滤芯结构对过滤器过滤效率的影响

滤芯结构对过滤器过滤效率的影响

周永良

周永良

中山市洁鼎过滤制品有限公司

摘要：采用聚丙烯为过滤材料，通过改变褶皱过滤器的褶深度和褶间距，对褶皱滤芯的过滤效率和阻力进行测试，研究褶皱过滤器的结构与其过滤效率和阻力之间的关系。随着我国工业化的不断发展，我国的经济水平得到了明显的提高，人们的消费水平也更强，然而随着工业化的不断发展，出现了各种污染情况，为了减少污染对人们生活的影响，对污染物进行有效的过滤，在进行过滤的过程中，过滤器的质量决定着过滤的效果，而滤芯结构又是决定过滤器质量的一个重要参数。本文首先对过滤器的工作进行了概述，并探讨了影响滤芯过滤效率的影响，寻找了提高滤芯过滤效率的方法，为过滤器改进提供一些参考。

关键词：滤材结构；过滤效率；影响

1序言

国内外学者对气固过滤进行了大量的研究，而对于气液过滤方面的研究相对较少。Huang等，以聚砜膜过滤器为研究对象，研究了粒子形态、过滤速度和相对湿度等对过滤效率的影响。研究发现，清洁状态的聚砜膜对邻苯二甲酸二辛酯（DOP)液滴的分离效率高于对KC茴体颗粒的分离效率。asudevar等依据过滤介质压降随时间的变化规律将过滤过程划分为起始、润湿、非稳态聚结和稳态聚结4个阶段。Let等比较了气液过滤时玻璃纤维、聚酯纤维和芳纶纤维等3种过滤材料对过滤器压降的影响，发现玻璃纤维滤材的持液量较大，其压降相对较大13。Ccma等对气液过滤中过滤器表面滤速、过滤器本身物性以及液滴的物理化学特性等参数对分离性能的影响做了较全面的试验研究。

2空气过滤器的过滤工作的概述

2.1影响过滤器过滤效率的因素

影响过滤器过滤效率的因素较多，首先是过滤器的过滤原理，不同过滤器的过滤原理不同，其过滤效果也不尽相同。在家庭中，大多采用物理过滤器，物理过滤器相对而言对人们的危害更小，但其作用效果也较为有限，往往只能够对颗粒物进行过滤，清除一些体积较大的物质，包括室内的一些灰尘、花粉等粉尘，或者一些细菌、过敏原等可能危害到人们身体健康的物质。影响到家庭用过滤器的主要因素便是设备的制作规格，一些制作的功能较强的过滤器，在进行使用的过程中要求也更高，家庭用过滤器大多是物理过滤器，采用物理的方式进行过滤，所用的物理方法主要体现为力学和电力的使用，部分家用过滤器通过使用风扇，控制室内气体流动，将室内气体吸人过滤器中对气体进行处理然后再释放。在对吸人的气体进行处理时，往往采用带电粒子的特性对其中的物质进行处理，处理性能较好的过滤器，所需电压较高，在过滤器内部产生较强的磁场，带电粒子通过磁场时，会发生定向的偏移，带电颗粒会吸附到一定的区域上，之后对其进行清理，便可以实现净化室内空气的目的。

2.2对空气进行过滤

我国在进行工业化的过程中，虽然没有出现洛杉矶光化学烟雾那么严重的环境污染事故，但依旧存在着一些较为严重的污染现象，我国较为常见的污染包括水污染和环境污染，除了工业污染对水造成污染外，农业生产使用的一些化学物质同样会对水资源造成污染。在当今社会中，这些污染依旧存在着，使人们了解到了环境污染的严重性，当今的社会污染主要由社会中的工业生产造成的，虽然当今随着人们的对环境保护意识的提升使得部分企业在进行工业生产时，对排放的废物进行了处理，依旧有大部分人决定要在家中安放过滤器，避免外界环境中质量较差的空气对自身的身体健康造成影响，家用过滤器与工业过滤装置有着较大的区别，这些装置主要由个体进行使用，在小范围内进行空气的净化。这种空气过滤器大多用于家庭空气净化。

3提高过滤器过滤效率的方法

3.1对滤材质量进行严格控制

滤材质量的不同会导致过滤器的过滤效果不同，因此要提高过滤器过滤效率，需要从滤材质量上对其进行严格的控制。在工业方面，过滤器使用的滤材应具有更强的过滤效果，可以在过滤系统中使用一些人造纤维，人造纤维具有较多的优点，对于工业生产来说，最为明显的优点便是具有较强的抗腐蚀能力和抗高温能力，在工业生产过程中，往往会具有高温以及排放腐蚀气体的特性。（这句话是想表达滤材生产的缺点？和主题对滤材质量进行严格控制有什么联系？）

3.1对滤材的合理选择

空滤行业中，滤材的选择对最终滤芯的过滤能效有重要的决定性作用。不同的滤材过滤目标不同，HEPA滤料针对的是颗粒物和粉尘过滤，活性炭滤料则针对的是甲醛性的有害气体过滤。同时，即使是过滤颗粒物粉尘的HEPA滤材，不同过滤等级对颗粒物的拦截效率也不同，理论上选择拦截能效越高的滤材，则制作的滤芯的过滤能效就越高，但同时拦截能效越高的滤材其在制作的成本上也是越贵，本着质优价廉的设计理念，综合滤材成本和产品过滤能效要求两点考量，一般选择在产品过滤效率附近稍高一才点的滤材作为参考较为合理；

3.2合理设计滤材结构

在对过滤器进行设计的过程中，需要有良好的滤材结要考虑到滤材的特性。不同滤材具有不同的特性，而且价格也不尽相同，合理对滤材结构进行设计可以在保障过滤工作顺利进行的同时降低成本。在进行滤材结构设计时，可以将人造纤维过滤部分先在开始部位进行简单铺设，在过滤到较大颗粒的粉尘后，可以通过一些具有化学性质的过滤结构，对气体中的有害成分进行中和控制，去除有腐蚀性的气体，然后可以再次设置一些成本较低的粉尘过滤装置，进行深度过滤，确保过滤器能够实现工作目的。

3.2合理设计滤芯的结构

滤材决定后，我们便会对滤芯进行规格设计，空滤一般是以过滤物从大到小的规律进行滤材的层叠顺序的，最外层滤材一般是网类滤材，对较大的目视可见的颗粒物进行拦截，其次到HEPA滤材，对目视不可见粉尘颗粒进行有效拦截，最后是气体分子吸收过滤性滤材，一般对甲醛等有害气体进行吸收拦截。当滤芯外型规格确定时，滤材各叠层的规格设计便显得尤为重要，如何在有限的滤芯空间内使滤材的层叠的整体过滤能效达到最佳，需要进行反复多次测试，如初效拦截的滤网最佳目数，HEPA滤材的最佳折宽和过滤面积，目标有害气体的针对性最佳滤料为何等等，累积大量测试数据。

3.3对通过过滤性能对过滤器过滤效率进行检测

在进行过滤器过滤效率检测时，首先需要明确过滤器的使用范围，以及过滤对象。在选择相应的过滤器时，可以参考过滤器的参数选择合适的过滤器。家用过滤器中，也存在有静电过滤技术能够对空气中的有害颗粒进行处理，要对其过滤性能检测，需要从静电驻极材料技术参数和其工艺方面进行，通过对静电驻极材料技术参数进行分析，能够了解其对颗粒的过滤能力，根据家庭环境中主要空气污染物不同可以进行合理的选择。

3.3合理控制滤芯密封与过滤器的规格匹配密封

一般来说安装滤芯的过滤器都会存在着额定功率，在额定功率一定的情况下，滤芯首先要保证外型规格和过滤器内腔为紧配状态，这样才可以避免因为不紧配的问题带来的大概率性的漏风性问题，同时还要考量滤芯自身的密封性问题，滤芯的滤材和滤芯包材之间的密封不足，亦会带来漏风性问题，通过对同一过滤器和不同的滤芯进行匹配检测，可以反馈出滤芯自身密封与过滤器密封的可靠性为何。

4结论功率

在近几年，我国材料工业的迅速发展，研发出了许多新兴的材料，将这些材料作为过滤装置制作材料能够有效的提高过滤器的过滤性能，但在应用时需要考虑其他因素，确保过滤器质量寿命不会受到影响。对于粒径小于1pm的颗粒物，增加过滤器的褶深度，总体上会使过滤器的过滤效率提高，但随着颗粒物直径的增加大于1pm时，褶深度对提高过滤效率的这种优势将会消除。过滤器的种类较多，各种类型的物质都有相应的过滤装置，不同过滤器的过滤目的不同，其结构也不尽相同，而且为了过滤相应的物质，还需要根据过滤物中包含的常见物质进行滤材的选择。

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