PALL过滤器

颗粒离开流体主流而撞击到滤材上
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PALL
惯性撞击
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PALL
惯性撞击
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惯性撞击
颗粒被机械拦截或被吸附拦截 在气体中比在液体中更有效. 对大于 0.5 - 1.0 微米的颗粒很有效.
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公称精度
• no Non-fixed pore construction
• 公称精度的定义：基于大于或等于给定尺 寸所有颗粒的某一重量去除百分数，由过 滤器厂商指定的有争议的微米数值。它几 乎没有好的详细说明，也无再现性。
1. 有争议的微米精度 2. 由制造商自己指定 3. 去除重量百分比 4. 可变的、不可再现的下游流体质量 5. 非固定孔结构
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深度过滤介质
颗粒可以在表面被捕集， 也可以在介质层内被捕集， 因此，提高了容污能力。
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过滤机理
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PABaidu NhomakorabeaL
三种过滤机制
直接拦截 惯性撞击 扩散拦截
硅颗粒 细菌内毒素 (热源) 蛋白分子
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小结
过滤介质的过滤 / 分离效率由于
直接拦截 惯性撞击 扩散拦截
的共同作用而增强
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过滤机理及其效率
效率(%)
直接拦截
100
90 扩散拦截
80
惯性撞击
70
60 50 0.01
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过滤面积
增加过滤面积可以： 降低 P 延长使用寿命
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过滤面积
举例: 过滤面积倍增的比较
10 孔
20 孔
5 个孔堵塞 5 个孔开放
P = 1 psid
15个孔堵塞后才能 达到 P = 1 psid， 使用寿命因此增加了 三倍
0.1 0.3
1
颗粒直径 (um)
10
100
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三、过滤精度
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如何确定过滤器的性能呢？
依据绝对精度或公称精度
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500,000 50,000 13,000 5,000 1000 200
50% 95% 98.7% 99.5% 99.9%
99.98%
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Beta标定过滤器的特征
• 截留微粒尺寸清楚
• 流体质量能够再现
• 固定孔结构
• 公认的精度标准
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取得数据
• 两台自动计数器，上、下游各一台。
• 每台都能测量六挡或更多挡直径微粒数。
• 对广范围微粒尺寸，例如0.5m到90m， 在上游和下游可以使用两台计数器。
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Pall绝对精度由F-2试验确定
• 经F-2试验评定的Pall过滤器给定“绝对精 度”。
如果一个气体过滤器在湿润环境中运行， 它的去 除能力即变为液体精度
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Zeta 正电势
Zeta 正电势是颗粒在水溶液中 表面产生的 动电学吸引力 (电荷)
带电的颗粒将被带相反电荷的滤材表面吸 引并由于这些力而被牢固阻截
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孔
洁净流体 (滤出液，下游)
滤材
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1 微米 (um) 等于:
微米
10－6 米 ＝10－3 毫米
3.9×10 -5 英寸
又称 "micron"
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膜 类型
定义
过滤 / 分离范围
纳滤
反渗透
过滤工艺范围
微滤 超滤
Cl滤oth布&和D深e层pt过h F滤il器ters
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Zeta 正电势
颗粒接触到滤材表面由于吸引力而被阻截
带负电的 污染物
带正电的 滤材
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水溶液
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吸附 / Zeta 电势
大多数需过滤的颗粒都带负电，例如：
细菌 支原体 病毒 酵母
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过滤理论
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基本概念
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过滤
利用有孔介质从流体(液体或气体)中除去污染物
污染流体 (进料液，上游)
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Test Element p
Test Filter
Automatic Particle Counters
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F-2 试验优点
• 所用 SAE（美国汽车工程师学会）中等试 验粉尖 对实际污染物具有很好的代表性。
• 污物载荷更符合实际。
• 对这类过滤器， Beta 值 5000
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1,000,000 Particles Xm
Beta 值
下游微粒数 效率
x=2 x=20 x=75 x=200 x=1000 x=5000
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• 挑战能进行至过滤器堵塞。
• 对整个过滤器性能可得到更多信息。
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结果表达
由计数器读数计算“过滤比” 或称 “Beta 比”，符号
x =
上游大于直径 x 的微粒数 下游大于直径 x 的微粒数
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直接拦截
当颗粒大于流道 孔径时即被该结 构去除
容污能力可以用 弯曲结构提高 筛网无此作用
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直接拦截
通过搭桥作用，尺寸小于滤孔的颗粒也可被 拦截
不规则形状的颗粒 / 方向性 多个颗粒同时撞击到同一个滤孔
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5 个孔堵塞 15 个孔开放
P = 1/3 psid
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过滤面积
Scree筛n网s &和S滤tr网ainers
普通污染物 的相对尺寸
Latex E乳m胶ulsions
金属离子
VOC抯, PCD, Susp. Oil
不溶有机物 可可溶盐类类
Oil E油m乳ul剂sions Re红d 细Bl胞ood
Cells
V病ir毒us
Pai油nt漆P颜igm料ent
Ca碳rb粒on Black
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吸附
拦截尺寸小于滤孔的颗粒
由于:
表面相互作用
不同电荷
范德华力(Van der Waals)
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吸附
表面作用
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扩散拦截
分散在气体分子中的小颗粒 或雾滴受到撞击发生位移
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扩散拦截
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扩散拦截
气体过滤器能够去除尺寸远小于其液体精度 的污染物
对细小颗粒 (〈0.1 - 0.3微米)非常有效
. . . 最初由 Oklahoma 州立大学开发并 称之为“OSU试验”。
F-2 试验现在也称之为“改进 OSU-F-2 试验”
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F-2 试验装置示意图
Slurry
Reservoir Pump Flowmeter
Clean-up Filter
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直接拦截
不规则形状的搭桥
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直接拦截
多个小颗粒的搭桥
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惯性撞击
尺寸小于滤材孔径的颗粒的辅助拦截方式
流体携带的颗粒由于质量和线速度而具有直线 运动的惯性
Ba细ct菌eria
辐At射om原i子c Radii
Prote蛋in白/ E/n酶zymes
颗粒尺寸 10-4
10-3
10-2
10-1
1.0
10
103
( 微米)
平均分子量 100
200
20,000
500,000
S沙an粒d
Hum人an发Hair
102
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过滤器的功能
过滤器经常被认为是一种简单的网或筛子， 过滤 / 分离是在一个平面上进行的。
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过滤器的功能
实际上，颇尔生产的过滤器滤材具有深度。 “弯曲通道”的结果对于污染物的去除起到了
辅助作用
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玻璃珠试验显微镜评估原理
穿透试验过滤器 的最大玻璃珠？
用显微镜刻 度评定最大 玻璃珠尺寸
1.4
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什么是F-2试验?
• 采用“单次通过” 方式I评价水相应用 过滤器的一种快速半自动方法
• 基于评价液压过滤器的“多次通过”方 式试验系统
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直接拦截
液体中的基本过滤机制
本质是一种筛分效应，机械拦截颗粒
例如：一种简单的筛网可以拦截尺寸 大于其孔径的颗粒
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直接拦截
颗粒大于孔径
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最大刚性球形颗粒的直径。
• 它是过滤器元件中最大开孔的标志。
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过滤精度挑战试验方法( 1 µm)
微粒挑战 • 玻璃珠 • 中等硅土试验粉尘 • 粗硅土试验粉尘 • 乳胶球形颗粒 • 聚苯乙烯球形颗粒
PSL
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过滤面积与寿命
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深层和打褶设计的对比
D=2“
D=2”
A = 0.6 ft2
10"
10"
A = 过滤面积 T = 过滤介质厚度
T1
A2= 3-8ft2
T2
同样体积，打褶设计可以增加过滤面积近 5－13倍
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重量与数量
12.6 mg/l
One ½” marble in a barrel.
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256 billion 2 µm particles
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绝对精度
定义 在指定试验条件下能够通过过滤器的
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过滤精度挑战试验方法( 1 µm)
生物学挑战 • 细菌 • 支原体 • 噬菌体 • 热原
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绝对精度试验程序
污染悬浮物压力罐 试验过滤器 收集容器 显微检测分析膜片
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扩散拦截
气体分子 (作随机运动) 碰撞小颗粒或雾滴 布朗运动(Brownian motion)碰撞的结果，
增加了颗粒碰撞过滤介质的机会
仅在气体中有效
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扩散拦截
气体分子作布朗运动
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