纖維過濾技術(shù)
纖維作為常用的一種過濾材料,他的過濾機理如下:
進入過濾介質(zhì)的粉塵有更多的機會撞擊介質(zhì),一旦撞上介質(zhì)就會被黏住。微小粉塵相互碰撞會凝并成容易沉降的大顆粒,所以空氣中粉塵的顆粒度相對穩(wěn)定。室內(nèi)粉塵撞擊墻壁時會留在那里,時間長了墻壁和天花板會褪色,氣流速度高的局部會出現(xiàn)黑漬。
對過濾材料的要求:既有效的攔截塵埃粒子,有不對氣流形成過大的阻力。非均勻排布的纖維材料符合這一要求,如各種非織造布、紙張。雜**織的纖維形成對粉塵的無數(shù)道屏障,纖維間寬闊的間隙允許氣流順利通過。其他透氣的多孔物質(zhì)也可以做成過濾材料,如細砂、陶瓷、開孔型泡沫材料。但對通風用的空氣過濾器來說,纖維材料因其透氣性好、質(zhì)量輕、加工性能好而被廣泛應用。
為了達到良好的過濾效率,過濾介質(zhì)中的纖維數(shù)量要盡可能的多,而為了減小氣流阻力,現(xiàn)為要盡可能細,此外,作為過濾材料的纖維介質(zhì)應安全,不易老化,成本低廉。在空氣過濾器成為工業(yè)產(chǎn)品后的近百年間,人們幾乎嘗試了所有天然和人造纖維材料,經(jīng)反復篩選,目前廣泛使用的材料有玻璃纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維、植物纖維等。在礦物材料制成的纖維中,除玻璃纖維外的所有其他材料均因安全原因而淘汰。對于小于10微米的顆粒物,目前最經(jīng)濟、最有效的方法之一是纖維過濾技術(shù)。
纖維高效過濾器的過濾機理
在纖維高效過濾器的第一階段(穩(wěn)定階段)過濾過程中,微粒捕集主要借助以下幾種作用實現(xiàn)。
(1) 篩濾作用:纖維過濾層內(nèi)纖維排列錯綜復雜,并形成無數(shù)網(wǎng)格。當微粒粒徑大于纖維網(wǎng)孔或沉積在纖維上的微粒間孔隙時,微粒就會被阻留于纖維層上。
(2) 慣性碰撞:氣流通過纖維層時,其流線不斷改變。當微粒質(zhì)量較大或者速度較大的,由于慣性作用,微粒來不及跟隨氣流繞過纖維,因而脫離流線向纖維靠近,并碰撞在纖維上而沉積下來。
(3)攔截作用:當氣流接近纖維時,較細小塵粒隨氣流一起繞流,若塵粒半徑大于塵粒中心到纖維邊緣的距離,則塵粒會因與纖維接觸而被攔截。
?。?)擴散作用:在氣體分子熱運動引起的碰撞作用下,細小微粒像氣球分子一樣作不規(guī)律的布朗運動,微粒尺寸越小,這種作用越顯著。
?。?)靜電作用:一般來說,纖維和微粒都可能帶有電荷,倆者之間遵循同性相斥、異性相吸的原理。若微粒與纖維所帶電荷相反,微粒會吸附在濾料上;若微粒與纖維所帶電荷相同,則情況正好相反。除了有意識地使纖維或微粒帶電外,若是在纖維處理過程中因摩擦帶上電荷,或因微粒感應而使纖維表面帶電,則由于這種電荷不能長時間存在,而且電場強度也很弱,所以產(chǎn)生的吸引力很小,甚至可以完全忽略。
?。?)重力沉降作用:粒徑和密度大的塵粒,進入過濾器后,當氣速不大,做緩慢運動時,可由重力作用自然沉降下來。由于氣流通過纖維高效過濾器的時間較短,對于大多數(shù)室內(nèi)微粒,因其粒徑較小,重力沉降速度慢,當它還沒有沉降到纖維時已通過纖維層,所以重力沉降作用較弱。
上述各種捕集作用,對某一微粒來說并非同時有效,起主導作用的往往只是其中的某一種或幾種機理。原生鈦技術(shù)是涵蓋上述功能目前最多的一項技術(shù)。
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