PALL過(guò)濾器學(xué)習(xí)課程

1、TM基本概念第1頁(yè)/共70頁(yè)第一頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM濾材孔過(guò)濾利用有孔介質(zhì)從流體(液體或氣體)中除去污染物潔凈流體(濾出液，下游)污染流體(進(jìn)料液，上游)第2頁(yè)/共70頁(yè)第二頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM1 微米 (um) 等于:4106 米 103 毫米43.910 -5 英寸4又稱 micron微米第3頁(yè)/共70頁(yè)第三頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM定義過(guò)濾 / 分離范圍 顆粒尺寸 10-4 10-3 10-2 10-1 1.0 10 102 103 ( 微米) 平均分子量 100 200 20,000 500,000 Cloth & Dept

2、h FiltersScreens & Strainers微濾超濾納濾反滲透過(guò)濾工藝范圍Red BloodCellsLatex EmulsionsOil EmulsionsPaint PigmentBacteriaSandHuman HairProtein / EnzymesCarbonBlackVirusAtomicRadii可溶鹽類VOC抯, PCD, Susp. Oil金屬離子膜類型普通污染物的相對(duì)尺寸濾布和深層過(guò)濾器篩網(wǎng)和濾網(wǎng)微濾超濾納濾反滲透過(guò)濾工藝范圍紅細(xì)胞乳膠油乳劑油漆顏料細(xì)菌沙粒人發(fā)蛋白 / 酶碳粒病毒輻射原子可溶鹽類VOC抯, PCD, Susp. Oil金屬離子膜類型

3、普通污染物的相對(duì)尺寸第4頁(yè)/共70頁(yè)第四頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM過(guò)濾器的功能過(guò)濾器經(jīng)常被認(rèn)為是一種簡(jiǎn)單的網(wǎng)或篩子， 過(guò)濾 / 分離是在一個(gè)平面上進(jìn)行的。第5頁(yè)/共70頁(yè)第五頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM過(guò)濾器的功能 實(shí)際上，頗爾生產(chǎn)的過(guò)濾器濾材具有深度。 “彎曲通道”的結(jié)果對(duì)于污染物的去除起到了 輔助作用 第6頁(yè)/共70頁(yè)第六頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM深度過(guò)濾介質(zhì)4顆?？梢栽诒砻姹徊都?，4 也可以在介質(zhì)層內(nèi)被捕集，4 因此，提高了容污能力。第7頁(yè)/共70頁(yè)第七頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM過(guò) 濾 機(jī) 理第8頁(yè)/共70頁(yè)第八頁(yè)，編輯于星期六：十一

4、點(diǎn) 四十八分。TM三種過(guò)濾機(jī)制4直接攔截4慣性撞擊4擴(kuò)散攔截第9頁(yè)/共70頁(yè)第九頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM直接攔截4液體中的基本過(guò)濾機(jī)制4本質(zhì)是一種篩分效應(yīng)，機(jī)械攔截顆粒4例如：一種簡(jiǎn)單的篩網(wǎng)可以攔截尺寸 大于其孔徑的顆粒第10頁(yè)/共70頁(yè)第十頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM直接攔截顆粒大于孔徑第11頁(yè)/共70頁(yè)第十一頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM直接攔截4當(dāng)顆粒大于流道孔徑時(shí)即被該結(jié)構(gòu)去除4容污能力可以用彎曲結(jié)構(gòu)提高 篩網(wǎng)無(wú)此作用第12頁(yè)/共70頁(yè)第十二頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM直接攔截4通過(guò)搭橋作用，尺寸小于濾孔的顆粒也可被攔截0不規(guī)則形狀的顆

5、粒 / 方向性0多個(gè)顆粒同時(shí)撞擊到同一個(gè)濾孔第13頁(yè)/共70頁(yè)第十三頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM直接攔截不規(guī)則形狀的搭橋第14頁(yè)/共70頁(yè)第十四頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM直接攔截多個(gè)小顆粒的搭橋第15頁(yè)/共70頁(yè)第十五頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM慣性撞擊4尺寸小于濾材孔徑的顆粒的輔助攔截方式4流體攜帶的顆粒由于質(zhì)量和線速度而具有直線 運(yùn)動(dòng)的慣性4顆粒離開(kāi)流體主流而撞擊到濾材上第16頁(yè)/共70頁(yè)第十六頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM慣性撞擊第17頁(yè)/共70頁(yè)第十七頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM慣性撞擊第18頁(yè)/共70頁(yè)第十八頁(yè)，編輯于星期六

6、：十一點(diǎn) 四十八分。TM慣性撞擊4顆粒被機(jī)械攔截或被吸附攔截4在氣體中比在液體中更有效.4對(duì)大于 0.5 - 1.0 微米的顆粒很有效.第19頁(yè)/共70頁(yè)第十九頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM吸附4表面相互作用4不同電荷4范德華力(Van der Waals)攔截尺寸小于濾孔的顆粒 由于: 第20頁(yè)/共70頁(yè)第二十頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM吸附表面作用 第21頁(yè)/共70頁(yè)第二十一頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM擴(kuò)散攔截4氣體分子 (作隨機(jī)運(yùn)動(dòng)) 碰撞小顆?；蜢F滴4布朗運(yùn)動(dòng)(Brownian motion)碰撞的結(jié)果， 增加了顆粒碰撞過(guò)濾介質(zhì)的機(jī)會(huì)4僅在氣體中有效第

7、22頁(yè)/共70頁(yè)第二十二頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM擴(kuò)散攔截氣體分子作布朗運(yùn)動(dòng)第23頁(yè)/共70頁(yè)第二十三頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM擴(kuò)散攔截分散在氣體分子中的小顆粒 或霧滴受到撞擊發(fā)生位移第24頁(yè)/共70頁(yè)第二十四頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM擴(kuò)散攔截第25頁(yè)/共70頁(yè)第二十五頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM擴(kuò)散攔截4氣體過(guò)濾器能夠去除尺寸遠(yuǎn)小于其液體精度 的污染物4對(duì)細(xì)小顆粒 (0.1 - 0.3微米)非常有效4如果一個(gè)氣體過(guò)濾器在濕潤(rùn)環(huán)境中運(yùn)行， 它的去除能力即變?yōu)橐后w精度第26頁(yè)/共70頁(yè)第二十六頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TMZeta

8、正電勢(shì)Zeta 正電勢(shì)是顆粒在水溶液中 表面產(chǎn)生的 動(dòng)電學(xué)吸引力 (電荷) 帶電的顆粒將被帶相反電荷的濾材表面吸引并由于這些力而被牢固阻截 第27頁(yè)/共70頁(yè)第二十七頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TMZeta 正電勢(shì)顆粒接觸到濾材表面由于吸引力而被阻截帶負(fù)電的 污染物水溶液帶正電的濾材第28頁(yè)/共70頁(yè)第二十八頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM吸附 / Zeta 電勢(shì)4細(xì)菌4支原體4病毒4酵母大多數(shù)需過(guò)濾的顆粒都帶負(fù)電，例如： 4 硅顆粒4 細(xì)菌內(nèi)毒素 (熱源)4 蛋白分子第29頁(yè)/共70頁(yè)第二十九頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM小結(jié)過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾 / 分離效率由于直接攔截

9、慣性撞擊擴(kuò)散攔截的共同作用而增強(qiáng) 第30頁(yè)/共70頁(yè)第三十頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM過(guò)濾機(jī)理及其效率0.010.1110100顆粒直徑 (um)5060708090100效率(%)0.3 直 接 攔 截?cái)U(kuò)散攔截慣性撞擊第31頁(yè)/共70頁(yè)第三十一頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM三、過(guò)濾精度第32頁(yè)/共70頁(yè)第三十二頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。依據(jù)絕對(duì)精度或公稱精度如何確定過(guò)濾器的性能呢？第33頁(yè)/共70頁(yè)第三十三頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。公稱精度 公稱精度的定義：基于大于或等于給定尺寸所有顆粒的某一重量去除百分?jǐn)?shù)，由過(guò)濾器廠商指定的有爭(zhēng)議的微米數(shù)值。它幾乎

10、沒(méi)有好的詳細(xì)說(shuō)明，也無(wú)再現(xiàn)性。 noNon-fixed pore construction1. 有爭(zhēng)議的微米精度2.由制造商自己指定3.去除重量百分比4.可變的、不可再現(xiàn)的下游流體質(zhì)量5.非固定孔結(jié)構(gòu)第34頁(yè)/共70頁(yè)第三十四頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM重量與數(shù)量One ” marble in a barrel.256 billion 2 m particles 12.6 mg/l 第35頁(yè)/共70頁(yè)第三十五頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM絕對(duì)精度定義在指定試驗(yàn)條件下能夠通過(guò)過(guò)濾器的最大剛性球形顆粒的直徑。它是過(guò)濾器元件中最大開(kāi)孔的標(biāo)志。第36頁(yè)/共70頁(yè)第三十六頁(yè)，編輯于

11、星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM過(guò)濾精度挑戰(zhàn)試驗(yàn)方法( 1 m)微粒挑戰(zhàn) 玻璃珠中等硅土試驗(yàn)粉塵 粗硅土試驗(yàn)粉塵乳膠球形顆粒 聚苯乙烯球形顆粒PSL第37頁(yè)/共70頁(yè)第三十七頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM過(guò)濾精度挑戰(zhàn)試驗(yàn)方法( 1 m)生物學(xué)挑戰(zhàn) 細(xì)菌 支原體噬菌體 熱原第38頁(yè)/共70頁(yè)第三十八頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM絕對(duì)精度試驗(yàn)程序污染懸浮物壓力罐試驗(yàn)過(guò)濾器收集容器顯微檢測(cè)分析膜片第39頁(yè)/共70頁(yè)第三十九頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM玻璃珠試驗(yàn)顯微鏡評(píng)估原理穿透試驗(yàn)過(guò)濾器穿透試驗(yàn)過(guò)濾器的最大玻璃珠？的最大玻璃珠？用顯微鏡刻用顯微鏡刻度評(píng)定最大度評(píng)定最大玻

12、璃珠尺寸玻璃珠尺寸1.4第40頁(yè)/共70頁(yè)第四十頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM什么是F-2試驗(yàn)?采用“單次通過(guò)” 方式I評(píng)價(jià)水相應(yīng)用過(guò)濾器的一種快速半自動(dòng)方法基于評(píng)價(jià)液壓過(guò)濾器的“多次通過(guò)”方式試驗(yàn)系統(tǒng). . . 最初由最初由 Oklahoma 州立大學(xué)開(kāi)發(fā)并州立大學(xué)開(kāi)發(fā)并稱之為稱之為“OSU試驗(yàn)試驗(yàn)”。 F-2 試驗(yàn)現(xiàn)在也稱之為試驗(yàn)現(xiàn)在也稱之為“改進(jìn)改進(jìn) OSU-F-2 試驗(yàn)試驗(yàn)”第41頁(yè)/共70頁(yè)第四十一頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TMF-2 試驗(yàn)裝置示意圖TestFilterFlowmeterPumpReservoirSlurryTest Element p Autom

13、atic Particle Counters Clean-upFilter第42頁(yè)/共70頁(yè)第四十二頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TMF-2 試驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)所用 SAE（美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)）中等試驗(yàn)粉尖 對(duì)實(shí)際污染物具有很好的代表性。 污物載荷更符合實(shí)際。挑戰(zhàn)能進(jìn)行至過(guò)濾器堵塞。 對(duì)整個(gè)過(guò)濾器性能可得到更多信息。第43頁(yè)/共70頁(yè)第四十三頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM結(jié)果表達(dá)由計(jì)數(shù)器讀數(shù)計(jì)算由計(jì)數(shù)器讀數(shù)計(jì)算“過(guò)濾比過(guò)濾比”或稱或稱 “Beta 比比”，符號(hào)，符號(hào) 上游大于直徑上游大于直徑 x 的微粒數(shù)的微粒數(shù) x =下游大于直徑 x 的微粒數(shù)第44頁(yè)/共70頁(yè)第四十四頁(yè)，編輯于星期六

14、：十一點(diǎn) 四十八分。TM取得數(shù)據(jù) 兩臺(tái)自動(dòng)計(jì)數(shù)器，上、下游各一臺(tái)。每臺(tái)都能測(cè)量六擋或更多擋直徑微粒數(shù)。 對(duì)廣范圍微粒尺寸，例如0.5m到90m，在上游和下游可以使用兩臺(tái)計(jì)數(shù)器。第45頁(yè)/共70頁(yè)第四十五頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TMPall絕對(duì)精度由F-2試驗(yàn)確定 經(jīng)F-2試驗(yàn)評(píng)定的Pall過(guò)濾器給定“絕對(duì)精度”。 對(duì)這類過(guò)濾器， Beta 值 5000第46頁(yè)/共70頁(yè)第四十六頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TMBeta 值1,000,000Particles Xm下游微粒數(shù)x=2050,00095%x=7513,00098.7%x=2005,00099.5%x=1000100

15、099.9%x=500020099.98%x=2500,00050%效率第47頁(yè)/共70頁(yè)第四十七頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TMBeta標(biāo)定過(guò)濾器的特征截留微粒尺寸清楚流體質(zhì)量能夠再現(xiàn)固定孔結(jié)構(gòu)公認(rèn)的精度標(biāo)準(zhǔn)第48頁(yè)/共70頁(yè)第四十八頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM過(guò)濾面積與壽命第49頁(yè)/共70頁(yè)第四十九頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM同樣體積，打褶設(shè)計(jì)可以增加過(guò)濾面積近 513倍深層和打褶設(shè)計(jì)的對(duì)比 D = 2 “ D = 2 ”1010A = 過(guò)濾面積T = 過(guò)濾介質(zhì)厚度 A = 0.6 ft2A2= 3-8ft2T1T2第50頁(yè)/共70頁(yè)第五十頁(yè)，編輯于星期六：

16、十一點(diǎn) 四十八分。TM過(guò)濾面積4增加過(guò)濾面積可以：0降低 P0延長(zhǎng)使用壽命第51頁(yè)/共70頁(yè)第五十一頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM5 個(gè)孔堵塞5 個(gè)孔開(kāi)放P = 1 psid 5 個(gè)孔堵塞15 個(gè)孔開(kāi)放P = 1/3 psid 10 孔 20 孔 舉例: 過(guò)濾面積倍增的比較15個(gè)孔堵塞后才能 達(dá)到 P = 1 psid， 使用壽命因此增加了三倍過(guò)濾面積第52頁(yè)/共70頁(yè)第五十二頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM過(guò)濾面積 通常過(guò)濾面積增大一倍，壽命延長(zhǎng)到2-4倍第53頁(yè)/共70頁(yè)第五十三頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM七、壓差與濾芯差壓計(jì)算第54頁(yè)/共70頁(yè)第五十四頁(yè)，編

17、輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM壓差定義 壓差 過(guò)濾器使用時(shí)上游和 (壓力降 P) 下游之間的壓力差 凈壓差 過(guò)濾器開(kāi)始使用未捕 集任何污染物之前時(shí) 的壓差第55頁(yè)/共70頁(yè)第五十五頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM壓差P1. 由流體阻力產(chǎn)生.2. 對(duì)干凈的過(guò)濾器，由濾孔產(chǎn)生第56頁(yè)/共70頁(yè)第五十六頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM壓差最大允許壓差:過(guò)濾器結(jié)構(gòu)不受破壞的最大壓差極限值第57頁(yè)/共70頁(yè)第五十七頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TMDarcys 定律K =透過(guò)性常數(shù)A =面積 p =壓差 t =厚度式中p = Qt / KA 或 p Q/A Q/A 稱為“流量密

18、度”或 FluxQ = (KA P) / t第58頁(yè)/共70頁(yè)第五十八頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM濾芯壓差計(jì)算 p = pc.Q.M / A pc = 凈壓差Q = 流量M=粘度（cp）A=面積 （ft2, m2 或10“）第59頁(yè)/共70頁(yè)第五十九頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM恒流與恒壓過(guò)濾第60頁(yè)/共70頁(yè)第六十頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM過(guò)濾器壽命曲線壓差和使用時(shí)間的關(guān)系曲線拐點(diǎn) 初始 P時(shí)間(t)恒定流速下的 P 過(guò)濾時(shí)顆粒被過(guò)濾器濾孔截留壓差上升第61頁(yè)/共70頁(yè)第六十一頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM過(guò)濾器壽命曲線流速和使用時(shí)間的關(guān)系曲線拐點(diǎn) 初始流速時(shí)間(t)恒定壓力下的流速過(guò)濾時(shí)顆粒被過(guò)濾器濾孔截留，流速衰減第62頁(yè)/共70頁(yè)第六十二頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM孔隙率第63頁(yè)/共70頁(yè)第六十三頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM孔隙率過(guò)濾器中的開(kāi)孔體積 (孔隙率)4孔隙率增加將：0 降低流體線速度0 降低 P0 延長(zhǎng)使用壽命濾孔纖維第64頁(yè)/共70頁(yè)第六十四頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM孔隙率孔隙纖維82.0%18.0%第65頁(yè)/共70頁(yè)第六十五頁(yè)，編輯于星期六：十一點(diǎn) 四十八分。TM纖維直徑對(duì)孔隙率和容污力的重要性纖維直