《过滤基础知识》PPT课件.ppt

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1、过滤原理及基本概念过滤定义利用多孔介质，从流体中去除不需要的杂质。流体：气态或液态滤后清洁流体含杂质流体过滤介质过滤定义（固/液分离）将固体液体混合物直接通过“过滤介质”（如筛、纸、编织滤布、膜等）将固液两分离，液相或流动的滤液通过过滤介质，而固体颗粒被截留。它不是被截留在过滤介质表面就是在过滤介质里面。斯瓦洛夫斯基日常生活中的过滤常见杂质颗粒大小0.3µm酵母菌假单胞菌雾浊头发(75-100µm)硅藻土(~10µm)0.01-0.1µm1-5µm可见颗粒≈40µm过滤分离范围颗粒尺寸10-410-310-210-11.010102103(微米)平均分子量

2、10020020,000500,000不溶有机物滤布筛网和滤网微滤超滤纳滤反渗透过滤工艺范围红细胞乳胶油乳剂油漆颜料细菌沙粒人发蛋白/酶碳粒病毒辐射原子可溶盐类VOC抯,PCD,Susp.Oil金属离子膜类型普通污染物的相对尺寸过滤基本原理直接拦截惯性拦截扩散拦截吸附拦截直接拦截惯性拦截扩散拦截吸附拦截静电吸附范德华力表面作用过滤精度定义过滤领域应用到两种过滤精度公称精度：过滤厂家“随意”定义绝对精度：严格意义讲，绝对过滤精度是只出口没有宣称的颗粒杂质释放，即过滤效率为100%，实际上，每个过滤厂家根据自己实际情况定义绝对精度对于过滤精度没有统一的定义过滤

3、精度（孔径）公称精度：生产企业对外宣称的滤芯精度。绝对精度：对一定粒径的颗粒，理论上滤芯可以达到全部去除，这个粒径就是滤芯的绝对精度。（在过滤行业中，一般约定99%的去除效率）没有统一的孔径分布没有行业标准过滤效率过滤效率值表征BetaRatioOklahomaState大学于70年代提出BetaRatio可以定义为过滤器去除大于粒径大于X的颗粒的能力()=进口粒径大于X的颗粒个数出口粒径大于X的颗粒个数颗粒去除效率与Beta值对比上游进口杂质数量（个/ml）下游出口杂质数量（个/ml）去除效率(%)Beta值10000500050210099100

4、5099.52001099.91000599.952000孔径等级孔径典型应用0.2/0.22µm除菌过滤0.45µm减少生物负荷0.65µm截留真菌0.8µm精滤1.2µm抛光过滤≥3.0µm去除颗粒杂质特征杂质特征对滤芯性能影响明显杂质特征:尺寸大小?外形-规则/不规则?形态-刚性/可变形?稳定性-剪切敏感?GelParticles.难去除可变形杂质过滤介质Back压差逐渐上升滤芯材质和结构过滤介质材质高分子材料Media:Nylon,Cellulose,PolyvinylideneDifluoride(PVDF),Polytetrafluoroeth

5、ylene(PTFE),Polyethylene(PE),Polypropylene(PP),Polysulfone(PSf),PolyetherSulfone(PES),Metal,Ceramic金属材料不锈钢304316无机材料陶瓷滤芯结构表面过滤vs.深层过滤刚性vs.非刚性非均一孔径vs.均一孔径深层滤芯Vs表面滤芯深层滤芯高容污能力用于浑浊或高含污溶液常做为上游预过滤器很少定义绝对过滤精度表面滤芯低容污能力用于澄清或预过滤后的溶液常做为下游终端过滤器常定义为绝对过滤精度示意图表面过滤深层过滤刚性vs.非刚性刚性Rigid当压差变化时，过滤介质孔径

6、保持稳定通过孔径截留杂质非刚性Non-Rigid当压力变化时，孔径会发生变化被拦截的杂质有可能卸载过滤介质塌陷变形，导致旁漏非刚性—易发生杂质卸载Filtermedia非均一孔径vs.均一孔径非均一孔径上游孔径更加开放下游孔径更加致密杂质被拦截在过滤介质中澄清过滤均一孔径上下游孔径一致杂质被拦截在过滤介质表面或靠近上游层作为最终过滤孔径类型示意图均一孔径非均一孔径打褶增加过滤面积可以：降低压差延长使用寿命同样体积，打褶设计可以增加过滤面积近5－13倍D=2“D=2”10"10"A=过滤面积T=过滤介质厚度A=0.6ft2A2=3-8ft2T1T2增加滤芯数

7、量5个孔堵塞5个孔开放DP=1psid5个孔堵塞15个孔开放DP=1/3psid10孔20孔15个孔堵塞后才能达到DP=1psid，使用寿命因此增加了三倍10孔20孔压力与压差压力过滤器上游的压力压差(压力降DP)过滤器使用时上游下游之间的压力差别净压力新滤芯开始过滤是的压差滤芯存在最大允许压差滤筒存在最大允许压力滤芯压差75出口压力5bar进口压力7bar压差2bar通量与时间关系初始DP时间(t)恒定流速下的DP过滤时颗粒被过滤器滤孔截留压差逐渐上升曲线拐点开孔率Openareainthefilter(porosity)Anincreaseinvoid

8、volumewilllowertheflowvelocitylow