Pa，對2μm微粒的效率是99.99%
總體設(shè)計(jì)是按500M3/H。
收塵：把氣體中的有用粉塵粒子收集起來，再進(jìn)行風(fēng)選
室內(nèi)凈化的:：目前常用美國聯(lián)邦空氣潔凈度標(biāo)準(zhǔn)FS-209E，
指每立方米(英制每立方吋)的空氣中≥0.5μm粒子的數(shù)量:
十萬級:≥0.5μm粒子數(shù)小于(100000個/立方呎)35.3×100000個/立方米
萬級:≥0.5μm粒子數(shù)小于(10000個/立方呎)35.3×10000個/立方米
千級:≥0.5μm粒子數(shù)小于(1000個/立方呎)35.3×1000個/立方米
百級:≥0.5μm粒子數(shù)小于(100個/立方呎)35.3×100個/立方米
十級:≥0.5μm粒子數(shù)小于(10個/立方呎)35.3×10個/立方米
我國新增30萬級:≥0.5μm粒子數(shù)小于(300000個/立方呎)35.3×300000個/立方米過濾器分為粗、中、高中、亞高、高效過濾器產(chǎn)品尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化：國外是英制系列：610×610（24″×24″）過濾器是592×592
我們國產(chǎn)系列：484×484
面速:粗、中效過濾器的面速是2.5米/秒高效過濾器的面速是1.3米/秒
濾速:粗效過濾器是迎風(fēng)面積的1—8倍;中效過濾器是迎風(fēng)面積20-30倍,
高效過濾器是迎風(fēng)面積的60-70倍
往機(jī)器內(nèi)凈化的過濾器：
汽車空氣過濾器:汽車發(fā)動機(jī)工作時，需要大量空氣進(jìn)入氣缸。而發(fā)動機(jī)工作時吸入大量空氣的同時也吸入了許多灰塵。它將加快活塞和氣缸的磨損。所以空氣進(jìn)入發(fā)動機(jī)之前需經(jīng)過空氣濾清器將空氣凈化后，再進(jìn)入汽車發(fā)動機(jī)。
灰塵情況：以１００馬力發(fā)動機(jī)為例，
空氣流量是４００立方米／小時。
良好的路面：含灰量是０．００１ｇ／立方米，４ｇ／１０ｈ
土路：含灰量是0.4－0.45ｇ／立方米，1600-2000ｇ／１０ｈ
沿土路列隊(duì)行駛：含灰量是1.25-2ｇ／立方米,5-8Ｋｇ／１０ｈ
沙漠起風(fēng)暴時：６８Ｋｇ／１０ｈ
空氣壓縮機(jī)：２ｇ／１０ｈ
從以上數(shù)據(jù)不難看出，不同使用條件空氣里含灰量也不同，若用同一種空氣濾在不同工作環(huán)境和不同的工作時間其壽命懸殊也是很大的?？諝鉃V安裝情況：空氣中的含塵量與和地面距離有關(guān)，離地面距離越近灰塵粒子越多越大?？諝庵泻瑝m量與到地面距離的三次方成正比。
由此可見的同一規(guī)格的空氣濾安裝位置不同（空氣進(jìn)口位置）進(jìn)灰量不同，工作壽命也不同。我們經(jīng)常看見有許多汽車，尤其是大卡車，空氣濾進(jìn)氣口都放在駕駛室上部。
過濾介質(zhì)是水:
我國的水資源人均占有量2094M3/a,水世界平均值的1/4。世界上153個國家排名121位。冰島位，科威特是153位。國際上確定，人均水資源占有量1000M3/a為生存起碼需求標(biāo)準(zhǔn)。南方是4000M3/a，北方是900M3/a，河北省只有300M3/a，我們豫北地區(qū)是更嚴(yán)重的缺水地區(qū)。就是這樣的情況水的污染是非常嚴(yán)重的。
水凈化：一般工業(yè)用水的凈化:主要是水的循環(huán)使用和凈化后水的的非飲用水。
有水予過濾、微濾(MF)、高純水用反滲透(RO)、超濾(UF)、納濾(NF)
水予過濾:主要去除大于5μm的粒子。有線繞式濾芯、溶噴式濾芯、片隙式濾芯、梯型絲纏繞式、和金屬網(wǎng)濾芯、布袋式濾芯、活性碳濾芯,還有叫布水器的濾芯等。
微濾(MF):又稱微孔過濾,屬于精密過濾。應(yīng)用于制藥行業(yè)的除菌。
主要去除0.1—10μm的微粒。
操作壓力0.7—7KPa
反滲透(RO):屬于無孔致密膜
它是針對海水和苦咸水除鹽開發(fā)的.
主要應(yīng)用于工業(yè)超純水和飲料業(yè)用水。
對NaCL的截流率達(dá)99.5%
操作壓力1.4—2MPa。除鹽，
不能反洗。可水力沖洗和化學(xué)清洗劑
清洗。
超濾(UF):中空纖維就屬于超濾.
除去水中的膠體和高質(zhì)量大的物質(zhì)。不能除鹽。能反洗。
操作壓力0.07—0.7MPa。
納濾(NF):具有納米級孔徑的分子級過濾。膜本體帶有電荷。截流特性不僅取決于膜孔大小，還有膜靜電作用。能去除1nm溶質(zhì)粒子。
操作壓力0.3—0.7MPa
在過濾的技術(shù)參數(shù)中分兩大類：一類是借助其它物量單位來測定濾材的參數(shù)，如尺寸、重量、耐溫、強(qiáng)度、透氣度等。只有過濾精度是濾材和過濾器獨(dú)有的單位。他是評定濾材和過濾器效果的重要指標(biāo)。
這里只說液體過濾時的精度，測定有三部分組成:
1、試驗(yàn)介質(zhì)（那類液體）
2、被過濾的粒子性質(zhì)和狀態(tài)如原用AC粉又改用SiO2小球。
3、在什么流動參數(shù)下通過。一次通過法還是多次通過法。
只有這些因素為確定值后才能談精度值，也就是說多大粒子通過的效率是多少,或者用濾材前后粒子數(shù)比即過濾比β
例β3≥200
就是說對3μ粒子通過濾材前后的粒子數(shù)比--過濾比是200。
β=N0/NX
N0---濾前粒子顆粒數(shù)
NX---濾后粒子顆粒數(shù)
過濾效率和過濾比β的關(guān)系：
只有這些因素為確定值后才能談精度值，也就是說多大粒子通過的效率是多少,或者用濾材前后粒子數(shù)比即過濾比β
例β3≥200
就是說對3μ粒子通過濾材前后的粒子數(shù)比--過濾比是200。
β=N0/NX
N0---濾前粒子顆粒數(shù)
NX---濾后粒子顆粒數(shù)
過濾效率和過濾比β的關(guān)系：
過濾效率η=(N0-NX)/N0
=1-(N0/NX)
=1-1/(N0/NX)
=1-1/β
過濾比β=200
過濾效率η=1-1/200
=99.5%
過濾器和濾材必須有這樣的一個精度指標(biāo),才能區(qū)分高和低。但濾材的精度不是過濾器的精度。過濾器包含著過濾器殼體內(nèi)部形狀的繞流和離散作用，濾材形狀和面積不同一樣。
在過濾器的使用過程中，由于污染阻力增加，也可以說是過濾器濾芯的有效面積變小了，當(dāng)然流速也變大了，精度也變化了。過濾精度在工作過程中是變化的量。所以過濾器有一個允許的壓力差，壓力差變大說明濾芯的有效面積在變小。
同樣的過濾器在使用中液體粘度不同，流速也不同，精度也變化了。有了濾材必須要設(shè)計(jì)過濾器，濾材是確定過濾器精度的先決條件，但不是什么精度的濾材就是什么精度的過濾器。
水在油中也是污染物,反之油在水中也是水的污染物。這里要說液液分離。其流程是：
固液分離----破乳----聚結(jié)（也叫粗粒化）----分離-----吸附
固液分離：如果在液體內(nèi)有大固體顆粒，混合液微粒就會以顆粒為核心浮在上面，破乳不能把固體顆粒切開。
破乳：要把油包的水（或水包的油）切出來，切割的纖維就要具備比乳泡更小的細(xì)纖維，而且細(xì)纖維在液體的沖擊下不能有變化。
聚結(jié)：及時的把破乳后的微粒變大。(微粒在液體中升降的速度是極低的)
分離：油在水中的上浮速度是水在油中下降速度的50—80倍（等同顆粒）。液液分離都是在低流速和低壓力下進(jìn)行的。
本來水是清澈透明的,油也是清潔的。機(jī)械的運(yùn)行中,產(chǎn)生污染和運(yùn)行中的混合作用,在水多的狀態(tài)下,形成了O/W水包油的乳化液(也會有W/O油包水又包在水中的乳狀混合液)在試驗(yàn)時用280份的水和1份油(重柴油和混合油各一半),在2880轉(zhuǎn)/分的離心泵長期循環(huán)作用下,形成了乳化液(即使放置數(shù)日也不會改變)。做為分離用的試驗(yàn)液。
2.破乳聚結(jié):要把水中油除掉,先要把包著的油從水中取出(切開)這個過程就是破乳。試驗(yàn)用超細(xì)無機(jī)纖維濾層的深層過濾，因?yàn)闊o機(jī)纖維的尺寸微細(xì)和纖維的穩(wěn)定性,乳液在多層的細(xì)纖維上實(shí)現(xiàn)破乳(切割)。又利用無機(jī)纖維的親油性使細(xì)微的油粒掛在纖維上,油粒在纖維上數(shù)量的增多變成大滴。實(shí)現(xiàn)了初的聚結(jié)。
壓向下一層纖維,壓力作用是油滴被壓向下一層纖維，然后在聚結(jié)增大，又移向下游油滴更大。所以說破乳和聚結(jié)是幾乎同時產(chǎn)生的。
3.利用油水的濾速比K分離水中油:破乳聚結(jié)后有了游離狀的油、游離狀的水、和仍是有油有水的。混合液經(jīng)過濾層時，水粘度小通過的速度很快，油粘度大通過的慢,利用速度差大的濾材進(jìn)行油水分離。
如果K=U油/U水=1/50
K---油水的濾速比
U油---有通過濾層的速度
U水----水通過的速度，
也就是說有50份的水通過時只有1份油通過。
在濾層中如果有2層過濾則
K1=K×K=K2=（1/50）2=1/2500
濾層中如果有3層過濾則分離過濾過程：
K2=K3=（1/50）3=1/125000也就是說在12.5萬份水中只有1份油。
濾層中如果有N層過濾則:
KN=KN=1/50N
在濾層結(jié)構(gòu)中有多層無機(jī)纖維過濾,每一個單元層都有再破乳,再聚結(jié)，再過濾的過程，實(shí)現(xiàn)了油水分離。
目前這兩種濾芯的直徑已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，是φ102×φ52（內(nèi)帶波紋固液分離層）和φ152×φ90（不帶波紋固液分離層）
在濾紙上附一層毛狀纖維紙可以大大提高濾芯壽命,即是護(hù)網(wǎng)也能承擔(dān)一部分納污能力。
在管道和濾器殼體上也能想辦法增加過濾器的使用壽命。過濾器的性能決定于濾芯的性能,要有自行設(shè)計(jì)的濾芯和過濾器，少去跟隨國外濾芯跑。
濾器的種類是隨著社會的進(jìn)步越來越多，我們可以把今天做為起步，發(fā)展新產(chǎn)品，開拓新思路。為凈化我們的生存環(huán)境共同努力創(chuàng)造吧！dHbF30