Типы фильтрующего материала и механизм фильтрации Исследование

Что такое фильтрующий материал? Фильтрация относится к процессу очистки удаления дисперсных частиц пыли из жидкости с пористой средой. При фильтрации вследствие инерционного столкновения, перехвата, диффузии, просеивания, а также электростатической силы, силы тяжести и других воздействий взвешенные в жидкости частицы пыли оседают на поверхности пористой среды или содержатся в ней. В качестве пористого материала его структура может быть волокнистой, пористой или комбинацией этих структур, совместно именуемых фильтрующими материалами. Фильтрующие материалы широко используются практически во всех ситуациях, когда пыль образуется в результате деятельности человека, включая промышленное производство, транспорт, коммерческую деятельность и повседневную жизнь.

Various filter materials against a black background

Типы фильтрующих материалов

В соответствии с различными видами использования фильтрующих материалов мы классифицируем их на три категории, уделяя особое внимание материалам впускного фильтра и материалам выпускного фильтра.

  • Первая категория: Впускные фильтрующие материалы, используемые для фильтрации частиц пыли в воздухе. Они далее делятся на фильтрующие материалы для создания чистого воздуха и материалы для защиты машин.
  • Вторая категория: Материалы фильтра вытыхания, используемые для того чтобы фильтровать пыл-груженные газы испущенные промышленными и горнодобывающими предприятиями, защищая атмосферу от загрязнения.
  • Третья категория: Жидкие фильтрующие материалы, используемые для фильтрации примесей из жидкостей, таких как вода и масло.

Впускная фильтрация против фильтрации выхлопных газов

И фильтрация входа и фильтрация вытыхания подпадают под категорию технологии очищения фильтрации. У них много схожих принципов работы, и их различия изложены ниже.

Различные цели

Впускная фильтрация в основном используется в системах очистки, вентиляции и кондиционирования воздуха и редко устанавливается в заводских системах удаления выхлопной пыли. Фильтрация выхлопных газов в основном применяется в процессе удаления пыли.

Структура фильтрующего материала

Впускные фильтрующие материалы включают металлическую сетку, нетканые материалы или специальную фильтровальную бумагу, которые не требуют очистки от пыли и регенерации. Материалы выхлопных фильтров требуют очистки и регенерации пыли в процессе удаления пыли, со сроком службы фильтрующего материала 3–5 лет.

Входная концентрация

Массовая концентрация фильтрующих материалов на входе для различных применений на впуске обычно ниже 5 мг/м3, в то время как для выхлопных газов она может превышать 100 г/м3. Некоторые материалы выхлопных фильтров даже не имеют ограничений по концентрации на входе.

Различные скорости фильтрации

Скорость фильтрации материалов впускного фильтра обычно составляет 01–25 м/с, тогда как для материалов выпускного фильтра она обычно составляет 06–16 м/мин, отличаясь на 1–2 порядков величины.

Различные концентрации разряда

Массовая концентрация выбросов при очистке выхлопных газов, как правило, составляет 10–30 мг/м3, причем в некоторых системах она составляет менее 10 мг/м3, что считается сверхнизким уровнем выбросов. После очистки на входе концентрация на выходе иногда измеряется по количеству частиц.

Типы фильтрующих материалов

Folded glass fiber woven filter fabric
Тканый фильтрующий материал

Ткань изготовлена путем переплетения пряденных волокон по определенной схеме, в основном состоящей из полотняного переплетения, саржевого переплетения и атласного переплетения.

Polyester non-woven filter material on the table
Non-Сплетенный Материал Фильтра

Нетканый фильтрующий материал-это тип фильтрующего материала, который образует волокнистую сеть напрямую без общих процессов прядения и плетения. Для натуральных волокон можно использовать тепло, влагу, давление и движение, чтобы склеить их в войлок.

PE Sinter-plated filter on a gray background
Термопластичный Формованный Фильтрующий Материал

Фильтрующий материал производится путем горячего прессования полимеров в однопоровые фильтрующие элементы, а затем покрытия их специальными материалами. Своим репрезентативным материалом фильтра рифленая спеченная плита, отличающ высокой эффективностью удаления пыли, стабилизированным сопротивлением, и длинной продолжительностью жизни.

Porous ceramic filter material on a blue background
Пористый керамический фильтрующий материал

Пористый керамический фильтрующий материал представляет собой фильтрующий материал, изготовленный путем спекания огнеупорных материалов со связующими при высоких температурах. Его внутренняя структура содержит многочисленные мелкие поры с контролируемыми размерами пор, которые взаимосвязаны.

Car filter paper on a black background
Материал бумажного фильтра

Тонкие фильтрующие материалы, изготовленные методом мокрого производства бумаги, удобны для складывания в плиссированные фильтрующие картриджи и высокоэффективные фильтры. Они имеют характеристики увеличения площади фильтрации и уменьшения следа и пространства пылесборников.

Composite filter material on a gray background
Композитный фильтрующий материал

Фильтрующие материалы, изготовленные двумя или более способами или состоящие из двух или более материалов, называются композитными фильтрующими материалами. Обработка композитных фильтрующих материалов в основном включает такие методы, как адгезионное склеивание и склеивание горячим прессом.

Механизм фильтрации фильтрующего материала

Механизм фильтрации фильтрующих материалов можно разделить на пять основных типов: поверхностная грубая фильтрация, глубокая грубая фильтрация, глубокая фильтрация, фильтрация торта и фильтрация очистки токсичных и вредных газов.

Comparison of surface and depth filtration
Поверхностная грубая фильтрация & Глубина грубой фильтрации

Поверхностная грубая фильтрация происходит, когда частицы больше, чем поры фильтра и не могут пройти через них. Глубинная грубая фильтрация относится к частицам, попадающим в более глубокую часть фильтрующей среды, где они попадают в ловушку, потому что размер канала глубокого потока меньше размера частиц.

Schematic diagram of depth filtration of filter material
Глубинная фильтрация (фильтр глубинного типа)

Он включает в себя механизм удаления частиц из жидкостей, даже если частицы могут быть меньше диаметра некоторых точек в структуре фильтра. Большинство теорий, связанных с неткаными фильтрующими материалами, основаны на эффекте глубокой фильтрации.

Schematic diagram of filter cake filtration
Фильтр Фильтрация торта

Фильтрация корки фильтра слоя пыли ссылается на процесс где частицы захвачены и аккумулированы в слой корки фильтра на или около поверхности материала фильтра, участвуя в фильтрации.

TiO2 material purification of toxic gas schematic
Очистка и фильтрация токсичных & вредных газов

Токсичные и вредные газы-это газообразные молекулярные частицы, которые, подобно воздуху, могут проникать в фильтрующий материал. Однако после специальной обработки слоя волокна обычного фильтрующего материала они также могут быть отделены, захвачены и очищены. Например, с использованием нано TiO2 Фотокаталитические материалы.

Тенденции развития фильтрующих материалов

С непрерывным расширением областей применения фильтрующих материалов тенденция замены других методов удаления пыли методами удаления фильтрующей пыли тесно связана с широким применением фильтрующих материалов для удаления пыли, помимо увеличения требований к охране окружающей среды и здоровью человека. В настоящее время развитие фильтрующих материалов для удаления пыли имеет следующие тенденции:

  • Разнообразие, спецификации и функции синтетических волокнистых материалов, используемых в материалах выхлопных фильтров, постоянно расширяются, а технология обработки становится все более передовой и разумной, что указывает на тенденцию постепенной замены материалов из стекловолокна.
  • Комплексное представление игл-пробитых материалов фильтра войлока главно к этому из материалов фильтра ткани, показывая тенденцию постепенно заменять материалы фильтра ткани.
  • Фильтрующие материалы, изготовленные из смеси различных материалов, постоянно разрабатываются. Смешивание различных волокон дополняет сильные и слабые стороны друг друга, повышая всестороннюю производительность фильтрующих материалов.
  • Фильтрующие материалы с градиентной структурой и фильтрующие материалы с мембранным покрытием появляются в бесконечном потоке. Фильтрационные характеристики фильтрующих материалов эволюционировали от глубокой фильтрации к поверхностной фильтрации, обеспечивая техническую поддержку для эффективной очистки и контроля вдыхаемой пыли, такой как ТЧ10 И даже ПМ2,5.
  • Развитие и технологическая зрелость функциональных фильтрующих материалов с такими свойствами, как устойчивость к высоким температурам, коррозионная стойкость, антистатические, масляные и водоотталкивающие свойства, устойчивость к гидролизу и стойкость к окислению, расширили области их применения.
  • С появлением новых материалов, таких как каталитические покрытия, наноматериалы и фотокатализаторы, а также с развитием новых технологий, таких как фотокатализаторы, фильтрующие материалы теперь имеют двойную функцию удаления пыли и очистки выхлопных газов, расширяя диапазон их применения в области очистки токсичных и вредных выхлопных газов.
  • Диапазон применения фильтрующих материалов начинает расширяться во все аспекты производства и жизни людей, что становится необходимым для развития производства и улучшения качества жизни.