上海穎宿過濾設備有限公司

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初效/中效/高效過濾器基本原理和選擇策略

發表時間:2019-03-03 07:38

一、初效過濾器介紹:


初效過濾器適用于空調系統的初級過濾,主要用于過濾5μm以上塵埃粒子。初效過濾器有板式、折疊式、袋式三種樣式,外框材料有紙框、鋁框、鍍鋅鐵框,過濾材料有無紡布、尼龍網、活性碳濾材、金屬孔網等,防護網有雙面噴塑鐵絲網和雙面鍍鋅鐵絲網。


初效過濾器特點:價廉、重量輕、通用性好、結構緊湊。主要用于:中央空調和集中通風系統預過濾、大型空壓機預過濾、潔凈回風系統、局部高效過濾裝置的預過濾、耐高溫空氣過濾器,用不銹鋼外框,耐高溫250-300℃過濾效率。


這種效率的過濾器,常用一空調與通風系統的初級過濾,也適用于只需一級過濾的簡單空調和通風系統。


G系列粗效空氣過濾器分八個品種,分別為:G1,G2,G3,G4,GN(尼龍網過濾器),GH(金屬網過濾器),GC(活性炭過濾器),GT(耐高溫粗效過濾器)。


初效過濾器結構


過濾器的外框是以堅固的防水板組成,用來固定已折疊完成的濾材。外框上對角線的設計能提供大過濾面積,并使內部濾材緊密的粘附在外框上。過濾器的四周皆以特殊的專業粘合膠水與外框粘合,能防止空氣泄漏或因風阻壓力造成破損的情況發生。


一次性紙框過濾器的外框一般分為一般硬紙框和高強度摸切硬紙板,濾芯為打褶的纖維過濾材料內襯單面金屬絲網。外型美觀。結構堅固耐用。一般硬紙板外框用于制造非標規格的過濾器,可用于任意規格過濾器生產,高強度,不宜變形。高強度摸且硬紙板用于制造標準規格的過濾器,特點為規格精度高,美觀成本低。如果用進口面纖維或合成纖維過濾材料,則其各項性能指標均可達到或超過進口過濾同產。


過濾材料是以折疊形式裝入高強度摸且硬紙板內,迎風面積增大。流入的空氣中的塵埃粒子被過濾材料有效阻擋褶與褶之間。潔凈空氣從另一面均勻流出,因此氣流通過濾器是平緩和均勻的。視過濾材料不同,它所阻擋的粒徑從0。5μm到5μm而不同,過濾效率也不同!


二、中效過濾器概述


中效過濾器在空氣過濾器中屬F系列過濾器。F系列中效空氣過濾器分袋式和非袋式兩種,其中袋式包括F5,F6,F7,F8,F9,非袋式包括FB(板式中效過濾器),FS(隔板式中效過濾器),FV(組合式中效過濾器)?! ∽ⅲ海‵5、F6、F7、F8、F9)為過濾效率(比色法),F5:40~50%,F6:60~70%,F7:75~85%,F9:85~95%。


中效過濾器在工業上應用:


主要用于中央空調通風系統中級過濾、制藥、醫院、電子、食品、等工業凈化中;


還可做為高效過濾的前端過濾,以減少高效過的負荷,延長其使用壽命;


由于迎風面大,因此空塵量大、風速低,被認為是目前最好的中效過濾器結構。


中效過濾器特點


1.捕集1-5un的顆?;覊m及各種懸浮物。


2.風量大。


3.阻力小。


4.容塵量高。


5.可重復清潔使用。


6.型式:無框式和有框袋式。


7.濾料:特殊無紡布或玻璃纖維。


8.效率:60%~95%@1~5um(比色法)。


9.使用最高溫度、濕度:80℃、80%。


三、高效過濾器


主要用于捕集0.5um以下的顆?;覊m及各種懸浮物。采用超細玻璃纖維紙作濾料,膠版紙、鋁膜等材料作分割板,與木框鋁合金膠合而成。每臺均經納焰法測試,具有過濾效率高、阻力低、容塵量大等特點。高效空氣過濾器可廣泛用于光學電子、LCD液晶制造,生物醫藥、精密儀器、飲料食品,PCB印刷等行業無塵凈化車間的空調末端送風處。高效和超高效過濾器均用于潔凈室末端,以其結構形式可分為有:有隔板高效、無隔板高效、大風量高效,超高效過濾器等。


另外還有三種高效過濾器,一種是超高效過濾器,能做得到凈化99.9995%。一種是抗菌型無隔板高效空氣過濾器,具有抗菌作用,阻止細菌進入潔凈車間,一種是亞高效過濾器,價格便宜以前多用于要求不高的凈化空間。


過濾器選型的一般原則


1、進出口通徑:原則上過濾器的進出口通徑不應小于相配套的泵的進口通徑,一般與進口管路口徑一致。


2、公稱壓力:按照過濾管路可能出現的最高壓力確定過濾器的壓力等級。


3、孔目數的選擇:主要考慮需攔截的雜質粒徑,依據介質流程工藝要求而定。各種規格絲網可攔截的粒徑尺寸查下表“濾網規格”。


4、過濾器材質:過濾器的材質一般選擇與所連接的工藝管道材質相同,對于不同的服役條件可考慮選擇鑄鐵、碳鋼、低合金鋼或不銹鋼材質的過濾器。


5、過濾器阻力損失計算:水用過濾器,在一般計算額定流速下,壓力損失為0.52~1.2kpa。


高效不對稱纖維過濾器


機械過濾污水處理最常用的方法,根據過濾介質不同,機械過濾設備分為顆粒介質過濾和纖維過濾兩類,顆粒介質過濾主要以砂石等顆粒濾料作為過濾介質,通過顆粒濾料吸附作用和砂粒之間孔隙對水體中固體懸浮物截留作用實現過濾的,優點是易反沖,缺點是濾速慢,一般不超過7m/h;截污量少,其核心過濾層只有濾層表面;過濾精度低,只有20-40μm,并不適合含高濁度污水快速過濾。


高效不對稱纖維過濾器系統采用不對稱纖維束材料作為濾料,其濾料為不對稱纖維,在纖維束濾料基礎上,增加了一個核,使其兼有纖維濾料和顆粒濾料的優點,由于濾料特殊的結構,使濾床孔隙率很快形成上大下小的梯度密度,使過濾器濾速快、截污量大、易反沖洗,通過特殊的設計,使加藥、混合、絮凝、過濾等過程在一個反應器內進行,使設備能有效除去養殖水體中懸浮有機物,降低水體COD、氨氮、亞硝酸鹽等,特別適合于暫養池循環水固體懸浮物過濾。


高效不對稱纖維過濾器使用范圍:


1、水產養殖循環水處理;


2、冷卻循環水、工業循環水處理;


3、河道、湖泊、家庭水景等富營養水體處理;


4、中水回用。


高效不對稱纖維過濾器作用機理:


1、不對稱纖維濾料結構


高效自動梯度密度纖維過濾器核心技術是采用不對稱纖維束材料作為濾料,其一端為松散的纖維絲束,另一端纖維絲束固定在比重較大的實心體內,過濾時,比重較大的實心核起到了對纖維絲束的壓密作用,同時,由于核尺寸較小,對過濾斷面空隙率分布的均勻性影響不大,從而提高了濾床的截污能力。使濾床具有纖維過濾的孔隙度高、比表面積小、濾速高、截污量大、過濾精度高等優點,當水中懸浮物流經纖維濾料表面時,在范德華引力和經電作用下,懸浮固體和纖維束粘附力遠大于與石英砂的粘附力,有利于提高濾速和過濾精度。


反沖洗時,由于核心和纖維絲的比重差,彗尾纖維隨反沖洗水流而散開并擺動,產生較強的甩曳力;濾料之間的相互碰撞也加劇了纖維在水中所受到的機械作用力,濾料的不規則形狀使濾料在反沖洗水流和氣流作用下產生旋轉,強化了反沖洗時濾料受到的機械剪切力,上述幾種力的共同作用結果使附著在纖維表面的固體顆粒很容易脫落,從而提高了濾料的洗凈度,這樣不對稱纖維濾料同時又具有了顆粒濾料的反沖洗功能。


2、上疏下密的連續梯度密度濾床結構


不對稱纖維束濾料組成的濾床在水流的壓實作用下,水流經過濾層時產生阻力,從上到下,水頭損失逐步減少,水流速度越來越快,濾料的壓實程度就越來越高,孔隙度越來越小,這樣沿水流方向,自動形成連續的梯度密度濾層分布,形成了一個倒金字塔的構造。該結構十分有利于水中固體懸浮物的有效分離,即濾床上部脫附的顆粒很容易在下部窄通道的濾床中被捕獲而截留,實現高濾速和高精度過濾的統一,提高過濾器截污量,延長過濾周期。


高效過濾器特點:


1、過濾精度高:對水中懸浮物的去除率可達95%以上,對大分子有機物、病毒、細菌、膠體、鐵等雜質有一定的去除作用,經過良好的混凝處理的被處理水,進水為10NTU時,出水1NTU以下;


2、過濾速度快:一般為40m/h,最高可達60m/h,是普通砂濾器的3倍以上;


3、納污量大:一般為15~35kg/m3,是普通砂濾器的4倍以上;


4、反洗耗水率低:反沖洗耗水量小于周期濾水量的1~2%;


5、加藥量低,運行費用低:由于濾床結構及濾料自身的特點,絮凝劑投加量是常規技術的1/2~1/3。周期產水量的提高,噸水運行費用也隨之減少;


6、占地面積?。褐迫∠嗤乃?,占地面積為普通砂濾器的1/3以下;


7、可調性強。過濾精度、截污容量、過濾阻力等參數可根據需要調節;


8、濾料經久耐用,用壽命20年以上。


高效過濾器工藝流程:


采用絮凝加藥裝置在泵前往循環水中投加絮凝劑,原水通過增壓泵增壓后,絮凝劑經水泵葉輪攪拌后均勻混合將原水中的細小固體顆粒懸浮和膠體物質進行微絮凝反應,快速生成體積大于5微米的絮體,流經過濾系統管路進入高效不對稱纖維過濾器,絮凝物被濾料過濾截留。


本系統采用氣水聯合沖洗,反洗空氣由風機提供,反洗水由直接由自來水提供。系統的廢水(高效自動梯度密度纖維過濾器反沖洗廢水)排入污水處理系統。


高效過濾器檢漏:


高效過濾器檢漏常用的儀器有:塵埃粒子計數器和5C氣溶膠發生器。


塵埃粒子計數器


用于測量潔凈環境中單位體積空氣內的塵埃粒子大小及數目,可直接檢測潔凈度等級為十級至三十萬級的潔凈環境。體積小、重量輕、檢測精度高、功能操作簡單明了,微處理器控制,可貯存、打印測量結果,測試潔凈環境十分便利。


5C氣溶膠發生器


TDA-5C氣溶膠發生器能產生一致的多種直徑分布的氣溶膠粒子,TDA-5C氣溶膠發生器與TDA-2G或TDA-2H等氣溶膠光度計配合使用時能提供足夠的挑戰粒子去測量高效過濾系統。


四、空氣過濾器的不同效率表示方法


當被過濾氣體中的含塵濃度以計重濃度表示時,則效率為計重效率;以計數濃度表示時,則效率為計效效率;以其它物理量作相對表示時,則為比色效率或濁度效率等。


最常用的表示方法是用過濾器進出口氣流中的塵粒濃度表示的計數效率。


1.在額定風量下,按國家標準GB/T14295-93《空氣過濾器》及GB13554-92《高效空氣過濾器》的規定,不同過濾器的效率范圍如下:


粗效過濾器,對≥5微米粒子,過濾效率80>E≥20,初阻力≤50Pa。


中效過濾器,對≥1微米粒子,過濾效率70>E≥20,初阻力≤80Pa。


高中效過濾器,對≥1微米粒子,過濾效率99>E≥70,初阻力≤100Pa。


亞高效過濾器,對≥0.5微米粒子,過濾效率E≥95,初阻力≤120Pa。


高效過濾器,對≥0.5微米粒子,過濾效率E≥99.99,初阻力≤220Pa。


超高效過濾器,對≥0.1微米粒子,過濾效率E≥99.999,初阻力≤280Pa。


2.由于現在許多企業選用的是進口的過濾器,而它們表示效率的方法與國內的不同,為便于比較,將它們之間的換算關系列表如下:


按歐洲標準,粗效過濾器分為四級(G1~~G4):


G1效率對粒徑≥5.0μm,過濾效率E≥20%(對應美國標準C1)。


G2效率對粒徑≥5.0μm,過濾效率50>E≥20%(對應美國標準C2~C4)。


G3效率對粒徑≥5.0μm,過濾效率70>E≥50%(對應美國標準L5)。


G4效率對粒徑≥5.0μm,過濾效率90>E≥70%(對應美國標準L6)。


中效過濾器分為兩級(F5~~F6):


F5效率對粒徑≥1.0μm,過濾效率50>E≥30%(對應美國標準M9、M10)。


F6效率對粒徑≥1.0μm,過濾效率80>E≥50%(對應美國標準M11、M12)。


高中效過濾器分為三級(F7~~F9):


F7效率對粒徑≥1.0μm,過濾效率99>E≥70%(對應美國標準H13)。


F8效率對粒徑≥1.0μm,過濾效率90>E≥75%(對應美國標準H14)。


F9效率對粒徑≥1.0μm,過濾效率99>E≥90%(對應美國標準H15)。


亞高效過濾器分為兩級(H10、H11):


H10效率對粒徑≥0.5μm,過濾效率99>E≥95%(對應美國標準H15)。


H11效率對粒徑≥0.5μm,過濾效率99.9>E≥99%(對應美國標準H16)。


高效過濾器分為兩級(H12、H13):


H12效率對粒徑≥0.5μm,過濾效率E≥99.9%(對應美國標準H16)。


H13效率對粒徑≥0.5μm,過濾效率E≥99.99%(對應美國標準H17)。


五、初效\中效\高效空氣過濾器的選擇


空氣過濾器應根據不同場合性能要求的不同進行相應配置,這就決定于初效\中效\高效空氣過濾器的選擇。評價空氣過濾器主要有四項特性指標:


1、空氣過濾速度


2、空氣過濾效率


3、空氣過濾器阻力


4、空氣過濾器容塵量


因此在進行初效\中效\高效空氣過濾器的選擇時也應該參照這四個性能參數進行相應選擇。


①選用過濾面積大的過濾器。


過濾面積越大,濾速越低,過濾器阻力就越小。在特定過濾器結構條件下,反映濾速的是過濾器的額定風量。在相同截面積下,希望允許的額定風量越大越好,而在低于額定風量下運行,效率提高阻力降低。同時增加過濾面積是延長過濾器使用壽命最有效的手段。經驗表明,對同種結構、同樣濾料的過濾器。當終阻力確定時,過濾面積增加50%,過濾器的使用壽命延長70%~8O%[16]。但是在考慮增加過濾面積的同時還要考慮到過濾器的結構和現場條件。


②合理確定各級過濾器效率。


空調設計時,應首先根據實際要求確定最末一級過濾器的效率,然后選擇起保護作用的預過濾器。要妥善匹配各級過濾器的效率,善于利用和配置粗、中效過濾器各自的最佳過濾粒徑范圍。而預過濾器的選擇應根據使用環境、備件費用、運行能耗、維護費用等因素綜合考慮決定。不同效率等級的空氣過濾器對不同大小的灰塵顆粒的最低計數過濾效率如圖1所示,它通常是指不帶靜電的新過濾器的效率。同時舒適性空調過濾器的配置應不同于凈化空調系統,并且對空氣過濾器的安裝、防漏等也應提出不同的要求。


③過濾器的阻力主要有濾料阻力和過濾器結構阻力構成,過濾器積灰阻力增加,當阻力增加到某一規定值時過濾器報廢。終阻力直接關系到過濾器的使用壽命、系統風量變化范圍、系統能耗。低效率的過濾器常使用直徑大于10/.,tm的粗纖維濾料,纖維間空隙大,過大的阻力有可能將過濾器上的積灰吹散,引起二次污染,而此時阻力不再增加,過濾效率為零。因此要嚴格限制G4以下過濾器的終阻力值。


④過濾器的容塵量是和使用期限有直接關系的指標。過濾器在積塵的過程中,效率低的過濾器更易顯示初效率先增加后下降的特點。一般舒適性中央空調系統使用的大多數過濾器是一次性的,它們根本無法清洗或從經濟角度上考慮不值得清洗。


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