أنواع مواد التصفية وبحوث آلية الترشيح

ما هي مواد التصفية ؟ يشير الترشيح إلى عملية التنقية لإزالة جزيئات الغبار المشتتة من السائل بوسيط مسامي. أثناء الترشيح ، بسبب الاصطدام بالقصور الذاتي ، والاعتراض ، والانتشار ، والنخل ، وكذلك القوة الكهروستاتيكية ، والجاذبية ، وغيرها من الآثار ، تترسب جزيئات الغبار المعلقة في السائل على سطح الوسط المسامي أو الواردة داخله. كمادة مسامية ، قد يكون هيكلها ليفي ، مسامي ، أو مزيج من هذه الهياكل ، يشار إليها مجتمعة باسم مواد التصفية. تستخدم مواد التصفية على نطاق واسع في جميع الحالات تقريبًا حيث يتولد الغبار عن الأنشطة البشرية ، بما في ذلك الإنتاج الصناعي والنقل والأنشطة التجارية والحياة اليومية.

أنواع مواد الترشيح

وفقًا للاستخدامات المختلفة لمواد التصفية ، فإننا نصنفها إلى ثلاث فئات ، مع التركيز على مواد تصفية المدخول ومواد تصفية العادم.

• الفئة الأولى: مواد تصفية المدخول ، تستخدم لتصفية جزيئات الغبار في الهواء. يتم تقسيمها إلى مواد تصفية لخلق الهواء النقي وتلك لحماية الآلات.
• الفئة الثانية: مواد تصفية العادم ، تستخدم لتصفية الغازات المحملة بالغبار المنبعثة من المؤسسات الصناعية والتعدينية ، وحماية الغلاف الجوي من التلوث.
• الفئة الثالثة: مواد تصفية السائل ، تستخدم لتصفية الشوائب من السوائل مثل الماء والزيت.

ترشيح السحب مقابل ترشيح العادم

كل من ترشيح السحب وتصفية العادم تندرج تحت فئة تكنولوجيا تنقية الترشيح. أنها تشترك في العديد من مبادئ العمل المماثلة ، مع خلافاتهم المبينة على النحو التالي.

أنواع مواد الترشيح

مادة تصفية منسوجة

يتكون النسيج من ألياف منسوجة متشابكة بنمط معين ، يتكون أساسًا من نسج عادي ، نسج نسيج قطني طويل ، ونسيج ساتان.

مادة ترشيح غير منسوجة

مادة التصفية غير المنسوجة هي نوع من مواد الترشيح التي تشكل شبكة ألياف مباشرة دون عمليات الغزل والنسيج العامة. بالنسبة للألياف الطبيعية ، يمكن استخدام الحرارة والرطوبة والضغط والحركة لربطها في شعر.

مادة مرشح مصبوب بالحرارة

يتم تصنيع مادة المرشح عن طريق البوليميرات بالضغط الساخن في عناصر مرشح ذات مسام واحد ، ثم يتم طلاتها بمواد خاصة. مادة مرشحها التمثيلية هي الصفيحة المتلدة المموجة ، تتميز بكفاءة عالية لإزالة الغبار ، ومقاومة مستقرة ، وعمر طويل.

مادة تصفية السيراميك المسامية

مادة تصفية السيراميك المسامية هي مادة مرشح مصنوعة من مواد التكلس المقاومة للحرارة مع مواد الربط في درجات حرارة عالية. يحتوي هيكلها الداخلي على العديد من المسام الدقيقة بأحجام مسام يمكن التحكم فيها ومترابطة.

مادة مرشح ورقي

مواد التصفية الرقيقة المصنوعة باستخدام طريقة صناعة الورق الرطب ملائمة للطي إلى خراطيش تصفية مطوية ومرشحات عالية الكفاءة. لديهم خصائص زيادة مساحة الترشيح وتقليل بصمة ومساحة مجمعات الغبار.

مادة ترشيح مركبة

مواد التصفية المصنوعة بواسطة طريقتين أو أكثر أو تتكون من اثنين أو أكثر من المواد تسمى مواد الترشيح المركبة. تتضمن معالجة مواد الترشيح المركبة بشكل رئيسي أساليب مثل الترابط اللاصق والترابط بالضغط الساخن.

آلية ترشيح لمواد الترشيح

يمكن تلخيص آلية الترشيح لمواد المرشح إلى خمسة أنواع أساسية: الترشيح الخشن السطحي ، الترشيح الخشن للعمق ، الترشيح المتعمق ، ترشيح كعكة المرشح ، وترشيح تنقية الغازات السامة والضارة.

ترشيح خشن للسطح وتصفية خشنة للعمق

يحدث الترشيح الخشن السطحي عندما تكون الجسيمات أكبر من مسام المرشح ولا يمكن أن تمر. يشير ترشيح العمق الخشن إلى الجسيمات التي تدخل الجزء الأعمق من وسط المرشح ، حيث يتم محاصروها لأن حجم قناة التدفق العميق أصغر من حجم الجسيمات.

ترشيح العمق (مرشح نوع العمق)

يشمل آلية إزالة الجسيمات من السوائل ، حتى لو كانت الجسيمات أصغر من قطر بعض النقاط في هيكل المرشح. تعتمد معظم النظريات المتعلقة بمواد التصفية غير المنسوجة على تأثير الترشيح المتعمق.

فلتر ترشيح الكعك

يشير ترشيح كعكة مرشح طبقة الغبار إلى العملية التي يتم فيها التقاط الجسيمات وتراكمها في طبقة من كعكة المرشح على سطح مادة المرشح أو بالقرب منها ، والمشاركة في الترشيح.

تنقية وترشيح الغازات السامة والضارة

الغازات السامة والضارة هي جسيمات جزيئية غازية يمكنها ، مثل الهواء ، اختراق مادة المرشح. ومع ذلك ، بعد معالجة خاصة لطبقة ألياف المواد التقليدية للمرشح ، يمكن أيضًا فصلها ، التقاطها ، وتنقيتها. على سبيل المثال ، باستخدام نانو تيو₂ مواد تحفيزية ضوئية.

اتجاهات تطوير مواد الترشيح

مع التوسع المستمر لمجالات تطبيق مواد التصفية ، يرتبط اتجاه استبدال طرق إزالة الغبار الأخرى بطرق إزالة الغبار بالترشيح ارتباطًا وثيقًا بالتطبيق الواسع النطاق لمواد تصفية إزالة الغبار ، بصرف النظر عن زيادة متطلبات حماية البيئة وصحة الإنسان. في الوقت الحالي ، يحتوي تطوير مواد تصفية إزالة الغبار على الاتجاهات التالية:

• تتوسع مجموعة مواد الألياف الاصطناعية المستخدمة في مواد فلتر العادم ومواصفاتها ووظائفها باستمرار ، وأصبحت تكنولوجيا المعالجة أكثر تقدمًا ومعقولة ، مما يشير إلى اتجاه استبدال مواد الألياف الزجاجية تدريجيًا.
• يتفوق الأداء الشامل لمواد ترشيح اللباد المثقوب بالإبرة على مواد مرشح النسيج ، مما يشير إلى اتجاه استبدال مواد مرشح النسيج تدريجيا.
• يجري باستمرار تطوير مواد التصفية المصنوعة من خليط من مواد مختلفة. مزج ألياف مختلفة يكمل نقاط القوة والضعف لبعضها البعض ، مما يعزز الأداء الشامل لمواد التصفية.
• مواد تصفية هيكل متدرج ومواد تصفية مغلفة بالغشاء آخذة في الظهور في تيار لا نهاية له. تطور أداء الترشيح لمواد الترشيح من الترشيح المتعمق إلى الترشيح السطحي ، مما يوفر الدعم الفني لتنقية فعالة والتحكم في الغبار القابل للتنقية مثل PM₁₀ وحتى مساء_2.5.
• إن التطور والنضج التكنولوجي لمواد الترشيح الوظيفية مع خصائص مثل مقاومة درجات الحرارة العالية ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة الاستاتيكيه ، وطارد الزيت والماء ، ومقاومة التحلل المائي ، ومقاومة الأكسدة قد وسعت مجالات تطبيقها.
• مع ظهور مواد جديدة مثل الطلاء المحفز والمواد النانوية وحفازات ضوئية ، بالإضافة إلى تطوير تقنيات جديدة مثل محفزات ضوئية ، أصبح لمواد التصفية الآن وظائف مزدوجة لتنقية الغبار وغاز العادم ، مما يوسع نطاق تطبيقها إلى مجال تنقية غازات العادم السامة والضارة.
• بدأ نطاق تطبيق مواد التصفية في التوسع في جميع جوانب الإنتاج وحياة الناس ، ليصبح ضروريًا لتطوير الإنتاج وتحسين نوعية الحياة.