1．過(guò)濾概念

過(guò)濾是在外力作用下，利用有孔介質(zhì)從流體(液體或氣體)中除去/分離目標(biāo)物質(zhì)。其中多孔介質(zhì)稱(chēng)為過(guò)濾介質(zhì)或?yàn)V材，所處理的進(jìn)料氣體/液體為污染介質(zhì)；被過(guò)濾材料截留的固體顆粒稱(chēng)為濾餅或?yàn)V渣，通過(guò)過(guò)濾材料后的流體稱(chēng)為潔凈流體。驅(qū)使流體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的推動(dòng)力可以有重力、壓力（或壓差）和離心力。過(guò)濾操作的目的可能是為了獲得清凈的流體產(chǎn)品，也可能是為了得到流體中的部分成分。

2. 過(guò)濾機(jī)制

過(guò)濾根據(jù)機(jī)理的不同可以分為直接攔截、慣性碰撞和擴(kuò)散攔截。過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾/分離效率由三種機(jī)理共同作用而增強(qiáng)，最終效率為三者共同作用的結(jié)果。

直接攔截：當(dāng)顆粒物大于過(guò)濾介質(zhì)中流道孔徑時(shí)，該顆粒物將被攔截去除，這就是直接攔截。過(guò)濾介質(zhì)能夠截留的顆粒物越多則容污量越強(qiáng)，而彎曲的流道結(jié)構(gòu)可以顯著增加過(guò)濾介質(zhì)的容污能力，篩網(wǎng)型的材料因?yàn)闆](méi)有彎曲流道從而不能增加容污能力，只能講顆粒物截留在表面一層。值得說(shuō)明的是，當(dāng)兩個(gè)較小的顆粒物同時(shí)通過(guò)流道時(shí)有可能因?yàn)楸舜伺鲎苍谝黄鹦纬纱顦虻淖饔?，兩者相加的尺寸不能通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的流道而被截留。

直接攔截

慣性碰撞：當(dāng)流體在過(guò)濾介質(zhì)中改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)，慣性使運(yùn)動(dòng)的顆粒撞擊到濾材表面失去了動(dòng)力，因吸附力的存在顆粒便停留在撞擊表面，這就是慣性碰撞。如果流經(jīng)過(guò)濾介質(zhì)時(shí)流體必須沿彎曲通道行進(jìn)，這將增加該過(guò)濾機(jī)理的有效性。

慣性碰撞

擴(kuò)散攔截：因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動(dòng)，氣體分子(作隨機(jī)運(yùn)動(dòng)) 碰撞小顆?；蜢F滴，這種原理增加了顆粒碰撞過(guò)濾介質(zhì)的被截留的幾率，這種就是擴(kuò)散攔截。布朗運(yùn)動(dòng)特指氣體，因此擴(kuò)散攔截的機(jī)理適用于氣體的過(guò)濾，不能適用于液體過(guò)濾。被隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的氣體分子碰撞的顆粒，撞擊到過(guò)濾介質(zhì)上并被吸附截留，彎曲通道增加過(guò)濾機(jī)制的有效性。

擴(kuò)散攔截

靜電吸引：高分子纖維帶有靜電。粗纖維的靜電是在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的。用這種材料制成的過(guò)濾器采用靜電吸附原理，而不是以上所述的機(jī)械原理。靜電效應(yīng)取決于纖維和灰塵的電荷，在氣流速度降低時(shí)增強(qiáng)。大氣中的氣溶膠（細(xì)固體微粒、液滴或氣體）會(huì)很快削弱靜電，并且因?yàn)槔w維粗，它們的效率會(huì)急劇下降。一些研究表明，這些空氣過(guò)濾器過(guò)濾微粒的能力，在實(shí)際工作條件下會(huì)迅速下降。

3. 過(guò)濾精度

談到過(guò)濾精度，需要首先解釋兩組概念，第一，表面過(guò)濾和深層過(guò)濾，第二，絕對(duì)精度和相對(duì)精度。

1）表面過(guò)濾和深層過(guò)濾

表面過(guò)濾主要采用篩網(wǎng)材料，深度過(guò)濾則采用毛氈材料，它們的區(qū)別如下：

a.表面過(guò)濾（尼龍單絲、金屬單絲）將過(guò)濾中雜質(zhì)直接截留在材料表面。

優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)谓z結(jié)構(gòu)可反復(fù)清洗，消耗成本較低；

缺點(diǎn)：表面過(guò)濾模式，易造成濾袋表面堵塞，該類(lèi)型產(chǎn)品最適用于精度較低的粗濾場(chǎng)合，過(guò)濾精度25-1200μm。

b.深層過(guò)濾（針刺布、溶?chē)姛o(wú)紡布）是較大的顆粒雜質(zhì)被截留在纖維表面，

細(xì)微顆粒則被捕捉于濾材深層中，常見(jiàn)的過(guò)濾材料是高過(guò)濾效率深層漸變孔徑結(jié)構(gòu)。

特點(diǎn)：過(guò)濾介質(zhì)有一定厚度，纖維組織疏松，高空隙率增加了雜質(zhì)的容截量，如果孔徑或密度不變，流體中的顆粒物將在外層被攔截形成一層濾餅，而當(dāng)過(guò)濾介質(zhì)的孔徑由大逐漸變小或密度變小，流體流經(jīng)過(guò)濾介質(zhì)時(shí)較大的顆粒物在外層被捕捉，較小的顆粒物在中間層被捕捉，大多數(shù)更小的顆粒物穿過(guò)外層和中間層到達(dá)更精密的內(nèi)存被捕捉，這種材料的捕捉能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前者，這就是過(guò)濾材料漸變孔徑的重要意義。

缺點(diǎn)：相同精度數(shù)值下，深層過(guò)濾材料的壽命比表面過(guò)濾的短。

概括的說(shuō)，表面過(guò)濾篩網(wǎng)類(lèi)材料可直接測(cè)定所得孔徑數(shù)值，即為濾材的精度。而深層過(guò)濾是無(wú)法測(cè)定得到確切的數(shù)值的，故常規(guī)的標(biāo)定方法是將一類(lèi)具有相應(yīng)克重，厚度及透濾性的材料標(biāo)定為某個(gè)額定精度。

2）絕對(duì)精度和相對(duì)精度

絕對(duì)精度：是指能100%濾除所標(biāo)示精度之顆粒。對(duì)任何一種過(guò)濾器而言，這幾乎是一個(gè)不可能達(dá)到，而且不實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)?00%是一個(gè)無(wú)窮大的值。市面上通稱(chēng)的絕對(duì)過(guò)濾器如薄膜等，嚴(yán)格地說(shuō)，只能稱(chēng)"趨近于絕對(duì)“

相對(duì)精度：是指一定非100%攔截所標(biāo)示精度的雜質(zhì)顆粒。公稱(chēng)精度并沒(méi)有一個(gè)業(yè)者共同認(rèn)定并遵行的標(biāo)準(zhǔn)。也就是說(shuō)甲公司可以把公稱(chēng)精度訂在85-95%，而乙公司卻寧可訂在50-70%。換句話說(shuō)，甲公司的25微米過(guò)濾精度可能等于乙公司的10微米，或者更細(xì)。對(duì)此問(wèn)題，選擇合適過(guò)濾精度時(shí)的根本解決之道是"試用"。

4. 壓差

過(guò)濾器使用時(shí)上游和下游之間的壓力差別稱(chēng)為壓差。新的過(guò)濾器開(kāi)始使用未捕集任何污染物之前時(shí)的壓差稱(chēng)為凈壓差或初始?jí)翰?。過(guò)濾器結(jié)構(gòu)不受破壞的最大壓差極限值稱(chēng)為最大允許壓差。壓差由流體的阻力產(chǎn)生，凈壓差由濾孔產(chǎn)生。常用的壓差單位有兆帕MPa，bar或psi。

5. 過(guò)濾器的壽命曲線

在流體的流速恒定的時(shí)候，潔凈的過(guò)濾器凈壓差較小，隨著過(guò)濾時(shí)間的上升壓差緩慢上升可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)或數(shù)天，直到過(guò)濾器的流道大部分被顆粒物堵塞后，壓差會(huì)陡然以極快的速度上升如果更換過(guò)濾器可能在半小時(shí)內(nèi)達(dá)到能夠承受的最大壓差，如果仍然未更換過(guò)濾器則可能導(dǎo)致過(guò)濾器破損，過(guò)濾失效且原本被過(guò)濾器截留的顆粒物雜質(zhì)會(huì)泄露至潔凈的流體中造成嚴(yán)重后果，這個(gè)曲線拐點(diǎn)就是過(guò)濾器建議更換壓差。

6. 過(guò)濾面積

過(guò)濾器的過(guò)濾介質(zhì)和流體接觸的面積叫過(guò)濾面積，過(guò)濾面積越大過(guò)濾器壽命越長(zhǎng)，容污量越大。過(guò)濾器的過(guò)濾器面積增加一倍其壽命遠(yuǎn)大于一倍，例如一個(gè)具有10孔的過(guò)濾器當(dāng)其中5個(gè)孔被堵塞時(shí)壓差為1 psid，而另一個(gè)20孔的過(guò)濾器其中5個(gè)孔被堵塞時(shí)壓差僅為1/3 psid，直到15個(gè)孔被堵塞剩下5個(gè)孔此時(shí)壓差才能達(dá)到1 psid，因此其使用壽命增加了3倍。

7. 漸變孔徑

有一定厚度的過(guò)濾介質(zhì)，如果孔徑或密度不變，流體中的顆粒物將在外層被攔截形成一層濾餅，而當(dāng)過(guò)濾介質(zhì)的孔徑由大逐漸變小或密度變小，流體流經(jīng)過(guò)濾介質(zhì)時(shí)較大的顆粒物在外層被捕捉，較小的顆粒物在中間層被捕捉，大多數(shù)更小的顆粒物穿過(guò)外層和中間層到達(dá)更精密的內(nèi)存被捕捉，這種材料的捕捉能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前者，這就是過(guò)濾材料漸變孔徑的重要意義。

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