หน้าที่ของไส้กรองอากาศอัดและการเลือกวัสดุกรอง

หน้าที่ของไส้กรองอากาศอัดและการเลือกวัสดุกรอง

 

1. หน้าที่ของตัวกรองอากาศคอมเพรสเซอร์

ในระบบอากาศอัด มลพิษอาจทำให้เกิดปัญหาร้ายแรงได้ เนื่องจากอากาศสามารถบีบอัดได้ อนุภาคมลพิษจะถูกดูดเข้าไปในคอมเพรสเซอร์ในระหว่างกระบวนการบีบอัด ในระบบ 0.8MPa ปริมาณสารมลพิษในระบบบีบอัดเพิ่มขึ้น 8 เท่า ในขณะนี้ อนุภาคมลพิษเหล่านี้จะสร้างความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดยใช้อากาศอัด มลพิษเหล่านี้รวมถึงฝุ่นในท่อ อนุภาคสึกหรอ ควัน และจุลินทรีย์ในระหว่างการเผาไหม้ สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทคร่าวๆ:

ฝุ่นขนาดใหญ่ที่มีอนุภาคขนาด 10 μm ขึ้นไป

ฝุ่นละเอียดที่มีขนาดอนุภาค 10-1 μ M

ฝุ่นขนาดเล็กที่สุดที่มีอนุภาคเล็กกว่า 1μm

สำหรับฝุ่นและสิ่งสกปรกขนาดใหญ่ เป็นเรื่องง่ายที่จะกำจัดจากระดับเทคนิคปัจจุบัน ในขณะที่การกำจัดฝุ่นและสิ่งสกปรกที่มองไม่เห็นมักจะอยู่ที่ 0.3~5 μm เป็นการยากที่จะวัดค่าฝุ่นละอองที่มี m เป็นขีดจำกัดล่าง สิ่งนี้ต้องการมาตรการกรองและทำความสะอาดเพื่อกำจัดฝุ่นออกจากระบบ

 

2.การเลือกตัวกรองอากาศอัด

มีสารมลพิษหลักสองชนิดในอากาศอัด หนึ่งคือสารมลพิษทางอากาศที่สูดเข้าไปในคอมเพรสเซอร์ ซึ่ง 80% มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 μ ต่ำกว่า m; อีกอันหนึ่งคือการระบายออกจากคอมเพรสเซอร์ซึ่งอยู่ในสถานะของควัน เมื่อมันกระจายละออง μ M การปล่อยจะอยู่ที่ 0.01~0.8

การกรองทั่วไปสามารถกำจัดอนุภาคของเหลวและของแข็งส่วนใหญ่ได้ และโดยทั่วไปแล้วขนาดอนุภาคจะมากกว่า 1 μm。 ในการขจัดอนุภาคของแข็งขนาดเล็กมากและละอองลอยของน้ำมัน-น้ำ จำเป็นต้องใช้ตัวกรองประสิทธิภาพสูง ซึ่งมีความซับซ้อนทางเทคนิคมาก ในแง่ของวิธีการและกลไก มันเป็นไปไม่ได้ที่จะทำการจำแนกทางกายภาพที่เข้มงวดใดๆ ตัวอย่างเช่น การแยกตัวด้วยแรงโน้มถ่วง การแยกตัวจากแรงเหวี่ยง ผลกระทบเฉื่อยโดยตรงสกัดกั้นการแพร่กระจายแบบบราวเนียน การแพร่กระจายของกระแสไหลวน การควบแน่นด้วยความร้อน การตกตะกอนด้วยไฟฟ้าสถิต การตกตะกอนด้วยแม่เหล็ก การควบแน่นแบบบราวเนียน การควบแน่นแบบอะคูสติก ในบางกรณี สำหรับอนุภาคชนิดพิเศษ มีเพียงกลไกเดียวที่มีบทบาทนำ แต่ในกรณีส่วนใหญ่ มันคือการรวมกันของหลายกลไก พูด, พูดแบบทั่วไป, พูดทั่วๆไป, ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการสกัดกั้นโดยตรง การชนเฉื่อย การแพร่กระจายหรือการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน และการควบแน่นด้วยความร้อน การสกัดกั้นโดยตรงมุ่งเป้าไปที่อนุภาคขนาดใหญ่กว่าในกระแสอากาศเป็นหลัก (โดยทั่วไปขนาดอนุภาคคือ 1 μ M) ผลกระทบเฉื่อยจะเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการสกัดกั้นด้วย เนื่องจากเมื่อการไหลของอากาศที่มีอนุภาคของแข็งและของเหลวไหลผ่านวัสดุกรอง อนุภาค ไม่สามารถเปลี่ยนทิศทางการไหลของอากาศพร้อมกันและรวดเร็วได้เนื่องจากอิทธิพลของน้ำหนักและความเร็ว ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะส่งผลกระทบต่อวัสดุกรองผ่านเส้นทางการดัดของวัสดุกรอง เพื่อให้วัสดุกรองจับอนุภาค ดังนั้นกระบวนการ ของอนุภาคของแข็งในกระแสลมหมด อย่างไรก็ตามอนุภาคของของเหลวไม่เหมือนกันทุกประการ เมื่อไหลผ่านวัสดุกรอง อนุภาคขนาดเล็กจะรวมตัวกันและรวมตัวกันในที่เดียวเพื่อสร้างหยดน้ำขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งถูกผลักออกไปด้านนอกของวัสดุกรองเพื่อสร้างโซนของเหลวอิ่มตัวแล้วปล่อยออกจากตัวกรอง ซึ่งเรียกว่าการกรองแบบควบแน่น วิธีการกรองนี้สามารถกำจัดได้ 0.01 μ หากอนุภาคของแข็งที่อยู่เหนือ M น้อยกว่า 0.01/106 ของน้ำหนักรวม มลพิษที่เป็นของแข็งและของเหลวในกระแสอากาศสามารถถูกกำจัดออกไปได้อย่างสมบูรณ์

อุปกรณ์กรองที่ดีควรเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้: ประสิทธิภาพการกรองสูงโดยทั่วไปมากกว่า 99.99%; ในขณะเดียวกัน ความต้านทานมีขนาดเล็กเพื่อให้แน่ใจว่าความดันและการไหลของก๊าซที่ผ่านการกรองจะไม่เปลี่ยนแปลงมากเกินไป

โครงสร้างของอุปกรณ์กรองไม่เพียงแต่ต้องรับแรงดันที่สอดคล้องกันเท่านั้น แต่ยังต้องมีความหนาแน่นของอากาศที่ดีด้วย เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพการกรอง ตัววัสดุกรองเองควรมีความแข็งแรงทางกลระดับหนึ่ง รับแรงกดระดับหนึ่ง และสามารถต้านทานผลกระทบของการไหลของอากาศได้ ระหว่างการใช้งาน จะต้องไม่มีการแตกร้าว เทอะทะ เป็นขยะ ออกซิเดชัน หรือลอกผิว นอกจากนี้ อายุการใช้งานของวัสดุกรองควรยาวขึ้น และควรเปลี่ยนและทำความสะอาดได้สะดวก

ตามโครงสร้างของวัสดุกรอง ตัวกรองอากาศอัดสามารถแบ่งออกเป็นตัวกรอง "ลึก" ตัวกรอง "ตาข่าย" หรือการรวมกันของตัวกรองลึกและตาข่าย

วัสดุกรองของตัวกรอง "ลึก" ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเส้นใยที่ไม่เป็นระเบียบ โลหะผสมผงซินเตอร์ และเซรามิกที่มีรูพรุน มีหน้าที่สร้างเส้นทางการไหลแบบโค้งเพื่อดักจับฝุ่นละอองเมื่ออากาศไหลผ่าน

ตัวกรอง "ตาข่าย" ประกอบด้วยโลหะที่มีรูพรุน พลาสติก ผ้าใยต่างๆ และเมมเบรนที่มีรูพรุนขนาดเล็กเป็นองค์ประกอบหลักของตัวกรอง ขนาดรูพรุนของวัสดุกรองนี้ค่อนข้างสม่ำเสมอและมีความพรุนค่อนข้างสูง สามารถกรองฝุ่นละอองที่ใหญ่กว่ารูขุมขนได้ทั้งหมด ตัวอย่างเช่น ไส้กรองที่ทำจากผ้าใยแก้วละเอียดพิเศษและผ้าทอเส้นใยโพลีเอสเตอร์ที่มีฝุ่นละอองมากกว่า 0.9 μ M สามารถกำจัดออกได้โดยทั่วไป

 

2.1 ไส้กรองบาดแผล

ในปัจจุบัน มีการใช้ไส้กรองนี้กันอย่างแพร่หลาย และมักไม่พิจารณาการล้างแบบย้อนกลับและการนำกลับมาใช้ใหม่ มันเป็นองค์ประกอบตัวกรองแบบใช้แล้วทิ้ง วัสดุหลัก ได้แก่ เรยอน ไนลอน เส้นใยโพลีโพรพิลีน ใยแก้ว ฯลฯ เนื่องจากใช้การม้วนแบบกลไกและไม่มีกาว จึงปรับตัวได้ดีกับสื่อและมีราคาถูก เนื่องจากแบบฟอร์มนี้เป็นของการกรองแบบลึก ปริมาณฝุ่นจึงมีมาก แต่ความแม่นยำในการกรองไม่สูงมากนัก ผลิตภัณฑ์จากต่างประเทศสามารถขจัดออกได้ 0.8% μ สำหรับอนุภาคที่สูงกว่า m จีนสามารถขจัดออกได้ 1 μ M เนื่องจากปัญหาคุณภาพการม้วน ใยแก้วนำแสงอาจถูกดึงออกมาภายใต้อิทธิพลของการไหลของอากาศเมื่อเริ่มต้นใช้งาน

 

2.2 ไส้กรองไม่ทอ

องค์ประกอบตัวกรองนี้ส่วนใหญ่ผ่านกระบวนการเป็นองค์ประกอบตัวกรองทรงกระบอกเมมเบรนที่มีรูพรุน และวัสดุเสริมแรงคือเซลลูโลสไวนิล โพรพิลีน และโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน ในปัจจุบัน ตัวกรองส่วนใหญ่ที่ขายในท้องตลาดเป็นส่วนผสมของตัวกรองดังกล่าว เช่น เซลลูโลสอะซิเตตและเซลลูโลสไนเตรต และตัวกรองพรุนขนาดเล็กที่ประกอบด้วยวัสดุผสมสองชนิด จะต้องไม่ถูกกัดกร่อนด้วยกรดเจือจาง ด่าง และของเหลวไม่มีขั้ว แต่อุณหภูมิในการใช้งานจะต้องไม่สูงกว่า 75 ℃ ไส้กรองเทฟล่อนทำจากเทฟล่อนบริสุทธิ์และเหมาะสำหรับตัวทำละลายอินทรีย์ กรดแก่ และด่างแก่ เมื่อใช้ที่อุณหภูมิ - 100~260 ℃ มีความเฉื่อยและความเสถียรทางเคมี ไส้กรองโพลิไวนิลคลอไรด์มีความแข็งแรงสูง มีความเหนียวแข็งแรง ทนทานต่อกรดและด่างที่มีความเข้มข้นปานกลาง

ไส้กรองของวัสดุกรองนี้ ไม่ว่าจะเป็นของเหลวหรือก๊าซ สามารถกำจัดออกได้ 0.5 μ สำหรับฝุ่นละอองขนาดเล็กที่สูงกว่า M แรงดันใช้งานโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 0.8~1.0MPa

ข้อดีอย่างหนึ่งของไส้กรองนี้คือเมื่อก๊าซผ่านเข้าไป ไส้กรองมักจะมีประจุไฟฟ้าสถิต ซึ่งสามารถป้องกันไม่ให้ไส้กรองถูกปิดกั้นเนื่องจากอนุภาคแขวนลอยขนาดเล็กที่บุกรุกเข้าไปในความลึกของรู และทำให้ฝุ่นสะสมบน พื้นผิวของไส้กรองอยู่ในสภาพหลวมซึ่งง่ายต่อการระบายและทำความสะอาด

 

2.3 ไส้กรองรวมใยกลวง

เนื่องจากการกระจายตัวของรูพรุนขนาดเล็กนั้นใหญ่กว่าความหนาแน่นของเยื่อกรองทั่วไปมาก จำนวนของรูพรุนขนาดเล็กต่อตารางเซนติเมตรของพื้นที่ตัวกรองจึงมาก ซึ่งหมายความว่าจำนวนรูพรุนสูงสุดจะลดลง เส้นผ่านศูนย์กลางรูพรุนสูงสุดของตัวกรองเมมเบรนธรรมดาคือ 0.3 μ m 0.1 สำหรับเส้นใยกลวง μm。 นอกจากนี้ยังหมายถึงอายุการใช้งานที่ยาวนานของเส้นใยกลวงและการกรองก๊าซที่ปลอดภัย แม้ว่าเมมเบรนเส้นใยกลวงจะทำจากโพลีโพรพิลีน 100% แต่ก็มีการซึมผ่านของน้ำได้ดี ดังนั้นบางครั้งจึงใช้เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องอบแห้งสำหรับการทำให้แห้งด้วยแก๊สและกำจัดความชื้นในแก๊ส อย่างไรก็ตาม ไส้กรองนี้มีข้อบกพร่อง ประการแรกมีความซับซ้อนในการประมวลผล ประการที่สองสามารถทนต่อการไหลอย่างต่อเนื่องในสถานะกลวง อย่างไรก็ตามเนื่องจากสภาพการทำงานที่เปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน เยื่อใยกลวงมักจะแตก ส่งผลให้ตัวกรองล้มเหลว นอกจากนี้ยังเป็นเรื่องยากที่จะรับประกันความแน่นและความแข็งแรงของการเชื่อมต่อระหว่างเส้นใยกลวงแบบหลายมัดและแผ่นรูปแบบคงที่ แน่นอน สิ่งเหล่านี้กำลังได้รับการปรับปรุงและแก้ไข ดังนั้นมันจึงเป็นอุปกรณ์กรองที่ยอดเยี่ยม

 

2.4 วัสดุกรองรูพรุนผงโลหะผสม

วัสดุกรองเป็นโลหะที่มีรูพรุนหรือโลหะผสมที่มีรูพรุนซึ่งทำโดยกระบวนการผงโลหะ เนื่องจากมีความพรุน จึงไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติการกรองของวัสดุที่มีรูพรุนทั่วไปเท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติทั้งหมดของโลหะอีกด้วย เป็นหมวดหมู่หลักของวัสดุกรองในปัจจุบัน

 

2.4.1 คุณลักษณะของวัสดุพรุนผงโลหะวิทยา

วัสดุที่มีรูพรุนของโลหะผงมีความสามารถในการซึมผ่านที่ดีเยี่ยมและเหมาะสำหรับการกรอง การกระจายของเหลวอย่างสม่ำเสมอ และอุปกรณ์การซึมผ่าน เมื่อใช้เป็นตัวกรอง อัตราการกรองจะสูง ตัวอย่างเช่น เมื่อตัวกรองที่ทำจากวัสดุซินเตอร์ผงไททาเนียมฟองน้ำถูกกรองด้วยสารละลายซิงค์ซัลเฟตสำหรับการอิเล็กโทรไลซิส อัตราการกรองเป็น 6 เท่าของตัวกรองเซรามิก อัตราการไหลของตัวกรองที่ทำจากผงเหล็กดิบซินเทอร์สามารถเป็น 4 เท่าของตัวกรองจีบกระดาษและ 6 เท่าของตัวกรองเส้นด้ายฝ้าย อย่างไรก็ตาม พื้นที่การกรองของรอยยับและเส้นด้ายฝ้ายนั้นใหญ่กว่าวัสดุโลหะผงมาก

ในฐานะที่เป็นวัสดุกรอง สามารถควบคุมขนาดรูพรุนและความพรุนได้ และมีความแม่นยำในการกรองสูง เมื่อใช้ในการแยกก๊าซ ผลการแยกจะดี เมื่อใช้สำหรับเครื่องมือและมาตรวัด สามารถควบคุมการไหลของของไหลได้อย่างแม่นยำ ตัวอย่างเช่น ระบบวงจรน้ำมันที่คุ้นเคยของคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงใช้วัสดุกรองโลหะผงสแตนเลส 40 μ M แทนที่วัสดุกรองตาข่ายโลหะรุ่นก่อนหน้า เนื่องจากป้องกันการบุกรุกของอนุภาคของแข็งได้อย่างมีประสิทธิภาพ อายุการใช้งานของตลับลูกปืนหมุนเหวี่ยงจึงเพิ่มขึ้นเป็น 10-20 ปี และประสิทธิภาพการกรองมากกว่าตัวกรองหน้าจอถึง 3 เท่า

พื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่สามารถปรับปรุงผลการแลกเปลี่ยนความร้อนเมื่อใช้เป็นวัสดุแลกเปลี่ยนความร้อน

สามารถดูดซับพลังงานได้ ดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นท่อไอเสีย วัสดุกันกระแทก และวัสดุบัฟเฟอร์สำหรับไอเสียของเครื่องอบผ้า

รักษาคุณสมบัติของโลหะและโลหะผสมบางอย่าง เช่น การนำความร้อน การนำไฟฟ้า กระบวนการเชื่อม ฯลฯ เนื่องจากความแข็งแรงและความเหนียว จึงสามารถทำงานภายใต้ความกดดันสูงได้

 

2.4.2 แอปพลิเคชันเฉพาะ

ขอบเขตการใช้งานของวัสดุกรองโลหะผงนั้นกว้างมากและกำลังขยาย:

กรองอนุภาคของแข็งในของเหลวและแยกตัวกลางต่างๆ ในเทคโนโลยีพลังงานปรมาณู เครื่องบินกรอง รถถัง เรือ ฯลฯ ( μ m) เชื้อเพลิงเหลว น้ำมันและวัสดุหล่อลื่น โซเดียมโลหะเหลวและลิเธียมที่ผ่านการกรองจำเป็นต้องทำให้บริสุทธิ์อย่างละเอียด (5~10) อุปกรณ์ปล่อยนิวตรอน เช่นเดียวกับยาและสุขอนามัย ใช้ในการกรองไวรัสและแบคทีเรีย ในระหว่างการเตรียมเพนิซิลลินและสเตรปโตมัยซิน มันถูกใช้เพื่อกรองและผลิตอากาศปลอดเชื้อ และแยกผลึกต้านแบคทีเรียบางชนิด เช่น เพนิซิลลินและสเตรปโตมัยซินออกจากเหล้าแม่ แยกของเหลวในแก๊ส เช่น น้ำและน้ำมันที่ผสมอยู่ในลมอัด

ก๊าซกรองใช้สำหรับเก็บฝุ่น ระบายน้ำ และควบคุมแรงดันก๊าซ ตัวอย่างเช่น ใช้สำหรับการทำให้บริสุทธิ์ด้วยก๊าซของเครื่องมือและมาตรวัดที่มีความแม่นยำ การกู้คืนฝุ่นกัมมันตภาพรังสี เครื่องดักฝุ่นไอเสียของเตาหลอมยังสามารถใช้เป็นอุปกรณ์บัฟเฟอร์สำหรับออกซิเจนแรงดันสูง ไนโตรเจน ไฮโดรเจน อากาศ และก๊าซอื่นๆ

ก๊าซและของเหลวที่ผ่านวัสดุจะมีความสม่ำเสมอ และปรากฏการณ์การเดือดของของเหลวหลังจากผ่านวัสดุและปรากฏการณ์การไหลย้อนกลับของของเหลวเมื่อหยุดก๊าซสามารถป้องกันได้

โรงงานบางแห่งในแผนกของเราใช้วัสดุนี้ในการทำให้อากาศอัดบริสุทธิ์ และโรงงานเภสัชกรรมยาปฏิชีวนะบางแห่งใช้วัสดุนี้เพื่อทำความสะอาดฝุ่นและแบคทีเรียในอากาศ 0.5~1% ทำให้อากาศอัดปราศจากฝุ่นและปลอดเชื้อ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีเยี่ยม