磷化濾紙：7個需要了解的過濾概念

1．過濾概念

過濾是在外力作用下，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)稱為過濾介質(zhì)或濾材，所處理的進(jìn)料氣體/液體為污染介質(zhì)；被過濾材料截留的固體顆粒稱為濾餅或濾渣，通過過濾材料后的流體稱為潔凈流體。驅(qū)使流體通過過濾介質(zhì)的推動力可以有重力、壓力（或壓差）和離心力。過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. 過濾機(jī)制

過濾根據(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。過濾介質(zhì)的過濾/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)顆粒物大于過濾介質(zhì)中流道孔徑時，該顆粒物將被攔截去除，這就是直接攔截。過濾介質(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)可以顯著增加過濾介質(zhì)的容污能力，篩網(wǎng)型的材料因為沒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。值得說明的是，當(dāng)兩個較小的顆粒物同時通過流道時有可能因為彼此碰撞在一起形成搭橋的作用，兩者相加的尺寸不能通過過濾介質(zhì)的流道而被截留。

直接攔截

慣性碰撞：當(dāng)流體在過濾介質(zhì)中改變運(yùn)動方向時，慣性使運(yùn)動的顆粒撞擊到濾材表面失去了動力，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)過濾介質(zhì)時流體必須沿彎曲通道行進(jìn)，這將增加該過濾機(jī)理的有效性。

慣性碰撞

擴(kuò)散攔截：因為布朗運(yùn)動，氣體分子(作隨機(jī)運(yùn)動) 碰撞小顆粒或霧滴，這種原理增加了顆粒碰撞過濾介質(zhì)的被截留的幾率，這種就是擴(kuò)散攔截。布朗運(yùn)動特指氣體，因此擴(kuò)散攔截的機(jī)理適用于氣體的過濾，不能適用于液體過濾。被隨機(jī)運(yùn)動的氣體分子碰撞的顆粒，撞擊到過濾介質(zhì)上并被吸附截留，彎曲通道增加過濾機(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)過程中產(chǎn)生的。用這種材料制成的過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，在氣流速度降低時增強(qiáng)。大氣中的氣溶膠（細(xì)固體微粒、液滴或氣體）會很快削弱靜電，并且因為纖維粗，它們的效率會急劇下降。一些研究表明，這些空氣過濾器過濾微粒的能力，在實際工作條件下會迅速下降。

3. 過濾精度

談到過濾精度，需要首先解釋兩組概念，第一，表面過濾和深層過濾，第二，絕對精度和相對精度。

1）表面過濾和深層過濾

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

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

優(yōu)點(diǎn)：單絲結(jié)構(gòu)可反復(fù)清洗，消耗成本較低；

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

b.深層過濾（針刺布、溶噴無紡布）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，常見的過濾材料是高過濾效率深層漸變孔徑結(jié)構(gòu)。

特點(diǎn)：過濾介質(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)過濾介質(zhì)的孔徑由大逐漸變小或密度變小，流體流經(jīng)過濾介質(zhì)時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，深層過濾材料的壽命比表面過濾的短。

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

2）絕對精度和相對精度

絕對精度：是指能100%濾除所標(biāo)示精度之顆粒。對任何一種過濾器而言，這幾乎是一個不可能達(dá)到，而且不實際的標(biāo)準(zhǔn)，因為100%是一個無窮大的值。市面上通稱的絕對過濾器如薄膜等，嚴(yán)格地說，只能稱"趨近于絕對“

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

4. 壓差

過濾器使用時上游和下游之間的壓力差別稱為壓差。新的過濾器開始使用未捕集任何污染物之前時的壓差稱為凈壓差或初始壓差。過濾器結(jié)構(gòu)不受破壞的最大壓差極限值稱為最大允許壓差。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. 過濾器的壽命曲線

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

6. 過濾面積

過濾器的過濾介質(zhì)和流體接觸的面積叫過濾面積，過濾面積越大過濾器壽命越長，容污量越大。過濾器的過濾器面積增加一倍其壽命遠(yuǎn)大于一倍，例如一個具有10孔的過濾器當(dāng)其中5個孔被堵塞時壓差為1 psid，而另一個20孔的過濾器其中5個孔被堵塞時壓差僅為1/3 psid，直到15個孔被堵塞剩下5個孔此時壓差才能達(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)過濾介質(zhì)的孔徑由大逐漸變小或密度變小，流體流經(jīng)過濾介質(zhì)時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，這就是過濾材料漸變孔徑的重要意義。

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