過濾器類型

過濾器類型
能夠流動的物質受到物理或化學作用進行分離的技術稱之為過濾技術。也可以稱之為物態(tài)分離技術。
物質有四態(tài)即固態(tài)、液態(tài)、膠態(tài)、氣態(tài)。介于固態(tài)和液態(tài)中間的膠體物質是分離中難處理的。在現(xiàn)實物質中是不可能或很少的流動物質是一種純的液體、純的氣體,在液態(tài)物質中有固態(tài)粒子、膠體物質和氣體。
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。根據使用要求的不同，過濾器必須把它們進行分離，這也是過濾技術。
１.按物態(tài)不同進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。例如機油過濾器是保留的機油，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。這種分離技術制成的產品是是空氣，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。因為在液壓系統(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)的高點和重要元件之前均設置放氣元件。液體中的含氣量與液體的性質和溫度有關，例如水到沸點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，為了提高空氣的壓縮效率用液體油做密封介質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方法進行分離的。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)。在分離技術中有時是利用物質的變態(tài)再進行分離的方法稱為變態(tài)分離。例如二種液體是水和油，當水變成固體冰時再用篩分法分離即可以把水分離出來。當升溫時水到沸點變成空氣，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際分離過程中都不是單純的某一種分離類型。例如機油濾．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：當溫度為30℃時，流經過濾器的油含量為20℃時的5倍；
當溫度上升為40℃時，流經過濾器的含油量為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。
按介質過濾終點的類型分類:
2.1.過濾介質是空氣:
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：能進入人體內，并能沉降在肺內的粉塵，
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%
總體設計是按500M3/H。
收塵：把氣體中的有用粉塵粒子收集起來，再進行風選
室內凈化的:：目前常用美國聯(lián)邦空氣潔凈度標準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、高效過濾器產品尺寸已經標準化：國外是英制系列：610×610（24″×24″）過濾器是592×592
我們國產系列：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:粗效過濾器是迎風面積的1—8倍;中效過濾器是迎風面積20-30倍,
高效過濾器是迎風面積的60-70倍
往機器內凈化的過濾器：
汽車空氣過濾器:汽車發(fā)動機工作時，需要大量空氣進入氣缸。而發(fā)動機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。所以空氣進入發(fā)動機之前需經過空氣濾清器將空氣凈化后，再進入汽車發(fā)動機。
灰塵情況：以１００馬力發(fā)動機為例，
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
沿土路列隊行駛：含灰量是1.25-2ｇ／立方米,5-8Ｋｇ／１０ｈ
沙漠起風暴時：６８Ｋｇ／１０ｈ
空氣壓縮機：２ｇ／１０ｈ
從以上數(shù)據不難看出，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，離地面距離越近灰塵粒子越多越大。空氣中含塵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（空氣進口位置）進灰量不同，工作壽命也不同。我們經?？匆娪性S多汽車，尤其是大卡車，空氣濾進氣口都放在駕駛室上部。
過濾介質是水:
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為生存起碼需求標準。南方是4000M3/a，北方是900M3/a，河北省只有300M3/a，我們豫北地區(qū)是更嚴重的缺水地區(qū)。就是這樣的情況水的污染是非常嚴重的。
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.
主要應用于工業(yè)超純水和飲料業(yè)用水。
對NaCL的截流率達99.5%
操作壓力1.4—2MPa。除鹽，
不能反洗?？伤_洗和化學清洗劑
清洗。
超濾(UF):中空纖維就屬于超濾.
除去水中的膠體和高質量大的物質。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溶質粒子。
操作壓力0.3—0.7MPa
在過濾的技術參數(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、強度、透氣度等。只有過濾精度是濾材和過濾器獨有的單位。他是評定濾材和過濾器效果的重要指標。
這里只說液體過濾時的精度，測定有三部分組成:
1、試驗介質（那類液體）
2、被過濾的粒子性質和狀態(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,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。有了濾材必須要設計過濾器，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（也叫粗?；?---分離-----吸附
固液分離：如果在液體內有大固體顆粒，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纖維，而且細纖維在液體的沖擊下不能有變化。
聚結：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行的。
本來水是清澈透明的,油也是清潔的。機械的運行中,產生污染和運行中的混合作用,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)在試驗時用280份的水和1份油(重柴油和混合油各一半),在2880轉/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)。做為分離用的試驗液。
2.破乳聚結: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。試驗用超細無機纖維濾層的深層過濾，因為無機纖維的尺寸微細和纖維的穩(wěn)定性,乳液在多層的細纖維上實現(xiàn)破乳(切割)。又利用無機纖維的親油性使細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。實現(xiàn)了初的聚結。
壓向下一層纖維,壓力作用是油滴被壓向下一層纖維，然后在聚結增大，又移向下游油滴更大。所以說破乳和聚結是幾乎同時產生的。
3.利用油水的濾速比K分離水中油:破乳聚結后有了游離狀的油、游離狀的水、和仍是有油有水的?；旌弦航涍^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
在濾層結構中有多層無機纖維過濾,每一個單元層都有再破乳,再聚結，再過濾的過程，實現(xiàn)了油水分離。
目前這兩種濾芯的直徑已經標準化了，是φ102×φ52（內帶波紋固液分離層）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,即是護網也能承擔一部分納污能力。
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,要有自行設計的濾芯和過濾器，少去跟隨國外濾芯跑。
濾器的種類是隨著社會的進步越來越多，我們可以把今天做為起步，發(fā)展新產品，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