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金属丝网过滤器性能影响因素研究
作者:管理员    发布于:2015-07-13 10:38:48    文字:【】【】【
    从过滤效率压降残余压降个方面,分析了过滤器性能的影响因素,包括丝网结构循环次数过滤速度流体浓度及温度颗粒粒径滤饼的可压缩性大允许压降反吹压力等。结果表明,各因素之间互相影响,实际过滤过程中须综合考虑,以达到过滤器的预期性能。
  金属丝网过滤器是一种新型的多孔功能材料,它具有理想均匀的孔径分布和优异的流体渗透性能,强度高能较好地承受热应力及冲击可进行机械加工焊接清洗再生,尤其适用于高洁净度高安全性的净化系统。目前,以刚性烧结金属丝网材料为核心的净化分离技术与设备的开发应用。分析过滤器性能的影响因素,对于降低过滤成本优化过滤器的设计延长过滤器的寿命均有指导意义。
  金属丝网的过滤过程主要包括以下四个阶段:过滤起始阶段,杂质颗粒随流体经过丝网介质时沉积于洁净丝网面,此时主要靠拦截和扩散机理。此时还没有形成连续的颗粒层,压降损失较小。过滤中间阶段,逐渐形成连续的过滤层,即滤饼。此时过滤孔径缩小,粉尘的拦截沉积作用大幅提高,过滤效率急剧升高,压差迅速升高。过滤稳定阶段,此阶段主要靠滤饼的过滤筛分作用,丝网起着形成滤饼和支撑加强作用,这时的过滤机理主要为筛分。这时的压差变化缓慢,相对中间阶段近似不变。过滤反吹阶段,随着滤饼的不断增厚,需要进行在线清洗,实现过滤器的循环再生。此时除尘效率略有下降,至此完成个过滤周期。
  金属丝网过滤器的性能评估包括两个方面,即过滤效率压降和残余压降。过滤效率为过滤器出口与过滤器入口的杂质量之比。压降是由于丝网面的颗粒沉积产生的,压降达到预先设定的大值时,过滤器需要清洗再生。残余压降是由于过滤和再生循环之后过滤介质内些沉积的颗粒无法移除千净而产生的。
  过滤效率高说明颗粒被拦截的比例大,所得流体纯度高。但单纯追求过滤效率,会对过滤器的寿命产生负面影响。压降高导致过滤运行成本高。清洗再生效果不理想会导致残余压降升高,当升高至某极限时过滤过程由于压力损失过高以及循环时间过短而变得不经济,此时需要更换过滤介质。这种情况需要尽量避免。
  整个过滤介质的压降由三部分组成流体在纯流体区的压降在丝网介质中的压降以及在滤饼中的压降。流体区的压降变化很小,相对与其他两项压降损失相比所占比例小;丝网介质中的压降符合达西定律其中,为多孔介质内的总压降,为多孔介质为过滤介质渗透率。随着滤饼的不断形成,除了滤饼厚度增长外,孔隙率不断减小,共同的作用结果使压降快速升高。
  颗粒粒径对于粒径越小的颗粒,压降增长得越快。因为固体颗粒粒径越小,越容易进入过滤介质内部,堵塞滤芯内较大的颗粒,越容易在滤芯面形成架桥,而阻止小颗粒进入介质内部形成的堵塞。压差增加得比较缓慢,有利于过滤过程的进行。
  滤饼的可压缩性对于不可压缩滤饼,压降在过滤初始阶段增加的比较快,之后随着滤饼厚度的增加而线性增加。这是因为金属丝网在过滤初始的滤饼形成阶段,由于颗粒直接堵塞滤芯内部的孔隙,而导致压差增长很快。在滤饼形成后,压差的增长主要是由于滤饼的不断增厚而导致的,所以增长速度变缓。对于可压缩滤饼,压降则呈指数增加,并很快达到大允许压降,而且循环周期非常短,过滤器寿命也短。
  残余压降是由于过滤器再生之后,残留在过滤介质内部深处无法彻底清除的杂质颗粒引起的。滤饼的可压缩性是残余压降的主要影响因素,此外还包括大允许压降过滤速度等。
  可压缩滤饼的过滤为比不可压缩滤饼要复杂得多。对于不可压缩滤饼,残余压降一般保持在个较低值,且在循环过程中基本恒定。而对于可压缩滤饼,由于粒子间的作用力相对较小,几个过滤再生循环之后,残余压降升高非常快。
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