PALL过滤原理.ppt

1、Filtration.Separation.Solution.TM,过 滤 原 理,Filtration.Separation.Solution.TM,滤材,孔,定义,过滤 利用有孔介质从流体(液体或气体)中除去污染物,Filtration.Separation.Solution.TM,定义,1 微米 (um) 等于: 106 米 103 毫米 3.910 -5 英寸 又称 micron,微米,Filtration.Separation.Solution.TM,定义,小颗粒的相对尺寸,Filtration.Separation.Solution.TM,小颗粒的相对尺寸,Filtration.S

2、eparation.Solution.TM,定义,过滤 / 分离范围,Filtration.Separation.Solution.TM,过滤器的功能,过滤器经常被认为是一种简单的网或筛子， 过滤 / 分离是在一个平面上进行的。,Filtration.Separation.Solution.TM,过滤器的功能,实际上，颇尔生产的过滤器滤材具有深度。 “弯曲通道”的结果对于污染物的去除起到了 辅助作用,Filtration.Separation.Solution.TM,过滤器的功能,“弯曲通道”存在于：,浇铸膜,或 纤维缠绕,Filtration.Separation.Solution.TM,过

3、 滤 机 理,Filtration.Separation.Solution.TM,三种过滤机制,直接拦截 惯性撞击 扩散拦截,Filtration.Separation.Solution.TM,直接拦截,液体中的基本过滤机制 本质是一种筛分效应，机械拦截颗粒 例如：一种简单的筛网可以拦截尺寸 大于其孔径的颗粒,Filtration.Separation.Solution.TM,直接拦截,颗粒大于孔径,Filtration.Separation.Solution.TM,直接拦截,绝对截留 - 颗粒被捕获在滤材纤维之间形成的孔中,Filtration.Separation.Solution.TM,

4、直接拦截,当颗粒大于流道孔径时即被该结构去除 容污能力可以用弯曲结构提高 筛网无此作用,Filtration.Separation.Solution.TM,直接拦截,通过搭桥作用，尺寸小于滤孔的颗粒也可被拦截 不规则形状的颗粒 / 方向性 多个颗粒同时撞击到同一个滤孔,Filtration.Separation.Solution.TM,直接拦截,不规则形状的搭桥,Filtration.Separation.Solution.TM,直接拦截,多个小颗粒的搭桥,Filtration.Separation.Solution.TM,惯性撞击,尺寸小于滤材孔径的颗粒的辅助拦截方式 流体携带的颗粒由于质量

5、和线速度而具有直线 运动的惯性 颗粒离开流体主流而撞击到滤材上,Filtration.Separation.Solution.TM,惯性撞击,Filtration.Separation.Solution.TM,惯性撞击,当流体改变运动方向时，惯性使颗粒撞击到滤材表面,因吸附力的存在颗粒便停留在撞击表面,Filtration.Separation.Solution.TM,惯性撞击,当流经过滤介质时流体必须沿弯曲通道行进。 这将增加该过滤机理的有效性。,Filtration.Separation.Solution.TM,惯性撞击,Filtration.Separation.Solution.TM,

6、惯性撞击,颗粒被机械拦截或被吸附拦截 在气体中比在液体中更有效. 对大于 0.5 - 1.0 微米的颗粒很有效.,Filtration.Separation.Solution.TM,吸附,表面相互作用 电荷不同 范德华力(Van der Waals),拦截尺寸小于滤孔的颗粒,由于:,Filtration.Separation.Solution.TM,吸附,表面作用,Filtration.Separation.Solution.TM,Zeta 正电势: 滤材所带的正电荷捕捉带负电的污染物 絮凝: 添加高分子电解质 (例如淀粉) 使细颗粒凝聚成较大的颗粒进而形成滤饼 助滤剂: 添加助滤剂 (例如：

7、硅藻土) 以形成滤饼,液体过滤的辅助方式,Filtration.Separation.Solution.TM,扩散拦截,气体分子 (作随机运动) 碰撞小颗粒或雾滴 布朗运动(Brownian motion)碰撞的结果， 增加了颗粒碰撞过滤介质的机会 仅在气体中有效,Filtration.Separation.Solution.TM,扩散拦截,气体分子作布朗运动,Filtration.Separation.Solution.TM,扩散拦截,Filtration.Separation.Solution.TM,扩散拦截,被随机运动的气体分子碰撞的颗粒 撞击到过滤介质上并被吸附截留,Filtratio

8、n.Separation.Solution.TM,扩散拦截,当流经过滤介质时流体必须沿弯曲通道行进。 这将增加过滤机制的有效性。,Filtration.Separation.Solution.TM,扩散拦截,气体过滤器能够去除尺寸远小于其液体精度 的污染物 对细小颗粒 (0.1 - 0.3微米)非常有效 如果一个气体过滤器在湿润环境中运行， 它的去除能力即变为液体精度,Filtration.Separation.Solution.TM,小结,过滤介质的过滤 / 分离效率由于 直接拦截 惯性撞击 扩散拦截 的共同作用而增强,Filtration.Separation.Solution.TM,过滤

9、机理总结,直接拦截,惯性撞击,扩散拦截,Filtration.Separation.Solution.TM,过滤精度,Filtration.Separation.Solution.TM,依据绝对精度或公称精度,如何确定过滤器的性能呢？,Filtration.Separation.Solution.TM,公称精度,公称精度的定义：基于大于或等于给定尺寸所有颗粒的某一去除百分数，由过滤器厂商指定的有争议的微米数值。它几乎没有好的详细说明，也无再现性。,noNon-fixed pore construction,1. 有争议的微米精度 2.由制造商自己指定 3.去除重量百分比 4.可变的、不可再现的

10、下游流体质量 5.非固定孔结构,Filtration.Separation.Solution.TM,重量与数量,One ” marble in a barrel.,256 billion 2 m particles,Filtration.Separation.Solution.TM,独创的绝对精度,定义 在指定试验条件下能够通过过滤器的最大刚性球形颗粒的直径。 它是过滤器元件中最大开孔的标志。,Filtration.Separation.Solution.TM,过滤精度挑战试验方法( 1 m),微粒挑战 玻璃珠 中等硅土试验粉尘 粗硅土试验粉尘 乳胶球形颗粒 聚苯乙烯球形颗粒,Filtrati

11、on.Separation.Solution.TM,结果表达,由计数器读数计算“过滤比” 或称 “Beta 比”，符号 ,x =,下游大于直径 x 的微粒数,Filtration.Separation.Solution.TM,Pall绝对精度由F-2试验确定,经F-2试验评定的Pall过滤器给定“绝对精度”。 对这类过滤器， Beta 值 5000,Filtration.Separation.Solution.TM,Beta 值,1,000,000 Particles Xm,效率,Filtration.Separation.Solution.TM,Beta标定过滤器的特征,截留微粒尺寸清楚 流

12、体质量能够再现 固定孔结构 公认的精度标准,Filtration.Separation.Solution.TM,过滤介质类型,Filtration.Separation.Solution.TM,表面过滤介质 深度过滤介质,滤材类型,通常，过滤器滤材可分为两类：,* 过滤器制造商对这些述语的 正式定义还未达成一致,Filtration.Separation.Solution.TM,表面过滤介质: 金属编织网粉末烧结 深度过滤介质: 浇铸膜结构 纤维材料结构,滤材类型,颇尔公司制造两类介质:,Filtration.Separation.Solution.TM,表面过滤介质,所有滤孔在同一个平面上

13、依靠直接拦截捕获颗粒,最严格的定义:,Filtration.Separation.Solution.TM,表面过滤,Filtration.Separation.Solution.TM,表面或筛网过滤的局限,主要依靠直接拦截。小于孔径的颗粒将穿过。 惯性撞击无效. 扩散拦截有微效.,Filtration.Separation.Solution.TM,深度过滤介质,污染物捕获于介质内部结构的一种过滤介质，其滤孔遍布整个介质厚度。 变化的流体通道可以获得更高容污能力,最严格的定义:,Filtration.Separation.Solution.TM,深度过滤介质,颗粒可以在表面被捕集，,也可以在介质

14、层内被捕集， 因此，提高了容污能力。,Filtration.Separation.Solution.TM,深度过滤介质,Filtration.Separation.Solution.TM,过滤介质设计和特点,Filtration.Separation.Solution.TM,滤孔设计,滤孔尺寸是均一的还是不均一的 滤孔是固定还是非固定的,比考虑表面还是深度更重要的是.,Filtration.Separation.Solution.TM,过滤介质设计和特点,滤孔设计 均一或不均一 固定或非固定 过滤面积 压差 孔隙率,Filtration.Separation.Solution.TM,均一孔径,

15、所有滤孔均为同一尺寸 由于搭桥现象，可以拦截小于孔径 的颗粒,Filtration.Separation.Solution.TM,不均一 (设计) 孔径,污染物不全是同一尺寸和形状 在制造过程中控制孔径以保证大于某一给定尺寸的颗粒能定量去除 随机孔径分布有更高效率,Filtration.Separation.Solution.TM,非固定滤孔介质,在使用过程中孔径发生变化(非设计的) 例如：当压力升高时孔径变大 导致: 卸载 介质迁移 短路,Filtration.Separation.Solution.TM,非固定滤孔介质,由于压力增加 / 波动导致卸载 由于滤材和支撑结构弯曲导致滤孔 变大或

16、变形 滤孔变大，先前捕获的污染物穿透到下游,Filtration.Separation.Solution.TM,卸载,滤孔变大， 原先已拦截的污染物下卸,Filtration.Separation.Solution.TM,非固定滤孔介质的介质迁移,过滤器滤材部 分脱落到下游 从而污染了滤 出液,Filtration.Separation.Solution.TM,介质迁移,介质迁移是可以避免的只要使过滤器介质具有稳定的滤孔并且和支撑结构牢固连接,Filtration.Separation.Solution.TM,非固定滤孔介质的旁通现象,过滤介质出现超标孔径或过宽的孔径分布,Filtration

17、.Separation.Solution.TM,非固定滤孔介质的旁通现象,过滤介质和滤芯硬件连接问题,Filtration.Separation.Solution.TM,旁通,滤芯和滤壳密封问题,Filtration.Separation.Solution.TM,固定滤孔介质,在过滤器使用寿命内孔径不变 没有卸载、介质迁移或旁通现象,Filtration.Separation.Solution.TM,固定滤孔和非固定滤孔的对比,Filtration.Separation.Solution.TM,同样体积，打褶设计可以增加过滤面积近 513倍,深层和打褶设计的对比,D = 2 “,D = 2 ”

18、,10,10,A = 0.6 ft2,A2= 3-8ft2,T,1,T,2,Filtration.Separation.Solution.TM,过滤面积,增加过滤面积可以： 降低 DP 延长使用寿命,Filtration.Separation.Solution.TM,5 个孔堵塞 5 个孔开放 DP = 1 psid,5 个孔堵塞 15 个孔开放 DP = 1/3 psid,10 孔,20 孔,举例: 过滤面积倍增的比较,15个孔堵塞后才能 达到 DP = 1 psid， 使用寿命因此增加了三倍,过滤面积,Filtration.Separation.Solution.TM,压差,定义 压差 过滤器使用时上游和 (压力降 DP) 下游之间的压力差别 净压差 过滤器开始使用未捕 集任何污染物之前时 的压差,Filtration.Separation.Solution.TM,压差,1. 由流体阻力产生. 2. .在干净的过滤器，由滤孔产生,Filtration.Separation.Solution.TM,压差,定义 最大允许压差: 过滤器结构不受破坏的最大压差极限值,Filtration.Separation.Solution.TM,过滤