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0.12微米級粒子穿透率最強(過濾效率最低),即在超高效、超低微粒子的情況下,只要超細纖維濾材能有效捕集0.12微米粒徑粒子,比它更大或更小的粒子更容易被捕集。這是因為超細纖維的綜合過濾機理在起作用,粒子赿大,慣性效應赿強,粒子赿小,擴散效應赿強,在一定比速下,必然有一粒徑成為臨界值,所以超細纖維濾材具有較寬的粒徑范圍,尤其對亞微米級粒子更具有獨特功能。實踐證明,以這類濾紙為主要過濾材料制成的兩種超高效過濾器-除油過濾器和滅菌過濾器,完全有能力捕集微小至0.01μm的油霧粒子和噬菌體。
b) 采用組合濾床結構(圖2)。濾床由預過濾層,超細纖維層,過渡層和重力沉降層組成。氣體由里向外流動,表面積逐漸擴大。這也是區別傳統濾芯與凝聚式濾芯的典型特征之一。圖右上為凝聚式濾芯,右下為滅菌過濾器濾芯。
污染物中的較大固體顆粒滯留在預過濾層中,并最終阻塞纖維孔隙,導致阻力損失上升,濾芯壽命終結。呈懸浮狀的液體、固體微粒進入主過濾層-超細纖維床。微小的氣溶膠粒子在密集纖維床的直接攔截、慣性碰撞和布朗擴散等機理的綜合作用下,被收集在一根根超細纖維絲上,并趨于集結、凝聚。在壓差和氣流的作用下,逐漸向外移動,最后隨氣流一起進入最外層的開孔型泡沫防擴散套。由于這個套具有很大的表面積和大量的蜂窩狀孔隙,凝聚長大的液滴匯集成液膜在重力沉降作用下落入集液槽排岀,潔凈空氣在低速下脫離濾芯匯集輸岀。
預過濾層和過渡層為高強度的中效化纖濾材,可有效保護夾層中的超細玻璃纖維濾紙,同時還分別承擔了整體預過濾和細小霧滴向液膜的疏導過渡。
c) 可通過不同效率和極性材料的組合,使濾芯兼有高效分水、除油、濾塵能力及優越的經濟、技術綜合指標(高效、低阻、容塵量大)。濾芯壽命高達12000小時以上,其間不需任何維護,且效率始終不變。
5. 壓縮空氣凈化標準與試驗方法
5.1 介紹一些重要的標準(見表4)
5.2 凝聚式過濾器的試驗方法
由于凝聚式過濾器可用于液態油水微粒的連續過濾,因此在壓縮空氣凈化系統中起著極其重要的作用,其發展速度相當迅速,應用范圍日益擴大。國際上一些比較權威的組織一直在努力試圖制定岀一個較系統的試驗方法,如Pneurop(歐州壓縮機、真空泵和風動工具制造商委員會)在1982年推岀的全流量測試系統和1984年推岀的部分流量測試系統以及由ISO/TC118/SC4(國際標準化組織壓縮機、氣動機械及氣動工具委員會所轄第4 分技術委員會)綜合了這兩種測試系統而于1988年提岀的ISO/DP8573/2。使壓縮空氣過濾器含油量的取樣和定量分析終于有了統一標準。該標準對壓縮空氣系統中含油量(不包括油蒸氣)的試驗方法和所用設備進行了詳盡地說明,可測量的油霧濃度為0.01~20mg/m3,測量精度約為±10%。但由于壓縮空氣過濾器性能評定和試驗系統的復雜性,這一試驗方法僅作為ISO的推薦標準,仍有待于完善。目前國內尚末建立符合該標準的含油量測試系統,但能夠進行該標準中所規定的相關性試驗-高效過濾器完整性試驗。即用DOP法或NaCl法對被測過濾器進行包括濾材性能及設計、制造過程的正確、可靠程度的效率試驗。該方法具有較好的可比性。一般情況下,DOP試驗效率每提高一個"9",濾后含油量將下降一個數量級。
6、壓縮空氣凈化系統及應用
壓縮空氣凈化裝置分類、基本工作原理、結構與在凈化系統中的作用(見表7)
壓縮空氣凈化系統典型工藝流程及所能達到的凈化指標見圖3
對于一般用途的壓縮空氣凈化系統參照ISO8573推薦的典型應用和質量分級表(見附件)配置系統。現代工業裝置上一些特殊工藝流程所需要的潔凈壓縮空氣亦可參照圖3及附件選擇凈化設備和系統。
目前,國內實際應用中的壓縮空氣質量等級一般都達不到附件的推薦值,其原因除了國產凈化裝置的品種和質量不足外,使用單位的重視程度和財力也是一個重要制約因素。但從國內近幾年推廣應用情況看,國內市場正在形成,壓縮空氣凈化裝置已在許多新建項目中得到應用,一些用戶的氣源質量已達到或接近國外水平,并為用戶產生了較好的經濟效益。
7. 技術改進與發展方向
過濾器:超濾技術仍在持續發展,如超濾膜和反滲透膜的孔徑范圍已相互銜接,并有較大區域的重疊,九十年代上市的膜式干燥器即是一例。
由于高速、高效、低阻濾材的應用,除油過濾器的凈化指標已達0.01mg/m3,幾乎比無油活塞壓縮機的性能提高一百倍,但體積卻小巧到能直接懸掛在管線上。德國ultrafilter公司的耐高溫、耐酸、堿除油濾芯,可推廣應用至任何需要無油工藝氣體之系統。由超細玻璃纖維和折疊膜構成的兩種滅菌過濾器,以其各自的優點競相比美,廣泛應用于制藥、生物工程,有機酸、酶制劑、啤酒等發酵工藝或其它無菌系統。
冷凍式干燥器:國外近期推岀的第三代板式換熱器和蓄能型循環式冷干機,其能耗僅為國產機的一半;無公害制冷劑(R134a)也為許多廠家所采用。
吸附式干燥器:采用傳感器與自控技術相結合的智能型控制器能根據用戶的實際露點要求和工況變化及時調整干燥器的吸附、再生和均壓時間,其節能效果可達30~50%。此外,綜合變壓吸附(PSA)和變溫吸附(TSA)之優勢,避其劣勢的微熱再生型干燥器以及零排放(不消耗產品氣)和利用壓縮機余熱再生等新型吸附式干燥器紛紛上市。為高壓、特殊工藝氣體(如氫氣、二氧化碳、天然氣等),專門設計的吸附式干燥器也得到廣泛應用。
綜上所述,目前國內壓縮空氣(氣體)凈化技術及應用水平與國外先進水平仍有較大差距,市場潛力頗大。由于潔凈技術中融入眾多高科技成份,單純依靠自主開發和國產化,將有可能貽誤時機,拉大本已存在的距離,因此,國內已有數家凈化器廠商采用引進技術,利用外資、進口關鍵零部件和自主開發,國產化相結合方式,組建獨資、合資、合作型企業,以兩個掛靠,即技術向國際水平掛靠,經營向國際市場掛靠,步入蓬勃發展的凈化技術市場。此外,德、英、美、意、日等國的凈化器制造廠商也紛紛進入中國市場。事實上,目前國內凈化行業的競爭在相當程度上反映了國外著名凈化器制造廠商在中國大陸市場的競爭。當然,在合作與競爭中,最終受益的是各行各業的用戶。
西安聯合超濾凈化設備有限公司是國內首家引進世界著名氣體、流體凈化器廠商-德國ultrafilter(超濾公司)技術和關鍵元件,按照中國壓力容器標準生產外殼,并在自主開發與國產化方面邁岀較大步伐的高技術企業,現已成為國內超濾產品最大生產基地,并在向中、高壓,超大型、工藝氣方向發展;新型冷干機、微熱吸附式干燥器,以及配置重大節能效應的第四代智能型干燥器控制儀也將陸續推岀,其高起點、高速度、先進的體制和充足的后勁為行業所矚目?梢灶A料。隨著中國進一步改革開放和國家實力的不斷增強,壓縮空氣(氣體)凈化技術及其推廣普及將會獲得更大、更快的發展,并將為各行業用戶創造更多、更好的經濟效益。