过滤用纺织品

1、过滤用纺织品 目录 第一节 过滤的机理 第二节 过滤的形式 第三节 过滤材料的性能要求与测试指标 第四节 过滤纺织品的应用设计 第五节 过滤用纺织品的现状及发展趋势第一节 过滤的机理 1.1 迁移机理 1.2 范德华力（分散力) 1.3 压力降 1.1 迁移机理 流体中的颗粒大小大于织物的孔眼容易被截留，至于比织物孔眼小的颗粒有六种机理可获得分离效果。 （1）拦截机理 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。 （2）惯性沉降 当流体通过过滤器的空隙时，由于连续方程效应流速加快，假使这时某一较重颗粒为该流体所携带，由于惯性被甩离流线，有可能被其他

2、纤维所抓住。 （3）随机扩散 由于布朗运动，可以把流体中的颗粒看作是随机振动和运动，而不是以直线方式通过过滤器的空隙，颗粒以曲曲折折的路线前进，为纤维材料抓住的机会增大。 （4）静电沉降 亚微米颗粒是很难捕获的，即使采取多种机械方法协同作用也很难奏效；但大家知道纤维的静电作用力能吸附这些粒子，因此可以使纤维带永久性电荷，使之吸附小的和中等程度的颗粒。使纤维带电可提高过滤效果。 （5）重力作用 颗粒受地心引力的作用而下沉，和纤维碰撞而被抓住。过滤作用根据其分离过程一般可归类为：颗粒过滤、微米级过滤、超滤、纳米级过滤和反渗透。 (6) 凝聚机理 由于微粒之间凝聚而容易被捕集，因此液体过滤中，有时可

3、添加凝聚剂以促进凝聚作用。 1.2 范德华力（分散力） 定义：在纤维与颗粒距离非常近时出现的分子引力 对于极性分子，吸引力是偶极间电子相互作用产生的。在所有的分子中，带正电的原子核和带负电的电子件都存在振荡现象，因而所有的分子其形状就像振荡的偶极。由偶极振荡形成的力称为分散力 。该力是不饱和的，也就是说，两个分子间互相吸引的同时不妨碍被第三个分子吸引。 1.3 压力降 定义：压力差，指流体经过某容器或设备等所损 所损失的压力。 过滤过程中，由于各种复合捕集效果，颗粒在过滤材料组织上附着成长，又因“架桥现象”， 孔目逐渐被堵塞，捕集效果开始随滤材上的粉尘负荷增大而上升。当颗粒层厚度过大时，过滤阻

4、力也与颗粒层厚度大体成正比而变大，因此泵或送风机额定过滤量下降，过滤功能也下降。必须清除滤渣。 然而，流体中的微粒在纤维上的沉积过程非常复杂，可能同时受到所有机理或大部分机理的影响。因此，这些机理在不同的过滤条件下起不同的作用，一般只有一个或两个沉积机理起主导作用。第二节 过滤的形式 2.1 干式过滤 2.2 湿式过滤 2.1 干式过滤 2.1.1 储存式过滤 2.1.2 清洁式过滤 2.1.3 干式过滤用纺织品 2.2 湿式过滤 2.2.1 过滤机 2.2.2 液体过滤用纺织品 2.1 干式过滤 定义：气体中的浮游或悬浮固体颗粒、空气中的尘埃被分离。 2.1.1 储存式过滤 应用于低密度尘埃

5、的场所，配套在空调及通风系统中 的过滤材料，一般用相当蓬松的纤维絮片，其孔隙率在70%99%。由于颗粒的分离只是发生在纤维层的内部，所以这些过滤材料一旦达到尘埃饱和状态就需要更换，以解决 阻力增加的问题。 2.1.2 清洁式过滤 应用于高密度的尘埃的分离，浓度数量级每立方米几百克的场所。滤材一般为非织造布。材料的孔隙率在70%99%.过滤的初级阶段是在纤维层内部发生颗粒层分离，很快转为在表面发生颗粒分离。由于它所形成的尘埃层本身就起着高效的过滤作用，过滤效率可大99.9%。但尘埃层的形成会引起阻力增高，因此对这种滤材进行周期性的清洁，最短的必须每隔几分钟清洁一次。常用的清洁气流速度为18180

6、m/h. 清洁滤材采用抖落的方式，具体有：振动抖落、逆流抖落、脉冲喷射抖落和脉冲逆流抖落等。2.1.3 干式过滤用纺织品 干式过滤用纺织品的适用场合有：采矿、化工、水泥、砂石加工、公共事业、初级非铁冶炼、石灰、粘土、高岭土、陶瓷、饲料、谷物加工和食品、木材加工和家具业、造纸相关工业和纺织厂等。过滤器介质材料也用于散装材料的运送，研磨，混合和航运中。 纤维和织物 干式过滤器介质中用的最多的纤维原料是聚酯（约占总量的70%），其他有尼龙、聚丙烯、腈纶、芳族聚酰胺和聚四氟乙烯、玻璃纤维和聚苯硫醚。 聚酯纤维优点：强度高，相对耐高温（最高150度）和成本便宜。 缺点是：耐碱、耐酸、耐蒸汽性能较差， 在

7、一些化工品生产中，温度高达130度时，就要求更适用的织物滤材，这时采用均聚腈纶。2.2 湿式过滤 定义：液体中的浮游或悬浮固体颗粒被分离。2.2.1过滤机 湿式过滤机是靠滤渣层形成滤饼的过滤机。按动力不同，湿式过滤机可划分为重力过滤机、真空过滤机、加压过滤机、压榨过滤机和离心过滤机。 重力过滤机 有袋式及带式两类。带式过滤机中，吸气托板架支持着一条回转的过滤布袋。整个过程是一个连续的吸气行程和返回行程的循环，当处于吸气行程时，在和传送带同行的真空托板上方实现过滤作用，然后真空消失，织物带继续向前，托板架被拉回到原始位置完成循环。带式过滤机因磨损强度大，要求配备径向伸长小的滤布。 带式过滤示意图

8、 为使滤饼剥离性良好、减少缝合处所，要采用阔幅织物。为使环带结合处不易破损，滤布可选用化纤复丝纱的薄质平纹或斜纹织物。但用于废水处理时，应选用单丝织物。真空过滤机 真空过滤机是以真空负压为推动力实现固液分离的设备，有连续式和间歇式两种，目前都采用连续式真空过滤机。由于结构复杂，国内只有少数能生产大面积的真空过滤机。 加压过滤机 加压过滤机是一种高效、节能、全自动操作的新型脱水设备。与真空过滤机相比具有数倍过滤推动力，因而不仅具有很大的生产能力，而且具有很低的滤饼水分和清洁的滤液；设备采用计算机自动控制，生产效率高。 压榨过滤机 单机压滤机包括滤布和水压或螺旋挤压机构。离心过滤机 包括滤布和离心

9、脱水机，滤布必须有较高的耐磨强度，滤布可选用短纤维复丝纱的厚质斜纹织物。 2.2.2 液体过滤用纺织品 纤维和织物 聚丙烯纤维由于其抗化学性能好，广泛用于液体过滤的织造布或非织造布，以提高过滤性能，聚丙烯约占液体过滤用材的50%，用聚酯纤维制成的织造布或非织造布也用于液体过滤，粘胶纤维也适用于液体过滤。 液体过滤通常使用织造布，用的最多的是平纹、方平和缎纹组织。经编织物用于相对较粗的过滤场合，液体过滤采用非织造布正在增多。针刺、粘合剂固结、浸渍法和热轧法非织造布都可用于液体过滤，针刺织物用于平板式和板框式压滤机、带式过滤器，有时也用于鼓式和圆盘式过滤器 纺粘非织造布过滤介质用来过滤和净化工业流

10、体和油类，该法广泛用于机械制造厂。湿法成网非织造布则用于食品过滤，特别是牛奶等乳制品，非织造布也用于血液过滤及透析等医疗行业。第三节 过滤材料的性能要求与测试指标 3.1性能要求 3.2测试指标3.1过滤材料的性能要求 过滤效率： 过滤效率即捕集效率、集尘率、净化效率，与材料结构有关，也取决于附着粉尘层的厚度。从滤材结构看，一般短纤维织物滤材较长丝织物滤材效率高。 容尘量： 容尘量指滤材达到指定阻力值时，单位面积存在的粉尘量，以kg/m2计。过滤阻力是随时间的变化而变化的。 透气量： 透气量是指在一定压差下滤材单位面积通过的空气量。透气量取决于滤材的线密度、布的组织及纤维品种。透气量与过滤阻力

11、直接相关，透气量大，则过滤阻力小、能耗低。 清灰： 滤材使用一段时间后积尘量增加，因此需要清灰，这就要求滤材清灰容易。 耐温性： 采用耐高温材料处理烟气有很多优点，例如（炭黑可回收余热、避免降温结露、避免粉尘黏结糊袋、可减少降温设备、可回收价值较高的颗粒烟气中的优质炭黑）。不同的纤维其耐温性能差异很大。 耐折、耐磨和尺寸稳定性： 清灰时若不能承受一定得机械外力作用，发生破损或变形很大，影响进一步使用。 吸湿性： 滤材吸湿性以小为宜。若吸湿性大，将引起粉尘粘结，糊住滤材，影响除尘设备的运行。 耐腐蚀： 一些含尘气体或具有酸性或碱性，这就要求滤材有一定的抗腐蚀能力。 静电性： 滤材若静电性大，将影

12、响清灰效果，或因粉尘静电集聚产生火花，引起可燃性气体粉尘爆炸及火灾，故滤材静电性以小为宜。 价格： 滤材要经济，一般以滤材的价格与使用年限之比值来衡量。 3.2 测试指标 过滤性能的测试是度量液体过滤中织物对悬浮物的过 滤能力。测试时在不同压力不同液态悬浮液温度条件下，确定过滤器输出量和过滤时间的关系。市售液体过滤系统还 应考虑其他一些因素：过滤器堵塞快慢，过滤布使用寿命， 过滤后的纯净度以及滤渣清除难易程度。 过滤效率和颗粒大小直接有关，对某一过滤器来说，颗粒越大，过滤效率越高。设计纤维材料过滤时，如选择合理的纤维规格，纤维定向情况和紧密度等，可获得较高的过滤效率。 用于过滤气流去除尘杂的织

13、物，其主要的测试性能项目有：透气率、强度和抗化学剂性等，这些参数都要测试，特别是过滤织物已出现问题时。 过滤布的测试指标： 1.过滤效率 过滤效率：被捕集粉尘量与进入过滤器含尘量的比值； 过滤效率=过滤捕集粉尘量/进入过滤器含尘量 2.压力降 通常干、湿两种过滤方式均用压力计测定过滤前后的静压，所得差值即为压力降，压力降与功率直接成正比，因此压力降要尽可能小。第四节 过滤纺织品的应用设计 设计过滤用纺织结构材料时，应考虑的因素是流体流速，过滤系统中的压力、颗粒大小及浓度和过滤悬浮物的性质及其组成。当为某特定用途过滤器选用纤维时，务必要考虑它能否承受严峻的环境条件，如温度、磨损、化学作用等。 在

14、大多数工业应用中，采用合成纤维材料的比重正在增加，因为合成纤维具有一些优点，如纤维强度高，滤布重量可以减轻；便于拆装和更换滤布，清除滤渣方便，抗腐烂，过滤能力较高，耐疲劳，尺寸稳定性好、耐高温、耐磨损、耐腐蚀和耐化学剂性能好等。 纺织材料结构的天然随机性使纤维抓住颗粒的概率增大，因此，总的来说，非织造布的过滤效率效果比织造布或针织物的过滤效率要高一些，可认为织造布和针织物是二维结构，而非织造布厚度较厚，具有三维结构，使颗粒的路程延长，而且非织造布更便于做成梯度过滤层结构；初过滤层以较粗的孔径清除较大的颗粒，当流体渐次穿越过滤器时，较细的纤维更小的孔眼可以俘较小的颗粒。 非织造布过滤介质和织造布过滤介质相比，其优点有: 透气率大 过滤效率较高 不易堵塞 不会像织造布那样产生纱线滑移 良好的密封特性 清除滤渣容易第五节 过滤用纺织品的现状及发展趋势 5.1 现状 5.2 发展趋势5.1 现状 目前，过滤用纺织品已经应用于医药、食品、化工、冶金等领域。可以说，涉及领域宽广。但是，我国目前在研发设计和产业应用领域上依然落后于发达国家。5.2 发展趋势 当前，环境问题日益严重，人们的生存现状受到了前所未有的挑战。那么我认为解决面临的环境问题，将成为未来过滤