产业用纺织品15 第4节 过滤用纺织品

1、新兴的学科第四章第四章 产业用纺织品产业用纺织品 及其应用及其应用 第第4节节 过滤用纺织品过滤用纺织品 一、概述一、概述1 1过滤定义：过滤定义： 将一种物质与另一种物质相分离的过程将一种物质与另一种物质相分离的过程,即是将气体即是将气体或液体中浮游或悬浮的固形物进行分离或捕集或液体中浮游或悬浮的固形物进行分离或捕集:前者为干前者为干式过滤式过滤气固分离；后者为湿式过滤气固分离；后者为湿式过滤液固分离。液固分离。 2 2过滤的目的过滤的目的 （1 1）、以得到清净的气体或液体为目的，弃）、以得到清净的气体或液体为目的，弃去被分离的粒状物质，如工厂的污水处理，生产去被分离的粒状物质，如工厂的污

2、水处理，生产环境的空气净化，矿泉水的流体饮料的过滤等。环境的空气净化，矿泉水的流体饮料的过滤等。 2 2过滤的目的过滤的目的 （2 2）、需要分离后的滤体，弃去滤液，如陶）、需要分离后的滤体，弃去滤液，如陶瓷工业原料的湿式过滤等。瓷工业原料的湿式过滤等。 2 2过滤的目的过滤的目的 （3 3）、滤渣和滤饼均需留用，作为不同层）、滤渣和滤饼均需留用，作为不同层次的制品或需要再循环使用，如食品工业中的过次的制品或需要再循环使用，如食品工业中的过滤工艺。滤工艺。 2 2过滤的目的过滤的目的（4 4）、滤渣及滤液均不需要，为保证安全生产，）、滤渣及滤液均不需要，为保证安全生产，预防公害仍需分离后分别处

3、理，如废淤泥处理工预防公害仍需分离后分别处理，如废淤泥处理工程。程。 3 3过滤材料过滤材料三类三类: : （1 1）、粒状介质）、粒状介质: :如细砂、海砂、玻璃渣、木炭、如细砂、海砂、玻璃渣、木炭、硅藻土、酸性白土等。硅藻土、酸性白土等。 （2 2）、多孔性固体介质：这种介质孔隙很小，可）、多孔性固体介质：这种介质孔隙很小，可以捕集以捕集0.0050.0053 3umum的微粒，如多孔陶瓷、多孔玻璃、的微粒，如多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料和薄膜。多孔塑料和薄膜。 （3 3）、织物形状介质：可以由金属材料，如不锈）、织物形状介质：可以由金属材料，如不锈钢丝、镍丝等织成；也可以由非金属材料，如

4、棉、毛、钢丝、镍丝等织成；也可以由非金属材料，如棉、毛、丝、麻、合成纤维、玻璃纤维等织成。丝、麻、合成纤维、玻璃纤维等织成。 二、过滤机理二、过滤机理 1 1 过滤的形式过滤的形式 （1 1）、表面过滤）、表面过滤 通过堆积在滤材表面上的颗粒层（滤渣层）进行过通过堆积在滤材表面上的颗粒层（滤渣层）进行过滤，滤布只起着支撑滤渣层的作用。要求滤布的孔隙滤，滤布只起着支撑滤渣层的作用。要求滤布的孔隙尽可能致密，但滤布的结构不能使过滤阻力过大，而尽可能致密，但滤布的结构不能使过滤阻力过大，而且滤渣要容易剥离。且滤渣要容易剥离。 （2 2）、深层过滤）、深层过滤 即内部过滤，是靠滤材内纤维捕集颗粒、滤渣

5、并即内部过滤，是靠滤材内纤维捕集颗粒、滤渣并不形成层状整体，而是颗粒浸透在滤材内形成吸附沉不形成层状整体，而是颗粒浸透在滤材内形成吸附沉积状态，。因为抖落清除困难，需要逆向强力清洗，积状态，。因为抖落清除困难，需要逆向强力清洗，或者使用后弃去。或者使用后弃去。 2 2过滤机理过滤机理 比滤材孔目大的颗粒的捕集实质上比滤材孔目大的颗粒的捕集实质上是筛分作用。导致较小颗粒捕集的机理是筛分作用。导致较小颗粒捕集的机理常被解释为扩散、重力和布朗运动，这常被解释为扩散、重力和布朗运动，这是颗粒运动的基础，称为迁移机理。当是颗粒运动的基础，称为迁移机理。当滤材的纤维表面与颗粒间的距离非常近滤材的纤维表面与

6、颗粒间的距离非常近时（约时（约0.10.1umum）就会出现分子吸引力，就会出现分子吸引力，被称为伦敦被称为伦敦瓦得瓦尔斯力或分散力。瓦得瓦尔斯力或分散力。迁移机理迁移机理 （1 1）、拦截作用：）、拦截作用：当某一颗粒距纤维表面距离小于其半当某一颗粒距纤维表面距离小于其半径时，它试图越过纤维表面，则只能与纤维碰撞而被截留或阻滞。径时，它试图越过纤维表面，则只能与纤维碰撞而被截留或阻滞。 （2 2）、惯性作用：）、惯性作用：当流动的气体或液体接近滤材时受阻当流动的气体或液体接近滤材时受阻发生绕流，颗粒由于惯性作用脱离绕流线，直接与纤维碰撞而被捕集。发生绕流，颗粒由于惯性作用脱离绕流线，直接与纤

7、维碰撞而被捕集。颗粒及流速越大，则惯性作用也越大。颗粒及流速越大，则惯性作用也越大。 （3 3）、扩散作用：）、扩散作用：颗粒由于布朗运动产生的扩散，使其颗粒由于布朗运动产生的扩散，使其撞到纤维上而被捕集。颗粒越小，流速越低，则捕集越好。撞到纤维上而被捕集。颗粒越小，流速越低，则捕集越好。 （4 4）、凝聚作用：）、凝聚作用：由于颗粒之间的凝聚而容易被捕集，由于颗粒之间的凝聚而容易被捕集，因此在液体过滤中，有时可添加凝聚剂以促进凝聚作用。因此在液体过滤中，有时可添加凝聚剂以促进凝聚作用。 （5 5）、静电作用：）、静电作用：在过滤过程中，由于粒子运动产生相在过滤过程中，由于粒子运动产生相互的摩

8、擦及粒子与纤维之间的摩擦，使得粒子与纤维都带电。带异性互的摩擦及粒子与纤维之间的摩擦，使得粒子与纤维都带电。带异性电荷的粒子互相吸引而形成较大的新颗粒则便于捕集；带同性电荷的电荷的粒子互相吸引而形成较大的新颗粒则便于捕集；带同性电荷的颗粒相互排斥，促使做布朗运动等而被捕集。在干式过滤中，特别是颗粒相互排斥，促使做布朗运动等而被捕集。在干式过滤中，特别是在相对湿度在相对湿度30%30%以下时带电显著。以下时带电显著。 （6 6）、重力作用：）、重力作用：地球引力使颗粒下沉而被捕集。地球引力使颗粒下沉而被捕集。 3滤布的性能要求与影响因素滤布的性能要求与影响因素 滤布的种类很多，应用范围也很广，涉

9、及到各行各滤布的种类很多，应用范围也很广，涉及到各行各业，因而对滤布的要求也千差万别，不同的场合，不同业，因而对滤布的要求也千差万别，不同的场合，不同的过滤条件，要求滤布的性能也有一定的差异。的过滤条件，要求滤布的性能也有一定的差异。（1 1）、捕集效率：）、捕集效率：即集尘率、过滤效率、净化效率，捕即集尘率、过滤效率、净化效率，捕集效率应能满足规定的百分率。集效率应能满足规定的百分率。在纤维层过滤中通常成立以下对数穿透定律：在纤维层过滤中通常成立以下对数穿透定律： 式中：式中：综合捕集效率综合捕集效率 空隙率空隙率 纤维层厚度纤维层厚度 纤维直径纤维直径 每根单纤维的捕集效率每根单纤维的捕集

10、效率 捕集效率与滤布的结构参数有关，一般短纤维比长丝捕集效率与滤布的结构参数有关，一般短纤维比长丝的捕集效率高，非织造布比机织布的捕集效率高，一般的捕集效率高，非织造布比机织布的捕集效率高，一般纺织品过滤材料均可达到纺织品过滤材料均可达到99.5%99.5%以上的捕集效率以上的捕集效率。 4(1)1 expefLD （2 2）、透气性：指在一定的压差下，滤材单位面积通过）、透气性：指在一定的压差下，滤材单位面积通过的空气量，单位为的空气量，单位为m m3 3/m/m2 2s s。透气性是过滤布很重要的一透气性是过滤布很重要的一个指标，原料不同，透气量也不同。透气性与过滤阻力个指标，原料不同，透

11、气量也不同。透气性与过滤阻力有直接关系，透气性好，则过滤阻力小，能耗低，在设有直接关系，透气性好，则过滤阻力小，能耗低，在设计上应根据不同用途要求，选择不同的原料、组织结构计上应根据不同用途要求，选择不同的原料、组织结构等。另外，各国在测量透气量时所规定的定压差值不完等。另外，各国在测量透气量时所规定的定压差值不完全相同，如日本美国采用全相同，如日本美国采用127127PaPa（12.7mmH12.7mmH2 2O O），），瑞典采用瑞典采用100100Pa(10mmHPa(10mmH2 2O),O),德国采用德国采用200200Pa(20mmHPa(20mmH2 2O)O)，我国采用我国采用

12、130 130 Pa(13mmHPa(13mmH2 2O)O)。（3 3）、）、容尘量：指滤材达到指定阻力时，单位面积积存容尘量：指滤材达到指定阻力时，单位面积积存的粉尘量，以的粉尘量，以Kg/mKg/m2 2计。计。容尘量大小与滤材孔隙率、透气容尘量大小与滤材孔隙率、透气性有关，容尘量大的滤材，滤渣清除的周期长，滤布使性有关，容尘量大的滤材，滤渣清除的周期长，滤布使用的寿命也长，一般非织造布较机织物容尘量大。用的寿命也长，一般非织造布较机织物容尘量大。 （4 4）、耐热性：）、耐热性：滤布在使用过程中有时要承受较高的滤布在使用过程中有时要承受较高的温度，因此滤材要有较好的物理耐热性（熔点及软

13、化点）温度，因此滤材要有较好的物理耐热性（熔点及软化点）及化学耐热性（氧化分解温度），由使用用途来决定对及化学耐热性（氧化分解温度），由使用用途来决定对其耐热性的要求。其耐热性的要求。 （5 5）、尺寸稳定性：）、尺寸稳定性：一般要求滤材的胀缩率应小于一般要求滤材的胀缩率应小于1%1%，胀缩率大，将改变滤材的孔隙率，直接影响净化效率或胀缩率大，将改变滤材的孔隙率，直接影响净化效率或增加阻力。从过滤的工艺角度来讲，尺寸的变化也将给增加阻力。从过滤的工艺角度来讲，尺寸的变化也将给操作带来很大的影响和麻烦，为了保证滤材的稳定性，操作带来很大的影响和麻烦，为了保证滤材的稳定性，一般应进行热定型处理。一

14、般应进行热定型处理。（6 6）、抗静电性：）、抗静电性：滤材的静电性大，将影响清灰效果，滤材的静电性大，将影响清灰效果，某些场合还会因静电聚集产生火花，引起可燃气体，或某些场合还会因静电聚集产生火花，引起可燃气体，或粉尘的爆炸及火灾，有些过滤场合只能要求使用抗静电粉尘的爆炸及火灾，有些过滤场合只能要求使用抗静电过滤布，如炼油厂酮苯融蜡等。过滤布，如炼油厂酮苯融蜡等。 （7 7）、吸湿性：）、吸湿性：对于干式过滤如吸湿性大，将引起粉尘对于干式过滤如吸湿性大，将引起粉尘粘渣糊住滤材，影响除尘设备的正常运行。粘渣糊住滤材，影响除尘设备的正常运行。（8 8）、物理及机械性能：）、物理及机械性能：主要要

15、求滤材的机械强度要高，主要要求滤材的机械强度要高，耐磨、抗折，使用寿命要长，这与纤维本身的强力有关，耐磨、抗折，使用寿命要长，这与纤维本身的强力有关，然后是织物的规格和结构，都可以对滤材的物理机械性然后是织物的规格和结构，都可以对滤材的物理机械性能产生影响。能产生影响。 （9 9）、卸下滤饼的能力：）、卸下滤饼的能力：滤渣能否容易剥离主要影响滤渣能否容易剥离主要影响清灰效果，这对于反复使用的滤布来说是非常重要的。清灰效果，这对于反复使用的滤布来说是非常重要的。这个能力与滤布原料的性状（如圆形丝、异形丝、变形这个能力与滤布原料的性状（如圆形丝、异形丝、变形丝、复合丝等）、织物和表面结构（如织纹结

16、构、纹路丝、复合丝等）、织物和表面结构（如织纹结构、纹路的深浅、起绒与毛圈的高低）、滤饼的性质、滤布清洗的深浅、起绒与毛圈的高低）、滤饼的性质、滤布清洗后物料堵塞程度等因素有关。后物料堵塞程度等因素有关。单根纤维机织布单根纤维机织布 复丝无捻机织布复丝无捻机织布 复丝有捻机织布复丝有捻机织布 短纤机织布短纤机织布 毛绒、毛绒、毛圈机织布毛圈机织布 针织布针织布 非织造布。非织造布。 （1010）、耐腐蚀性：）、耐腐蚀性：滤材在过滤过程中有可能要接触各滤材在过滤过程中有可能要接触各种化学药品，一些含尘气体也具有酸性或碱性，因此要种化学药品，一些含尘气体也具有酸性或碱性，因此要求滤材有抗腐蚀能力。此能力与纤维本身的性能有关，求滤材有抗腐蚀能力。此能力与纤维本身的性能有关，应根据使用的场合不同选择不同的纤维材料。应根据使用的场合不同选择不同的纤维材料。（1111）、阻燃性：）、阻燃性：特殊情况下要求滤材具有一定的阻燃特殊情况下要求滤材具有一定的阻燃性。性。 （1212）、价格）、价格: :指使用滤材的经济性。一般以滤材的价指使用滤材的经济性。一般以