过滤是一种物理分离过程,通过使用某种介质(称为过滤介质或滤网)来去除流体(液体或气体)中的固体颗粒或液滴。过滤介质具有一定的孔径大小,只有比孔径小的颗粒才能通过,而比孔径大的颗粒则被截留。

过滤发展史
过滤技术的历史悠久,可以追溯到古代文明时期。在中国,公元前200年已经有使用植物纤维制作的纸,这是一种原始的过滤形式。公元105年,蔡伦改进了造纸法,进一步发展了过滤技术。最初的过滤方法大多是重力过滤,后来发展为加压过滤和真空过滤。20世纪初,转鼓真空过滤器的发明实现了过滤操作的连续化,随后各种类型的连续过滤器相继出现。间歇操作的过滤器,如板框压滤器,因能实现自动化操作而得到发展,过滤面积也越来越大。为得到含湿量低的滤渣,机械压榨的过滤器得到了发展。在现代,过滤技术已经广泛应用于各个领域,包括水处理、空气净化、化工、制药、食品加工等。随着科技的进步,过滤技术也在不断发展,新的过滤材料和过滤设备不断涌现,以满足不同场合的过滤需求。
古代过滤技术:最早的过滤技术可以追溯到古代,人们使用自然材料如布料和纸张进行初步的过滤。- 工业革命期间的过滤技术:19世纪末,随着工业革命的推进,出现了加压过滤技术,这使得过滤效率得到了显著提升。
- 20世纪初的过滤技术:20世纪初,转鼓真空过滤器的发明实现了过滤操作的连续化,这是过滤技术发展史上的一个重要里程碑。
- 现代过滤技术:现代过滤技术包括了多种类型的过滤设备,如微滤、超滤、纳滤和反渗透等,这些技术在水处理、空气净化、化工、制药等领域得到了广泛应用。
- 1940年:美国创建了**座洁净室,标志着洁净室技术的诞生,这是过滤技术发展的一个重要起点。
- 1950年:高效粒子空气过滤器(HEPA)问世,成为过滤技术发展史上的另一个重要里程碑。
- 1961年:层流(单向流)洁净室的诞生,这是世界上最早的洁净室标准——美国空军技术命令203的形成。
- 1963年:美国发布了**个军用部分的联邦标准209。
- 20世纪80年代:美国和日本分别研制成功了对像为0.1μm,捕集效率达99.99%的新型超高效过滤器,这标志着过滤技术进入了一个新时代。
- 1987年:美国发布了联邦标准209C,将洁净等级从原有的100至100,000四个等级扩展为1至100,000六个级别。
- 1992年:美国发布了联邦标准FED-STD-209E,将洁净等级从英制改为米制,并增加了M1至M7七个级别。
- 2001年:美国宣布停用FED-STD-209E,转而采用国际标准ISO 14644。
液体过滤
液体过滤是一种利用多孔介质对液体进行分离的操作,其目的是去除液体中的悬浮固体、胶体颗粒、油脂、微生物等杂质。过滤过程中,液体通过过滤介质的孔道流出,而固体颗粒被截留,从而实现固液分离。液体过滤的主要方法和技术
液体过滤的主要方法:
筛析过滤:利用过滤介质的孔目数小于固体颗粒的直径,依靠筛析作用将固体颗粒从悬浮液中除去。
吸附过滤:过滤介质的网孔目数大于固体颗粒的直径,固体颗粒进入过滤介质孔道后被介质表面所吸附。
深层过滤:过滤介质的孔径和料浆颗粒粒度之间存在一定的关系,通过深层过滤过程实现颗粒的捕获。
膜过滤:利用半透膜的选择性透过性,根据分子大小、电荷、亲疏水性等特性来分离液体中的组分。
液体过滤材料的选择依据
选择液体过滤材料时,需要考虑以下因素:
过滤介质的孔径和料浆颗粒粒度的关系:确保过滤介质能够有效截留所需去除的颗粒。
过滤介质的机械强度和耐腐蚀性:保证过滤介质在使用过程中的稳定性和耐用性。
过滤介质的化学稳定性:确保过滤介质不会与液体中的化学物质发生反应。
过滤介质的经济性:在满足技术要求的前提下,选择成本效益较高的材料。
气体过滤
气体过滤技术是指利用特定的过滤材料和设备,将气体中的固体颗粒、液滴、微生物、有害气体等杂质去除的过程。这种技术广泛应用于空气净化、工业生产、医疗卫生、环境保护等领域。
- 纤维过滤材料:纤维过滤材料通过纤维的机械拦截作用去除气体中的颗粒。纤维的直径、长度、密度和排列方式都会影响过滤效率。
- 活性炭过滤材料:活性炭具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积,能够有效吸附气体中的有机物、恶臭物质、有毒气体等。
- 陶瓷过滤材料:陶瓷过滤材料耐高温、耐腐蚀,适合用于高温气体的过滤。
- 金属过滤材料:金属过滤材料如不锈钢网,适用于高温、高压、强腐蚀性的气体过滤。
- 空气净化:在家庭、办公室、医院等场所,使用空气净化器中的HEPA滤网和活性炭滤层去除空气中的尘埃、细菌、病毒、异味等。
- 工业生产:在化工、冶金、制药等工业生产过程中,使用气体过滤器去除有害气体和粉尘,保护工人健康和环境。
- 医疗卫生:在手术室、病房等医疗环境中,使用气体过滤器去除空气中的微生物和有害气体,防止交叉感染。
- 环境保护:在废气处理设施中,使用气体过滤器去除工业排放中的有害物质,减少对环境的污染。
首先,需要了解要过滤的气体的特性,包括气体的成分、浓度、温度、压力等。这些特性将决定气体过滤器的材料选择、过滤介质选择和过滤效率要求等。
根据应用需求确定气体过滤器的过滤效率要求。过滤效率表示气体过滤器能够去除颗粒或污染物的能力。根据应用场景和相关标准,确定所需的过滤效率,如HEPA级别、ULPA级别或其他标准。
选择适合的过滤介质以实现所需的过滤效果。常见的过滤介质包括纤维素滤纸、活性炭、陶瓷、玻璃纤维、聚酯纤维等。根据气体特性和过滤效率要求,选择合适的过滤介质材料和结构。
选择的过滤材料应与气体的化学性质兼容,避免反应或损坏。例如,如果气体含有腐蚀性物质,应选择耐腐蚀的材料,如不锈钢或特殊涂层的金属。
选择的过滤材料和工艺应符合当地的环境保护和安全生产要求,确保在使用过程中不对操作人员和环境造成危害。
在满足技术和安全要求的前提下,还应考虑过滤材料的成本效益,选择性价比高的材料,以降低整体运营成本。
7. 维护和更换的便利性
选择的过滤材料和设备应便于维护和更换,以确保过滤器的持续有效运行和减少停机时间。
过滤材料和工艺
过滤材料和工艺的选择取决于过滤介质的特性,包括其化学稳定性、耐温性、耐压性、耐腐蚀性以及过滤精度等。以下是一些常见的过滤介质及其适用场景:
- 编织材料:由天然或合成纤维、金属丝等编织而成的滤布和滤网,是工业生产中最常用的过滤介质。这类材料价格便宜,清洗和更换方便,可截留的最小粒径为5~65μm。
- 多孔性固体:包括素瓷、烧结金属或玻璃,或由塑料细粉粘结而成的多孔性塑料管等。这类材料可截留的最小粒径为1~3μm,常用于处理含有少量微小颗粒的悬浮液。
- 堆积介质:如砂、砾石、木炭和硅藻土等颗粒状物料,或玻璃棉等非编织纤维的堆积层。一般用于处理固体含量很少的悬浮液,如城市给水和待净化的糖液等。
- 高分子多孔膜:应用于更微小的颗粒的过滤,以获得高度澄清的液体。适用于滤去0.1~1μm颗粒的膜称为微孔滤膜;适用于滤去0.01~0.1μm颗粒的膜称为超滤膜。
在不同压力下,过滤材料和工艺的选择也有所不同。一般来说,较高的压力要求过滤材料具有更好的机械强度和耐压性。例如,高压过滤通常需要使用金属滤网或特殊强化的合成纤维滤布。
温度对过滤材料的选择同样有重要影响。高温过滤要求材料具有良好的耐高温性能,以防止材料在高温下变形或损坏。例如,高温过滤可能需要使用陶瓷膜或某些特殊的合成树脂膜。
在选择过滤材料和工艺时,还需要考虑过滤介质的化学稳定性、耐腐蚀性以及过滤精度等因素。例如,处理酸性、碱性或有机溶剂等化学物质的过滤,需要选择能够耐受这些化学品侵蚀的过滤材料。
工厂设备过滤的维护和维修
工厂设备过滤系统的维护和维修是确保设备正常运行和延长使用寿命的重要环节。以下是一些关键的维护和维修注意事项:
1.定期巡检:定期巡检是设备维护的基础,通过检查设备的运行状态,发现和排除潜在问题,预防设备故障和停机。巡检内容包括设备的外观、润滑油、紧固件、电气接线等方面的检查。2.清洁和清理:定期清洁和清理设备表面的灰尘、杂物和油污,保持设备的清洁和整洁,防止灰尘和杂物进入设备内部,影响设备的正常运行。清洁还包括设备内部的清理,如清除滤芯、过滤网、喷头等,保证设备正常过滤和工作效果。3.紧固和调整:定期检查设备的紧固件和连接部位,发现松动的紧固件及时进行紧固,防止因松动而产生的设备故障。同时,对于设备的调整,如控制参数的调整、喷头的调整等,也需要进行定期检查和调整,保证设备的正常运行和过滤效果。4.润滑和保养:设备中的运动部件需要进行定期的润滑和保养,以减少摩擦和磨损,延长零部件的使用寿命。润滑和保养包括润滑油的更换和加注、轴承的清洁和润滑、密封件的更换等方面。5.故障排除和维修:当设备发生故障时,需要进行及时的排除和维修。在设备维护保养规程中,需要明确故障的分类和处理方法,如故障的诊断方法、故障的排除方法、故障的维修方法等,并制定相应的维修计划和措施。6.维护保养计划和记录:制定设备维护保养计划是保证设备正常运行和维护保养工作的重要步骤。根据设备的使用情况和维护保养要求,确定维护保养的周期、内容和工作量,并制定详细的工作计划,包括巡检时间、清洁时间、润滑时间等。维护保养工作完成后,需要进行相应的记录和整理,以便及时了解设备的维护保养情况,评估维护保养工作的效果,并为下一次维护保养工作提供参考。7.安全**:设备维护保养工作必须严格遵守安全操作规程,做好个人防护,确保人员的安全。对于涉及到电气和机械操作的维护保养工作,必须由具有相关专业知识和经验的人员进行。8.注意细节:在设备维护保养过程中,要关注细节,如设备的使用环境、周围温度和湿度、供电电压和电流等因素,及时发现和排除潜在问题,提高设备的可靠性。9.维护保养与生产计划的统一:设备的维护保养工作需要与生产计划相结合,合理安排维护保养的时间和工作量,避免对生产造成不必要的影响。10.不断改进和创新:设备维护保养工作需要不断进行改进和创新,采用新的维护保养技术和方法,提高维护保养工作的效率和质量,为设备的正常运行和延长使用寿命提供保障
过滤的标准
ISO 16890《一般通风用空气过滤器检测标准》ISO 16890是国际标准化组织(ISO)发布的关于一般通风用空气过滤器性能测试评价的国际标准。该标准分为四个部分,分别是:
1.颗粒物过滤效率(ePM)技术要求和分级体系:这部分规定了空气过滤器的颗粒物过滤效率的技术要求和分级体系。
2.计径效率和阻力的测量:这部分规定了如何测量空气过滤器的计径效率和阻力。
3.计重效率及阻力与试验容尘量关系的测定:这部分规定了如何测定空气过滤器的计重效率及阻力与试验容尘量的关系。
4.确定最低计径效率的消静电方法:这部分规定了如何确定最低计径效率的消静电方法。
ISO 16890标准以现有的欧美一般通风用过滤器测试标准(ANSI/ASHRAE Standard 52.2-2012及EN 779:2012)为基础,沿用了测试装置、测试尘源、测试仪器及相应的测试方法。该标准通过规定参考城镇及郊区大气尘粒径分布特征曲线,并对0.3~10μm区间至少12挡粒径挡的计径效率进行测试,并依据测试结果通过计算而非直接测量的方式获得被测过滤器的颗粒物过滤效率(ePM)。
GB/T 14295—2008是中国国家标准,规定了空气过滤器的术语与定义、分类与标记、要求、试验方法、检验规则以及产品的标志、包装、运输和贮存等。该标准适用于常温、常湿、包括外加电场条件下的通风、空气调节和空气净化系统或设备的干式过滤器。
B/T 26114-2024《液体过滤用过滤器 通用技术规范》
GB/T 26114-2024是中国国家标准,它规定了液体过滤用过滤器的型式、技术要求、试验方法、检验规则、标志、随机技术文件、包装、运输和贮存。这个标准适用于用液体过滤用袋式过滤器、芯式过滤器、篮式过滤器和盘式过滤器的设计、制造和检验。
GB/T 30176-2013《液体过滤用过滤器 性能测试方法》
GB/T 30176-2013规定了液体过滤用过滤器的主要过滤性能(压降-通量性能、截留精度、透水率与透水阻力、再生性能、视在纳污量等)及与过滤器过滤性能相关的机械物理性能(耐压试验、密封检测、焊缝无损检测、噪声测试等)的试验方法。这个标准适用于液体(不包括油类)过滤用过滤器性能试验方法。