1．過濾概念

過濾是在外力作用下，利用有孔介質(zhì)從流體(液體或氣體)中除去/分離目標(biāo)物質(zhì)。其中多孔介質(zhì)稱為過濾介質(zhì)或?yàn)V材，所處理的進(jìn)料氣體/液體為污染介質(zhì)；被過濾材料截留的固體顆粒稱為濾餅或?yàn)V渣，通過過濾材料后的流體稱為潔凈流體。驅(qū)使流體通過過濾介質(zhì)的推動(dòng)力可以有重力、壓力（或壓差）和離心力。過濾操作的目的可能是為了獲得清凈的流體產(chǎn)品，也可能是為了得到流體中的部分成分。

2. 過濾機(jī)制

過濾根據(jù)機(jī)理的不同可以分為直接攔截、慣性碰撞和擴(kuò)散攔截。過濾介質(zhì)的過濾/分離效率由三種機(jī)理共同作用而增強(qiáng)，最終效率為三者共同作用的結(jié)果。

直接攔截：當(dāng)顆粒物大于過濾介質(zhì)中流道孔徑時(shí)，該顆粒物將被攔截去除，這就是直接攔截。過濾介質(zhì)能夠截留的顆粒物越多則容污量越強(qiáng)，而彎曲的流道結(jié)構(gòu)可以顯著增加過濾介質(zhì)的容污能力，篩網(wǎng)型的材料因?yàn)闆]有彎曲流道從而不能增加容污能力，只能講顆粒物截留在表面一層。值得說明的是，當(dāng)兩個(gè)較小的顆粒物同時(shí)通過流道時(shí)有可能因?yàn)楸舜伺鲎苍谝黄鹦纬纱顦虻淖饔?，兩者相加的尺寸不能通過過濾介質(zhì)的流道而被截留。

直接攔截

慣性碰撞：當(dāng)流體在過濾介質(zhì)中改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)，慣性使運(yùn)動(dòng)的顆粒撞擊到濾材表面失去了動(dòng)力，因吸附力的存在顆粒便停留在撞擊表面，這就是慣性碰撞。如果流經(jīng)過濾介質(zhì)時(shí)流體必須沿彎曲通道行進(jìn)，這將增加該過濾機(jī)理的有效性。

慣性碰撞

擴(kuò)散攔截：因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動(dòng)，氣體分子(作隨機(jī)運(yùn)動(dòng)) 碰撞小顆粒或霧滴，這種原理增加了顆粒碰撞過濾介質(zhì)的被截留的幾率，這種就是擴(kuò)散攔截。布朗運(yùn)動(dòng)特指氣體，因此擴(kuò)散攔截的機(jī)理適用于氣體的過濾，不能適用于液體過濾。被隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的氣體分子碰撞的顆粒，撞擊到過濾介質(zhì)上并被吸附截留，彎曲通道增加過濾機(jī)制的有效性。

擴(kuò)散攔截

靜電吸引：高分子纖維帶有靜電。粗纖維的靜電是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的。用這種材料制成的過濾器采用靜電吸附原理，而不是以上所述的機(jī)械原理。靜電效應(yīng)取決于纖維和灰塵的電荷，在氣流速度降低時(shí)增強(qiáng)。大氣中的氣溶膠（細(xì)固體微粒、液滴或氣體）會很快削弱靜電，并且因?yàn)槔w維粗，它們的效率會急劇下降。一些研究表明，這些空氣過濾器過濾微粒的能力，在實(shí)際工作條件下會迅速下降。

3. 過濾精度

談到過濾精度，需要首先解釋兩組概念，第一，表面過濾和深層過濾，第二，絕對精度和相對精度。

1）表面過濾和深層過濾

表面過濾主要采用篩網(wǎng)材料，深度過濾則采用毛氈材料，它們的區(qū)別如下：

a.表面過濾（尼龍單絲、金屬單絲）將過濾中雜質(zhì)直接截留在材料表面。

優(yōu)點(diǎn)：單絲結(jié)構(gòu)可反復(fù)清洗，消耗成本較低；

缺點(diǎn)：表面過濾模式，易造成濾袋表面堵塞，該類型產(chǎn)品最適用于精度較低的粗濾場合，過濾精度25-1200μm。

b.深層過濾（針刺布、溶噴無紡布）是較大的顆粒雜質(zhì)被截留在纖維表面，

細(xì)微顆粒則被捕捉于濾材深層中，常見的過濾材料是高過濾效率深層漸變孔徑結(jié)構(gòu)。

特點(diǎn)：過濾介質(zhì)有一定厚度，纖維組織疏松，高空隙率增加了雜質(zhì)的容截量，如果孔徑或密度不變，流體中的顆粒物將在外層被攔截形成一層濾餅，而當(dāng)過濾介質(zhì)的孔徑由大逐漸變小或密度變小，流體流經(jīng)過濾介質(zhì)時(shí)較大的顆粒物在外層被捕捉，較小的顆粒物在中間層被捕捉，大多數(shù)更小的顆粒物穿過外層和中間層到達(dá)更精密的內(nèi)存被捕捉，這種材料的捕捉能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前者，這就是過濾材料漸變孔徑的重要意義。

缺點(diǎn)：相同精度數(shù)值下，深層過濾材料的壽命比表面過濾的短。

概括的說，表面過濾篩網(wǎng)類材料可直接測定所得孔徑數(shù)值，即為濾材的精度。而深層過濾是無法測定得到確切的數(shù)值的，故常規(guī)的標(biāo)定方法是將一類具有相應(yīng)克重，厚度及透濾性的材料標(biāo)定為某個(gè)額定精度。

2）絕對精度和相對精度

絕對精度：是指能100%濾除所標(biāo)示精度之顆粒。對任何一種過濾器而言，這幾乎是一個(gè)不可能達(dá)到，而且不實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)?00%是一個(gè)無窮大的值。市面上通稱的絕對過濾器如薄膜等，嚴(yán)格地說，只能稱"趨近于絕對“

相對精度：是指一定非100%攔截所標(biāo)示精度的雜質(zhì)顆粒。公稱精度并沒有一個(gè)業(yè)者共同認(rèn)定并遵行的標(biāo)準(zhǔn)。也就是說甲公司可以把公稱精度訂在85-95%，而乙公司卻寧可訂在50-70%。換句話說，甲公司的25微米過濾精度可能等于乙公司的10微米，或者更細(xì)。對此問題，選擇合適過濾精度時(shí)的根本解決之道是"試用"。

4. 壓差

過濾器使用時(shí)上游和下游之間的壓力差別稱為壓差。新的過濾器開始使用未捕集任何污染物之前時(shí)的壓差稱為凈壓差或初始壓差。過濾器結(jié)構(gòu)不受破壞的最大壓差極限值稱為最大允許壓差。壓差由流體的阻力產(chǎn)生，凈壓差由濾孔產(chǎn)生。常用的壓差單位有兆帕MPa，bar或psi。

5. 過濾器的壽命曲線

在流體的流速恒定的時(shí)候，潔凈的過濾器凈壓差較小，隨著過濾時(shí)間的上升壓差緩慢上升可能長達(dá)數(shù)小時(shí)或數(shù)天，直到過濾器的流道大部分被顆粒物堵塞后，壓差會陡然以極快的速度上升如果更換過濾器可能在半小時(shí)內(nèi)達(dá)到能夠承受的最大壓差，如果仍然未更換過濾器則可能導(dǎo)致過濾器破損，過濾失效且原本被過濾器截留的顆粒物雜質(zhì)會泄露至潔凈的流體中造成嚴(yán)重后果，這個(gè)曲線拐點(diǎn)就是過濾器建議更換壓差。

6. 過濾面積

過濾器的過濾介質(zhì)和流體接觸的面積叫過濾面積，過濾面積越大過濾器壽命越長，容污量越大。過濾器的過濾器面積增加一倍其壽命遠(yuǎn)大于一倍，例如一個(gè)具有10孔的過濾器當(dāng)其中5個(gè)孔被堵塞時(shí)壓差為1 psid，而另一個(gè)20孔的過濾器其中5個(gè)孔被堵塞時(shí)壓差僅為1/3 psid，直到15個(gè)孔被堵塞剩下5個(gè)孔此時(shí)壓差才能達(dá)到1 psid，因此其使用壽命增加了3倍。

7. 漸變孔徑

有一定厚度的過濾介質(zhì)，如果孔徑或密度不變，流體中的顆粒物將在外層被攔截形成一層濾餅，而當(dāng)過濾介質(zhì)的孔徑由大逐漸變小或密度變小，流體流經(jīng)過濾介質(zhì)時(shí)較大的顆粒物在外層被捕捉，較小的顆粒物在中間層被捕捉，大多數(shù)更小的顆粒物穿過外層和中間層到達(dá)更精密的內(nèi)存被捕捉，這種材料的捕捉能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前者，這就是過濾材料漸變孔徑的重要意義。

（磷化濾紙：文章來自網(wǎng)絡(luò)）