对气体的过滤是一个比较复杂的过程,不同的过滤器有不同的过滤机理。过滤的效率和能力受到过滤材料的物理、化学性能,气体流速和被过滤介质的尺寸大小等因素的影响。对于过滤器过滤能力的衡量,常采用以下几个参数。
- 过滤效率:过滤器过滤某种粒径杂质的能力,用百分比表示。
- 过滤精度:通过过滤器的最大粒径。
- 透气率:过滤器在单位时间内单位面积的气体流通能力。
- 阻力:压缩气体通过过滤器的压降。
过滤器的分类,根据过滤精度和能力区分过滤器,一般可以分为以下几种:
固体颗粒 | 固体颗粒 | ||
过滤器和种类 | 过滤精度/μm | 过滤效率/% | 悬浮油浓度/(mg/m³) |
粗过滤器 | 25 | 20~95 | — |
精密过滤器 | 1 | ≤95 | ≤1 |
高精密过滤器 | 0.1 | ≤99 | ≤0.1 |
超级过滤器 | 0.01 | ≤99.9 | ≤0.01 |
根据过滤器的使用用途,过滤器一般分为以下几类:
- 凝聚式过滤器:一种使气流通过滤材的空隙,借助多种过滤机理(碰撞、扩散、拦截),使压缩空气中的液体或固体颗粒悬浮物不断凝聚成较大微滴而被分离的过滤器。
- 吸附式过滤器:应用吸附技术,使用专门吸附物质(通常使用活性炭)除去压缩空气中油蒸气、异味及某些有害气体的过滤器。
- 除尘过滤器:一种使气流通过滤材的空隙,借助多种过滤机理(碰撞、扩散、拦截),对压缩空气中的固体颗粒进行过滤或分离的过滤器。
- 除水过滤器:一种使气流通过专门结构或特殊滤材的空隙,对压缩空气中的水分进行分离的过滤器。
- 此外,在用途上还有除油过滤器、除气味过滤器、除菌过滤器等。根据过滤元件的结构分类,过滤器分为深层型和膜型。
- 深层过滤器采用粉末冶金多孔滤芯,或用微孔玻璃、多孔陶瓷、高分子合成纤维、玻璃纤维、金属纤维等材料,制成缠绕式蜂窝状滤芯。这种过滤器主要用于初级和精过滤器。
- 膜过滤器的滤芯为一种表面过滤筛,主要采用电解镍粉末冶金薄膜和高分子材料。这种过滤器一般应用于对过滤要求高的场合。两者之间差别如下图:
深层过滤器 | 膜过滤器 | |
结构 | 由纤维、颗粒和条状组成滤芯基体,内部不规则排列形成弯曲通道 | 由按规定孔径制作的连续的膜型滤芯基体,基体内的孔分布均匀 |
优点 | 容尘量大,尘粒由过滤元件表面和内部基体吸附、捕获;能除去空气中比过滤元件名义尺寸小的尘粒;过滤精度适用范围较宽 | 因连续的滤材,故无基材迁移的影响,不存在滤材剥落而污染气体的可能;能确保过滤精度,选用规定的孔径可阻止通过滤膜孔的最大粒径杂质,比滤膜孔径小的尘粒由滤膜内部加以捕获;过滤速率不受流量和压差变化的影响 |
缺点 | 因滤芯基体结构的不连续性,故可能存在滤芯基体的迁移,引起洁净气体的二次污染,当压差波动大时,基材的迁移现象更加明显;滤材基体存在缺陷空间,所以对尘粒的截留效率<1,随着压差的增加,被捕获的尘粒可能通过过滤基材,引起气体的二次污染 | 尘埃粒子由滤膜表面所捕获,所以过滤能力有限,容尘量小,相应使用、更换周期短 |