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评价和选择精细滤芯过滤器所需考虑的几个重要因素

评价和选择精细滤芯过滤器所需考虑的几个重要因素
2020.06.11
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作者:娄倩倩

目前,国外精细过滤技术发展很快;国外设备公司生产的过滤设备种类繁多。因此,在引进国外设备中,选择过滤设备的好坏将直接影响工程质量。为此, 本文着重叙述了评价和选择过滤器的方法及几个重要 因素。

一,滤芯的选择

选择精细滤芯过滤器(以下简称滤器)的滤芯时 需考虑的影响因素有:①操作和设计温度;②操作和 设计压力;③初始净压降;①总允许压降;⑤操作和 设计流量;⑥过滤面积;⑦流速;⑧流体密度;⑨流 体粘度;。要求的滤除率;⑪滤除等级;⑫要求的滤 器使用寿命(连续操作或间歇操作);⑬滤器介质和垫 片/O型环的兼容性(温度、药剂);⑭固体颗粒的类型 (硬性、胶状)。

滤芯材料包括棉芯、人造纤维、纤维素、玻璃纤 维、尼龙、聚丙烯、纤维素醍和氟化姪等。选择滤芯 时应以流体的兼容性为依据。若不只一种滤芯可与流 体兼容,那么,滤芯的*终选择应以整个过滤成本为依据,也就是说处理每立方米流体所需的成本,而非 滤器的单位成本。例如,采购滤器时不能只图初费用低,还应考虑滤芯更换频率、相应的劳务费、滤芯的 处置费及停产费等其它因素,而这些因素都会影响滤器的*终选择。

在具体应用中就选择折叠滤芯还是深床滤芯没有 一个通用标准,但在下列三种条件下**选择折叠滤 芯已成为一种通则:①流体相对昂贵,由于深床滤芯 滞留体积大,所以折叠滤芯的流体损失少;②初始压 差应低.当流体粘度高时,深床滤芯的压差特别大;③ 污物形成多孔滤饼,折褶间的空间可提供更高的截污 能力,故其使用寿命长。

二,滤除率和过滤等级

要选择合适的滤器,设计人员必须了解所要求的 滤除率。滤除率一般由*终用户来确定,通常是以应 用经验或室内、中间试验为依据。各种滤器的等级由工业标准委员会(ISO和滤器 厂家早在确定滤器的滤除率时已经建立起来。

额定过滤器等级是一种通用等级。美国国家标准 学会(ANSI)将其定义为“由滤器厂家指定的任意微 米3m)值;由于缺乏再生性,一般不赞成采用这种 等级”。这种等级由于含糊不清,结果岀现再生性能、 可靠性和耐用性等一系列问题。原因是过滤结果用重 量表示,而决非代表粒径和岀水颗粒数。此外,各个 滤器厂家可能以不同的重量百分率滤除值表示其产品 的滤效。

β等级。在过滤器各β等级中等级也许是体现过滤器滤除率及其性能特性的*实用方法。这种方法首 次在水力业中为额定滤芯而采用的。虽然一些厂家都采用β等级,但试验方法却不尽相同。

用于确定滤效的试验方法是由“俄克拉何马州立 大学F-2过滤器性能试验”中采用的试验方法,美国 国家标准学会已将这种方法作为IANSI B93.31. 1973 认可方法。原试验是为评价水力滤器而开发的,但其后为试验单流通型快速、半自动处理水类流体的滤器 而进行了改进。

这种试验是以连续在线计量进、岀水中不同粒径 的颗粒数为基础。在一定粒径下的比率定义为:β=进水中一定粒径(X)以上的颗粒数

                                                                                                                                      岀水中相同粒径(X)以上的颗粒

用β值可计算出滤除率,滤除率(%)= (β 1)x 100/β

β值与滤除率的关系见表1。通常以确定5个以上 粒径的戶值来评价一种滤器的滤除率。将夕值与粒径 的关系绘成一条过滤曲线,可使用户清楚地了解一种 滤芯的滤除率。

图1为典型的β值曲线。这些曲线趋于渐开地接近一个与滤器**等级相关的粒径。表2为5家过滤 器公司的F-2试验结果。额定等级所固有的缺陷** 明显,以牌号A为例,5;μm额定等级的滤器实际上比 1μm额定等级的滤器还要精细。以牌号C为例,两种 不同滤芯材质的过滤器同为5μm等级,但滤除率截然 不同。

参照表2,20μm、F牌号**等级滤器的滤除率相 当于A牌号、5μm额定等级的滤器,因为两者在相同 滤效下的粒径几乎相同。3μm、B牌号和5μm、E牌号 额定等级的滤器也同样如此。

总之,滤器性能由其β等级确定。β值表明一种滤 器按粒径和颗粒数要求滤除颗粒的滤效,而非厂家指 定的重量百分比滤效。将不同过滤器的疗值排列制 表,便能按性能选择岀可满足一定应用要求的过滤器。

三,流体兼容性、粘度、温度与压降

兼容性

在操作温度下与工艺流体接触的所有元件,如滤 芯、硬件、壳体、0型密封环、密封垫等均必须与流体 兼容。因此,重要的是要确定流体是否呈酸性、碱性 和含水性、含油性、溶剂性,以及流体内是否含有影 响兼容性的添加剂。通常做法是进行室内浸泡试验,以 此确定滤芯和硬件是否与流体兼容。

粘度

粘度表示流体流动的能力。流体粘度愈大,其流 动性也就愈差。反之亦然。若流体的粘度增大一倍.而 压力、温度和密度等其它条件仍保持不变,流体阻力 (压差)也将增大一倍。当流体的粘度大于0. 05Pa • s 时,由于折叠滤芯的流动阻力明显小于深床滤器,故 一般推荐使用折叠滤芯。这在要求滤除20Mm以下颗 粒时显得尤为重要。

温度

确定操作稳定时流体的粘度是**重要的。流体 温度上升时液体粘度下降。若流体粘度极大,一般采 取加热流体的方法并在滤器壳体上安装保温套。由于 高温会加速腐蚀并对滤器壳体的垫片和密封不利,因 此一次性滤芯无法长久经受高温。鉴于这种原由,当 操作温度高于232.2C时,常选用多孔金属过滤器。

压降

流经一种滤器的阻力为滤芯、滤器硬件和滤器壳 体阻力之和。对于一定粘度的流体,滤芯孔径愈小.流 动阻力愈大(即压降)。故在选择过滤器时.工程设计 人员必须使流体具有足够的压力,以克服滤器的阻力. 并在滤芯堵塞而完全丧失有效截污能力时仍能继续流 动。若通过过滤器的初始净压降与总压力之比特别大, 既使滤器的截污能力未全部饱和,滤器流速也会快速 下降。若发生这种现象,一般采用増大滤器尺寸的方 法来降低净压降。

过滤器的选择类型主要取决于应用,有多种因素 影响滤器的*终选择。滤除率或过滤深度则取决于过 滤操作所要达到的效益。这就要求设计人员要**掌 握水处理工艺、净水的*终用途及待滤水的物化性质。 有时,用户可根据经验来规定滤效。若没有现成的经 验数据,设计人员可向滤器的生产厂家咨询有价值的 资料

 

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