Sissejuhatus
Filterkotid on tänapäevaste filtreerimissüsteemide olulised komponendid, mida leidub erinevates tööstusharudes - alates kuumtöötlemisahjudest-ja tsemenditehastest kuni reoveepuhastuse ja ravimite tootmiseni. Kuid levinud küsimused nagu"Millest filtrikotid täpsemalt tehakse?"ja"Kuidas mõjutab materjali valik jõudlust?"väljaspool filtritehnika ringkondi mõistetakse sageli valesti.
Lihtsamalt öeldes on filtrikotid valmistatud konstrueeritud kangast, mis on mõeldud osakeste püüdmiseks, võimaldades samal ajal vedelikul (gaasil või vedelikul) läbi pääseda. Tegelikkus on aga palju keerulisem: materjalid peavad taluma äärmuslikke temperatuure, keemilist kokkupuudet, abrasiivset tolmu, niiskust ja mehaanilist pinget -, säilitades samal ajal filtreerimise tõhususe ja kasutusea.
See artikkel hõlmab järgmist:
Thepõhimaterjalidkasutatakse filtrikottides
Materjali omadusedja miks need on olulised
Tabelite ülevaatedjõudlusomaduste kohta
Rakenduse{0}}spetsiifilised juhisedja valikustrateegiad
Eelised ja piirangudigast materjalist
Tekkivad trendidfiltreerimiskeskkonnas


1. Miks on materjal oluline?Filtrikotid
Filtrikoti materjali valik on jõudluse osas vaieldamatult olulisem kui koti kuju või suurus. Materjal määrab:
Filtreerimise efektiivsus
Töötemperatuuri piirid
Keemiline ja korrosioonikindlus
Tolmukoogi vabanemine ja puhastuskäitumine
Pikaealisus ja elutsükli maksumus
Erinevad tööstuskeskkonnad nõuavad erinevaid materjaliomadusi. Näiteks kott, mida kasutatakse suitsugaaside väävlitustamiseks söeelektrijaamas, puutub kokku täiesti erineva pingega kui toidu{1}}kvaliteediga vedeliku filtreerimise kott.
Materjali valik peab olema tasakaalus:
Mehaaniline tugevus ja kulumiskindlus
Vastupidavus kuumuseleja termiline stabiilsus
Keemiline ühilduvuskoos meediumiga
Filtreerimisstruktuur (kootud vs vilt vs membraan)
Pinna omadused(nt hüdrofoobne, anti-staatiline)
Allpool uurime üksikasjalikult kõige levinumaid materjale.
2. Kõige tavalisemFiltri kottMaterjalid
2.1 Polüpropüleen (PP)
Polüpropüleenon üks enim kasutatavaid filtrikoti materjale nii vedelike kui ka gaaside filtreerimise rakendustes.
Omadused
|
Kinnisvara |
Tüüpiline jõudlus |
|
Keemiline vastupidavus |
Suurepärane (happed, leelised, paljud lahustid) |
|
Temperatuuri piirang |
Kuni ~80 kraadi (176 kraadi F) |
|
Mehaaniline tugevus |
Mõõdukas |
|
Kulumiskindlus |
Õiglane |
|
Maksumus |
Madal kuni mõõdukas |
|
Hüdrofoobsus |
Omane |
Miks kasutada polüpropüleeni?
PP kemikaalikindlus ja kerge olemus muudavad selle ideaalseks keemiliseks töötlemiseks, reoveepuhastuseks ja keskkonnapuhastussüsteemideks. Selle hüdrofoobne olemus aitab ka vedeliku filtreerimisel, eriti kui vetthülgavus on kasulik.
Eelised
Erakordne keemiline vastupidavus
Kerge ja lihtne käsitseda
Tasulik-masstoodangu{1}}kottide puhul
Piirangud
Piiratud kõrge{0}}temperatuuritaluvus
Vähem vastupidav äärmuslikele mehaanilistele pingetele
Tüüpilised rakendused
Happe/leeliseline reovee filtreerimine
Keskkonnapuhastussüsteemid
Keemilise töötlemise heitvesi
2.2 Polüester (polüetüleentereftalaat - PET)
Polüester on ükskõige mitmekülgsemad ja laialdasemalt kasutatavad tööstuslikud filtrikottide materjalidoma tugevuse ja stabiilsuse tõttu.
Omadused
|
Kinnisvara |
Tüüpiline jõudlus |
|
Keemiline vastupidavus |
Hea |
|
Temperatuuri piirang |
Kuni ~135 kraadi (275 kraadi F) |
|
Mehaaniline tugevus |
Kõrge |
|
Kulumiskindlus |
Kõrge |
|
Maksumus |
Mõõdukas |
Miks polüester?
Polüester ühendab mehaanilise vastupidavuse hea kemikaali- ja UV-kindlusega. See on keemiliselt vähem inertne kui polüpropüleen, kuid üldiselt tugevam ja kulumiskindlam{1}}, mistõttu sobib see rasketeks rakendusteks.
Eelised
Kõrge tõmbe- ja rebenemistugevus
Vastupidav mehaanilise pinge all
Hea kulude ja jõudluse kombinatsioon
Piirangud
Keemiline vastupidavus ei ole nii kõrge kui PTFE või PP
Temperatuuripiirang madalam kui spetsialiseeritud{0}}kõrge temperatuuriga kiududel
Tüüpilised rakendused
Tsemendi- ja ehitustolmufiltrid
Toidu ja jookide filtreerimine
Üldised tööstus- ja tootmisettevõtted
2.3 Nailon (polüamiid)
Nailon(kasutatakse sageli monofilamentvõrgus või kootud kotivormis) on hinnatud selle vastupidavuse ja stabiilsuse poolest.
Omadused
|
Kinnisvara |
Tüüpiline jõudlus |
|
Keemiline vastupidavus |
Mõõdukas |
|
Temperatuuri piirang |
~77 kraadi (170 kraadi F) |
|
Tugevus |
Kõrge tõmbetugevus |
|
Kulumiskindlus |
Suurepärane |
|
Pind |
Sujuv, lihtne puhastamine |
Nailonist filtrikotid on eriti kasulikud, kuikulumiskindlus ja korduvad puhastustsüklidon nõutavad. Nende sile pind aitab kaasa ka kiirele tolmu eraldamisele. Nailon on tavaline vedelike filtreerimise filtrikottides, kus on vaja erinevaid pooride suurusi ja korduvkasutatavat jõudlust.
Eelised
Suurepärane tugevus ja vastupidavus
Hea kulumiskindlus
Sile pind, mis takistab ummistumist
Piirangud
Madalam keemiline vastupidavus kui PTFE või PP
Mõõdukad temperatuuripiirangud
Tüüpilised rakendused
Peen ja jäme vedeliku filtreerimine
Veetöötluse eelfiltreerimine
Tööstusliku tootmise filtreerimine


2,4 PTFE (polütetrafluoroetüleen)
PTFEpeetakse selle tõttu sageli esmaklassiliseks filtrikoti materjalikserakordne keemiline ja termiline vastupidavus.
Omadused
|
Kinnisvara |
Tüüpiline jõudlus |
|
Keemiline vastupidavus |
Erakordne |
|
Temperatuuri piirang |
Kuni ~260 kraadi (500 kraadi F) |
|
Kulumiskindlus |
Hea |
|
Pinnaenergia |
Väga madal (mitte{0}}nakkuv) |
|
Maksumus |
Kõrge |
PTFE praktiliselt inertne keemia muudab selle ideaalsekskarmid keemilised keskkonnad, agressiivsed gaasid, suitsugaaside väävlitustamine ja peened tahked osakesed kõrge -korrosiooniga tingimustes.
Eelised
Võrratu keemiline vastupidavus
Väga kõrge temperatuuritaluvus
Madala hõõrdumisega pind takistab tolmu pimestamist
Piirangud
Kõrgeim hind tavaliste materjalide hulgas
Nõuab jäikuse tõttu hoolikat käsitsemist
Tüüpilised rakendused
Keemiline ja naftakeemiline filtreerimine
Kõrgetemperatuurilised{0}}tööstuslikud protsessid
Söövitav suitsugaaside filtreerimine
2,5 aramiid
Aramiidkiud naguNomexühendada kõrge temperatuuritaluvus tugevate mehaaniliste omadustega.
Omadused
|
Kinnisvara |
Tüüpiline jõudlus |
|
Temperatuuri piirang |
~200–230 kraadi |
|
Mehaaniline tugevus |
Väga kõrge |
|
Leegikindlus |
Suurepärane |
|
Keemiline vastupidavus |
Mõõdukas kuni hea |
Aramiidmaterjale kasutatakse rakendustes, kustermiline stabiilsus ja leegikindluson kriitilised -, nagu asfalditehased, metallurgia ja kõrgtemperatuuriline tööstuslik filtreerimine{1}}.
Eelised
Suurepärane soojus- ja tulekindlus
Kõrge tugevus ja rebenemiskindlus
Piirangud
Pole nii keemiliselt vastupidav kui PTFE
Kallim kui põhiline sünteetika
Tüüpilised rakendused
Kõrge{0}}temperatuuri tolmu kogumine
Metallitöötlemiskeskkonnad
Asfaldi ja tsemendi gen liinid
2.6 Klaaskiud
Klaaskiudmaterjalid ei ole-orgaanilised ja peavad vastuväga kõrged temperatuuridilma alandamata.
Omadused
|
Kinnisvara |
Tüüpiline jõudlus |
|
Temperatuuri piirang |
~260 kraadi ja rohkem |
|
Keemiline vastupidavus |
Hea |
|
Kulumiskindlus |
Hea |
|
Maksumus |
Mõõdukas |
Klaaskiust filtrikotid on levinud terasetehastes, elektrijaamades ja valukodades, kus on kõrge suitsugaasi temperatuur ja tahkete osakeste koormus.
Eelised
Väga kõrge temperatuuritaluvus
Hea keemiline stabiilsus
Piirangud
Habras võrreldes polümeersete kangastega
Niiskuskindluse tagamiseks võib vajada pinnatöötlust
2.7 Täiustatud polümeerid (PVDF, PPS, PEEK)
Lisaks PTFE-le ja polüestrile muud konstrueeritud termoplastid, näiteksPVDF (polüvinülideenfluoriid), PPS (polüfenüleensulfiid), jaPEEK (polüeetri eetri ketoon)kasutatakse spetsiaalsete filtreerimisvajaduste jaoks.
Materjali võrdlus
|
Materjal |
Max Temp |
Keemiline vastupidavus |
Erilised omadused |
|
PVDF |
~150–175 kraadi |
Suurepärane |
Hea jõu ja vastupidavuse tasakaal |
|
PPS |
~200 kraadi |
Hea |
Suurepärane oksüdatsioonikindlus |
|
PEEK |
~250 kraadi |
Suurepärane |
Kõrge hind, esmaklassiline jõudlus |
PVDFkasutatakse sageli seal, kus on vaja nii keemilist vastupidavust kui ka vastupidavust.PPSlisab oksüdatsioonikindlust, mis sobib ideaalselt suitsugaaside puhastamiseks.PEEKon väga hea{0}}jõudlusega, kuid kallis valik ekstreemsetes keskkondades.
LOE VEEL:Filtrikottide materjalide mõistmine: täielik juhend kiudude, kangaste ja filtreerimise toimivuse kohta
3. Filtrikoti struktuur: kootud vs. mitte{2}}kootud vs. vilt
Ainuüksi materjal ei määra jõudlust -struktuurka kangas on oluline.
|
Struktuur |
Tüüpilised materjalid |
Peamised eelised |
|
Kootud |
Polüester, nailon, PVDF |
Kõrge mehaaniline stabiilsus, määratletud pooride suurus |
|
Nõelvilt |
Polüester, aramiid, PPS |
Sügavusfiltreerimine, kõrge tolmupidavus |
|
Membraan{0}}kaetud |
Aluskangal PTFE |
Kõrge efektiivsus, peente osakeste püüdmine |
Kootud kangadvõimaldavad täpset voolu reguleerimist ja on vedeliku filtreerimisel tavalised.
Nõelvilt (laus{0}}kootud)sellel on sügavuskandja, mis püüab tolmu kogu materjali paksuses kinni ja sobib ideaalselt tööstuslikuks tolmu kogumiseks.
Membraankatted (nt PTFE membraanid)parandada peente osakeste püüdmise tõhusust ja vähendada pinna pimestamist.

4. Materjali jõudluse võrdlus
Allpool on toodud tööstusliku õhu ja gaasi filtreerimise peamiste filtrikottide materjalide kokkuvõtlik võrdlus:
|
Materjal |
Max Temp |
Chem. Vastupidavus |
Hõõrdumine |
Tolmu vabastamine |
Maksumus |
|
Polüester |
~135 kraadi |
Hea |
Kõrge |
Mõõdukas |
Madal |
|
Polüpropüleen |
~80 kraadi |
Suurepärane |
Mõõdukas |
Hea |
Madal |
|
Nailon |
~77 kraadi |
Mõõdukas |
Suurepärane |
Väga hea |
Mõõdukas |
|
PTFE |
~260 kraadi |
Erakordne |
Hea |
Suurepärane |
Kõrge |
|
Aramiid |
~200–230 kraadi |
Hea |
Väga hea |
Hea |
Kõrge |
|
Klaaskiud |
~260 kraadi + |
Hea |
Hea |
Mõõdukas |
Mõõdukas |
|
PVDF / PPS |
150-200 kraadi |
Suurepärane |
Väga hea |
Hea |
Kõrge |
See tabel kajastab tüüpilisi jõudluse gradiente tööstuslikes keskkondades. Tegelik jõudlus võib olenevalt kudumisest, viimistlusest ja katetest erineda.
5. Kuidas materjale praktikas valitakse
Materjali valimist juhivad mitmed peamised tegurid:
Töötemperatuur:Kõrgemad temperatuurid nõuavad PTFE-d, klaaskiudu või aramiidi.
Keemiline kokkupuude:Agressiivne keskkond vajab sageli PTFE-d või PVDF-i.
Tolmu omadused:Kleepuv või hügroskoopne tolm võib kasu saada siledast pinnast või membraaniga{0}}kaetud kandjast.
Abrasiivsus:Abrasiivne tolm eelistab kõrge kulumiskindlusega materjale (nt nailon, polüester).
Rõhu ja voolu nõuded:Sügavuskandja, nagu vilt, parandab tolmu mahtuvust.
6. Materjalitöötlus ja lisand{1}}
Toimivuse parandamiseks võidakse materjale täiendavalt töödelda:
|
Ravi |
Eesmärk |
|
PTFE membraankate |
Parandab peentolmu tõhusust |
|
Silikoonõli viimistlus |
Silendab kiude, vähendab pimestamist |
|
Antistaatiline viimistlus |
Vähendab staatilise elektri kogunemist- |
|
Hüdrofoobne ravi |
Tõrjub niiskust märgades tingimustes |
Need töötlused laiendavad kasutusvahemikku või parandavad puhastuskäitumist.
7. Rakendusnäited
Elektritootmine
Kõrge suitsugaasi temperatuur ja happelised komponendid - kasutatakse sageli PTFE-d või klaaskiudu.
Keemiline töötlemine
Söövitav keskkond nõuab PTFE- või PVDF-materjali.
Toit ja jook
Sanitaarnõuded ja mõõdukad temperatuurid eelistavad polüestrit või nailoni.
Reoveepuhastus
Vedeliku filtreerimisel kasutatakse sageli PP-, polüestrist või nailonist monofilamentkotte.
8. Tulevik ja uuendused
Filtreerimise uued arengud hõlmavad järgmist:
Nanofiiberkattedülipeente osakeste püüdmiseks-
Komposiitkandjaühendades suure tugevuse funktsionaalsete pindadega
Nutikad anduridmanustatud filtrikandjasse jõudluse jälgimiseks
Nende suundumuste eesmärk on parandada tõhusust, vähendada hooldust ja pikendada kasutusiga.
Järeldus
Filtrikotid on konstrueeritud tooted ja mis need onvalmistatudmõjutab oluliselt filtreerimise jõudlust, vastupidavust ja kulusid. Kõige tavalisemad materjalid - polüester, polüpropüleen, nailon, PTFE, aramiid, klaaskiud ja täiustatud polümeerid, nagu PVDF ja PPS -, teenivad igaüks teatud nišše sõltuvalt termilistest, keemilistest ja mehaanilistest nõudmistest.
Õige materjali valimine võib tähendada erinevust sagedase asendamise ja süsteemi töökindluse, energia raiskamise ja tõhususe vahel ning lõppkokkuvõttes kõrgete elutsüklikulude ja pikaajalise{0}}tööedu vahel.
