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評價和選擇精細濾芯過濾器所需考慮的幾個重要因素

評價和選擇精細濾芯過濾器所需考慮的幾個重要因素
2020.06.11
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作者:婁倩倩

目前,國外精細過濾技術發展很快;國外設備公司生產的過濾設備種類繁多。因此,在引進國外設備中,選擇過濾設備的好壞將直接影響工程質量。為此, 本文著重敘述了評價和選擇過濾器的方法及幾個重要 因素。

一,濾芯的選擇

選擇精細濾芯過濾器(以下簡稱濾器)的濾芯時 需考慮的影響因素有:①操作和設計溫度;②操作和 設計壓力;③初始凈壓降;①總允許壓降;⑤操作和 設計流量;⑥過濾面積;⑦流速;⑧流體密度;⑨流 體粘度;。要求的濾除率;?濾除等級;?要求的濾 器使用壽命(連續操作或間歇操作);?濾器介質和墊 片/O型環的兼容性(溫度、藥劑);?固體顆粒的類型 (硬性、膠狀)。

濾芯材料包括棉芯、人造纖維、纖維素、玻璃纖 維、尼龍、聚丙烯、纖維素醍和氟化姪等。選擇濾芯 時應以流體的兼容性為依據。若不只一種濾芯可與流 體兼容,那么,濾芯的*終選擇應以整個過濾成本為依據,也就是說處理每立方米流體所需的成本,而非 濾器的單位成本。例如,采購濾器時不能只圖初費用低,還應考慮濾芯更換頻率、相應的勞務費、濾芯的 處置費及停產費等其它因素,而這些因素都會影響濾器的*終選擇。

在具體應用中就選擇折疊濾芯還是深床濾芯沒有 一個通用標準,但在下列三種條件下**選擇折疊濾 芯已成為一種通則:①流體相對昂貴,由于深床濾芯 滯留體積大,所以折疊濾芯的流體損失少;②初始壓 差應低.當流體粘度高時,深床濾芯的壓差特別大;③ 污物形成多孔濾餅,折褶間的空間可提供更高的截污 能力,故其使用壽命長。

二,濾除率和過濾等級

要選擇合適的濾器,設計人員必須了解所要求的 濾除率。濾除率一般由*終用戶來確定,通常是以應 用經驗或室內、中間試驗為依據。各種濾器的等級由工業標準委員會(ISO和濾器 廠家早在確定濾器的濾除率時已經建立起來。

額定過濾器等級是一種通用等級。美國國家標準 學會(ANSI)將其定義為“由濾器廠家指定的任意微 米3m)值;由于缺乏再生性,一般不贊成采用這種 等級”。這種等級由于含糊不清,結果岀現再生性能、 可靠性和耐用性等一系列問題。原因是過濾結果用重 量表示,而決非代表粒徑和岀水顆粒數。此外,各個 濾器廠家可能以不同的重量百分率濾除值表示其產品 的濾效。

β等級。在過濾器各β等級中等級也許是體現過濾器濾除率及其性能特性的*實用方法。這種方法首 次在水力業中為額定濾芯而采用的。雖然一些廠家都采用β等級,但試驗方法卻不盡相同。

用于確定濾效的試驗方法是由“俄克拉何馬州立 大學F-2過濾器性能試驗”中采用的試驗方法,美國 國家標準學會已將這種方法作為IANSI B93.31. 1973 認可方法。原試驗是為評價水力濾器而開發的,但其后為試驗單流通型快速、半自動處理水類流體的濾器 而進行了改進。

這種試驗是以連續在線計量進、岀水中不同粒徑 的顆粒數為基礎。在一定粒徑下的比率定義為:β=進水中一定粒徑(X)以上的顆粒數

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 岀水中相同粒徑(X)以上的顆粒

用β值可計算出濾除率,濾除率(%)= (β 1)x 100/β

β值與濾除率的關系見表1。通常以確定5個以上 粒徑的戶值來評價一種濾器的濾除率。將夕值與粒徑 的關系繪成一條過濾曲線,可使用戶清楚地了解一種 濾芯的濾除率。

圖1為典型的β值曲線。這些曲線趨于漸開地接近一個與濾器**等級相關的粒徑。表2為5家過濾 器公司的F-2試驗結果。額定等級所固有的缺陷** 明顯,以牌號A為例,5;μm額定等級的濾器實際上比 1μm額定等級的濾器還要精細。以牌號C為例,兩種 不同濾芯材質的過濾器同為5μm等級,但濾除率截然 不同。

參照表2,20μm、F牌號**等級濾器的濾除率相 當于A牌號、5μm額定等級的濾器,因為兩者在相同 濾效下的粒徑幾乎相同。3μm、B牌號和5μm、E牌號 額定等級的濾器也同樣如此。

總之,濾器性能由其β等級確定。β值表明一種濾 器按粒徑和顆粒數要求濾除顆粒的濾效,而非廠家指 定的重量百分比濾效。將不同過濾器的療值排列制 表,便能按性能選擇岀可滿足一定應用要求的過濾器。

三,流體兼容性、粘度、溫度與壓降

兼容性

在操作溫度下與工藝流體接觸的所有元件,如濾 芯、硬件、殼體、0型密封環、密封墊等均必須與流體 兼容。因此,重要的是要確定流體是否呈酸性、堿性 和含水性、含油性、溶劑性,以及流體內是否含有影 響兼容性的添加劑。通常做法是進行室內浸泡試驗,以 此確定濾芯和硬件是否與流體兼容。

粘度

粘度表示流體流動的能力。流體粘度愈大,其流 動性也就愈差。反之亦然。若流體的粘度增大一倍.而 壓力、溫度和密度等其它條件仍保持不變,流體阻力 (壓差)也將增大一倍。當流體的粘度大于0. 05Pa ? s 時,由于折疊濾芯的流動阻力明顯小于深床濾器,故 一般推薦使用折疊濾芯。這在要求濾除20Mm以下顆 粒時顯得尤為重要。

溫度

確定操作穩定時流體的粘度是**重要的。流體 溫度上升時液體粘度下降。若流體粘度極大,一般采 取加熱流體的方法并在濾器殼體上安裝保溫套。由于 高溫會加速腐蝕并對濾器殼體的墊片和密封不利,因 此一次性濾芯無法長久經受高溫。鑒于這種原由,當 操作溫度高于232.2C時,常選用多孔金屬過濾器。

壓降

流經一種濾器的阻力為濾芯、濾器硬件和濾器殼 體阻力之和。對于一定粘度的流體,濾芯孔徑愈小.流 動阻力愈大(即壓降)。故在選擇過濾器時.工程設計 人員必須使流體具有足夠的壓力,以克服濾器的阻力. 并在濾芯堵塞而完全喪失有效截污能力時仍能繼續流 動。若通過過濾器的初始凈壓降與總壓力之比特別大, 既使濾器的截污能力未全部飽和,濾器流速也會快速 下降。若發生這種現象,一般采用増大濾器尺寸的方 法來降低凈壓降。

過濾器的選擇類型主要取決于應用,有多種因素 影響濾器的*終選擇。濾除率或過濾深度則取決于過 濾操作所要達到的效益。這就要求設計人員要**掌 握水處理工藝、凈水的*終用途及待濾水的物化性質。 有時,用戶可根據經驗來規定濾效。若沒有現成的經 驗數據,設計人員可向濾器的生產廠家咨詢有價值的 資料

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