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滤筒的纳米纤维技术

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-05-04 13:12:24

保持工厂内良好的空气质量不仅仅是要选择正确的空气污染控制设备,还要配置它来满足设施的需求。过滤技术会对设备性能、系统效率以及工作场所中空气污染物的总成本产生有重大的影响。

虽然大多数人都听说过纳米技术,但许多人并不知道它是如何用于空气过滤和增强过滤性能。这些纳米纤维,比人类头发的直径小1,000倍的纤维,有助于提高过滤效率、过滤器的可清洁性、过滤器的使用寿命和能耗。

关于滤筒过滤器的讨论近80%的所有除尘应用中使用了三种主要类型的标准滤筒过滤器:混合纤维素、熔喷介质和纳米纤维介质。(另外20%的粉尘收集应用由于独特的收集要求而使用纺粘或其他特种过滤器,这些特殊过滤器可能是标准过滤器成本的两到三倍)

滤筒过滤器种类

  1. 第一种滤筒过滤器是混合纤维素过滤器由直接纤维素介质或与合成纤维如聚酯混合的纤维素的一个均匀层制成。这些过滤器是深度加载的,这意味着当受污染的空气通过过滤器时,颗粒会深入到介质的纤维结构中,堵塞孔隙。因此,过滤器的使用寿命很短,过滤器也不容易清洁。另外,通过过滤器的空气量减少,这增加了压降。

  2. 第二种滤筒过滤器由具有熔喷表面层的纤维素基过滤介质制成。通过提供更密集的纤维结构来捕获尘埃颗粒,添加该层以提高纤维素介质的效率。然而,熔喷层的相对较大的纤维直径和厚度会产生第二层深度负荷,这会使这些类型的过滤器难以清洁,并且导致过滤器寿命缩短。

  3. 第三种滤筒过滤器是具有纳米纤维表面层的基于纤维素的过滤介质。纳米纤维过滤器促进表面加载 将颗粒保留在介质表面上,而不是将其自身深入到过滤器内。随着表面上的灰尘颗粒积累,它们在清洁过程中更容易被移除,从而延长过滤器的使用寿命。

  4. 纳米纤维的直径(0.07至0.15微米)比熔喷纤维的直径(约10微米)小约100倍。当添加到滤筒式除尘器时,纳米纤维会形成一个永久性网状表面,并具有特别小的开口或孔。这些微小的开口能够过滤受污染空气流中的亚微米颗粒(小于1微米)。

纳米纤维滤筒

由于纳米纤维的直径小,纳米纤维层也非常薄。需要仅约0.1至0.5微米厚的层来捕获亚微米颗粒。相比之下,熔喷层约为50微米厚。纳米纤维层的厚度很重要,因为它可以促进表面加载并提高清洁性。

纳米纤维也有助于微小的孔径分布。应用时,纳米纤维会在过滤器表面形成尺寸均匀的极小孔。相反,熔喷层可能在整个深层中具有直径达40微米的不均匀孔隙。较小的孔尺寸有助于防止颗粒深入嵌入过滤器基底内。

为什么表面加载很重要?

在考虑滤筒过滤器选项时,了解表面负荷能力如何影响能源成本、过滤器寿命和排放量非常重要。

在熔喷表层或过滤器基底内深度加载颗粒使得反向喷射脉冲清洁系统将污染物从介质中移出并将过滤器再生成可接受的稳定压降要困难得多。随着过滤器内的微粒堆积,静态压力增加,并且系统必须更频繁地脉动以恢复最佳(设计)静态压降。

这可以通过几种方式来影响:

  1. •压缩空气使用。这对用户有直接的影响。在脉冲清洁过程中使用的压缩空气可以是工厂中最昂贵的设备之一。去除过滤器中的颗粒积聚越容易,系统需要的脉冲越少。

  2. •延长过滤器寿命。改善的清洁能力意味着更少的脉冲和更少的过滤器基板内积聚。既减轻了过滤器的压力,又延长了其使用寿命。这种更长的使用寿命导致更换次数减少,同时减少了更换过滤器的维护和停机时间。

  3. •减少排放。脉冲喷射清洁过程的不可避免的副产品是释放回大气中的微粒百分比。需要较少脉冲清洁的过滤器会减少空气中的微粒数量。

为什么低压降很重要?

压降指的是过滤器含尘空气侧和清洁空气侧的压力差,压降小说明含尘空气能容易的通过过滤器,意味着使用功率要求较低的较小型风机,从而降低能源成本。

使过滤器更具可渗透性或多孔性可以降低过滤器的压降。然而,过滤器也可能需要有效地捕获亚微米颗粒,这与渗透性的想法看似不相符。历史上,过滤器制造商一直在努力实现这种平衡。有些通过添加熔喷层使介质孔径变小。这会提高效率,但会导致更高的压降。它还增加了介质的附加厚度,限制气流并降低清洁效果。

纳米纤维技术被认为是一个平衡的解决方案。纳米纤维非常精细,孔径非常小,形成0.1至0.5微米厚的过滤层,可以捕获甚至亚微米颗粒。实际上,这种纳米纤维层完成所有工作,因此基材的目的主要是结构性的。该基材可以高度渗透,从而将尽可能低的压降与最高的过滤效率完美结合。

MERV评级

随着滤筒过滤器变得越来越高效,过滤器制造商已经开始根据ASHRAE最低效率报告值(MERV)等级而不是传统的质量效率等级来比较过滤器。这是因为MERV根据颗粒大小而不是颗粒质量对效率进行分类,并更好地说明了在过滤效率方面取得的进展。

MERV等级越高(1至20),过滤器在去除空气中的微粒,尤其是非常小的微粒时越好。一些较新的纳米纤维过滤技术已达到15的MERV等级,这意味着该过滤器在捕获1.0微米或更大的微粒尺寸时至少有85%的效率,捕获粒径为0.3至1.0微米,效率高达90%。相比之下,MERV 13过滤器对0.3至1.0微米颗粒的效率下降至75%。MERV 10过滤器被评为只能捕获1.0微米和更大的颗粒。

MERV评级应通过独立实验室测试认证,符合ASHRAE标准52.2-1999,这是目前业界公认的过滤器效率测量和捕获亚微米颗粒能力的最新测量方法。这些测试使用新的即用型过滤器完成。

尽管MERV评级是最准确的效率测量,但制造商不应只在其MERV评级中选择过滤器。如前所述,其他标准(如压降、可清洁性、压缩空气使用量和过滤器寿命)是过滤器整体性能和生命周期成本的重要特征。为除尘应用确定正确的过滤器性能技术的最佳方法是咨询专家。



标签:纳米纤维滤筒