过滤材料过滤机理
HEPA过滤原理分析
1.HEPAHEPA 是高效率空气微粒过滤网的简称，英文High Efficiency Particulate Air。
HEPA 应用于核产业、生物医学领域、吸尘器等。
对组成HEPA 的材料有：PP 高效滤纸、PET 滤纸、PP 和PET 复合高效滤纸、玻璃纤维高效滤纸等。
PP 高效滤纸是以聚丙烯为原料经专用热熔法制成的型过滤材料，产品耐酸碱，耐腐蚀，熔点高，性能稳定，无毒，无味，分布均匀，具有低阻，高效，高强度，环保等特点。
PP 是纸类，一般不能水洗。
PET 滤纸是承受涤纶树脂等材料熔喷而制成的，硬度高，挺度好，耐腐蚀，耐高温，性能稳定，常用在扫地机，吸尘器等过滤精度要求不高的家用电器或者大型清洁机器上面。
PP 和PET 复合高效滤纸是熔喷一层PP，然后再熔喷一层PET，融合了PP 的优点和PET 的优点，特点是简洁成型，过滤精度又能保证;既有挺度，又能保证高精度过滤效果。
玻璃纤维高效滤纸的绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高、过滤效率高、阻力低、容尘量大，缺点是性脆，耐磨性较差。
2.HEPA 等级说明高效空气过滤器〔high efficiency particulate air (HEPA) filter 〕用于进展空气过滤且使用GB/T6165 规定的钠焰法检测，过滤效率不低于99.9%的空气过滤器〔标准：GB/T 13554-2023〕。
高效过滤器使用的滤料很薄，所以也称为滤纸。
现在使用的滤纸高效过滤器是折叠形滤纸过滤器，滤纸之间用波浪板分隔，滤芯的四周用粘合剂与外框固定并密封。
特点是滤料薄〔厚度为0.5mm 左右〕，折叠形过滤面积比迎风面积大几十倍，从而大大降低阻力〔天津大学博士学位论文：高效纤维滤料最易透过粒径计数效率的争论；第5 页〕。
一般依据其过滤效率凹凸，将HEPA 分为5 个等级：粗效过滤器、中效过滤器、亚高效过滤器、HEPA 高效过滤器、超高效过滤器。
详情如以以下图所示：3.纤维过滤器的过滤机理〔教材：空气净化原理、设计与应用；第57~60 页〕空气净化领域将微粒污染物从空气中分别出来，主要承受带有阻隔性质的过滤分别法和电力分别法。
防尘口罩过滤粉尘的原理
防尘口罩过滤粉尘的原理防尘口罩的各层过滤材料一般都由非织造布构成，依靠纤维过滤的方式实现过滤功能。
通常纤维过滤粉尘原理有有五个方面：静电吸附、重力沉积、惯性沉积、扩散沉积效应和直接捕获。
(1)静电吸附作业环境的空气中浮游粒子多带有正电荷或负电荷。
现代防尘口罩的过滤层纤维多为带有极化电荷的驻极体纤维。
当空气中这些带电粒子在经过驻极体附近时,被强烈地吸附在驻极纤维上；而浮游粒子中不带电的粒子会在驻极体形成的电场中因感应而极化，也会被吸附在纤维上.（2）重力沉积是指穿过口罩滤料的一些质量相对较大的粒子在运动时，由于重力原因偏离流线方向,沉积到纤维上。
（3)惯性沉积空气中的粒子随气流通过过滤材料弯曲的网状通道时，其中动量较大的粒子由于惯性作用会偏离流线方向，与纤维发生碰撞而被捕获，并由于分子间的作用力而被截留，这就是惯性沉积。
惯性沉积的发生取决于粒子的空气动力学直径，空气动力学直径大的粒子比直径小的粒子更容易撞击到纤维上。
对于口罩来讲，气流中的大粒子密度较高、速度较快时惯性沉积作用比较明显。
（4)扩散沉积效应气流中的微粒与不断进行热运动的气体分子碰撞会产生随机的布朗运动,导致细小的粒子作无规则的运动，这种运动会导致粒子与纤维发生随机碰撞，尘埃颗粒因受纤维分子引力作用而被吸附。
扩散沉积效应最易捕捉小尺度粒子和低速运动的粒子。
（5）直接捕获直接捕获是指随气流运动的较大粉尘粒子被过滤材料的机械筛滤作用截留，或者在流线接近纤维时，粒子与纤维发生接触，被纤维捕获。
一般大粒径粒子主要靠直接捕获作用过滤，形状不规则的粒子较球形粒子更易被捕获。
粒子直径与过滤纤维的直径的比率影响拦截效率。
当过滤材料过滤空气中多分散的微粒时，在几种过滤机理共同作用下，比较小的微粒由于扩散作用而先在纤维上沉积，所以当粒径由小到大时，扩散效率逐渐减弱,比较大的微粒则在拦截和惯性作用下沉积.这样，与粒径有关的过滤效率曲线就有一个最低点，这一点粒径下的总效率最小，因而这种微粒是最不容易在过滤材料中被捕集的微粒。
袋式除尘器用过滤材料及过滤袋
袋式除尘器用过滤材料及过滤袋第一章、袋式除尘器过滤理论简述第一节、过滤除尘原理惯性碰撞、拦截、扩散、重力和静电力等粉尘粒子的沉降机理是分析过滤除尘器滤尘机理的理论基础。
过滤除尘器的滤尘过程比较复杂，一般来讲，粉尘粒子在捕集体上的沉降，即分离过滤，并非只有一种沉降过滤机理在起作用，而是多种沉降分离过滤机理联合作用的结果。
根据不同粒径的粉尘在流体中的运动的不同力学特性，过滤除尘机理涉及到以下几个方面：1.1.1筛滤作用过滤器的滤料网眼一般为5～50μm，当粉尘粒径大于网眼或孔隙直径或粉尘沉积在滤料间的尘粒间空隙时，粉尘即被阻留下来。
对于新的织物滤料，由于纤维间的空隙即孔径远大于粉尘粒径，所以筛滤作用很小，但当滤料表面沉积大量粉尘形成粉尘层后，筛滤作用显著增强。
1.1.2惯性碰撞作用一般粒径较大的粉尘主要依靠惯性碰撞作用捕集。
当含尘气流接近滤料的纤维时，气流将绕过纤维，其中较大的粒子(大于1μm )由于惯性作用，偏离气流流线，继续沿着原来的运动方向前进，撞击到纤维上而被捕集。
所有处于粉尘轨迹临界线内的大尘粒均可到达纤维表面而被捕集。
这种惯性碰撞作用，随着粉尘粒径及气流流速的增大而增强。
因此，提高通过滤料的气流流速，可提高惯性碰撞作用。
1.1.3拦截作用当含尘气流接近滤料纤维时，较细尘粒随气流一起绕流，若尘粒半径大于尘粒中心到纤维边缘的距离时，尘粒即因与纤维接触而被拦截。
1.1.4扩散作用对于小于1μm的尘粒，特别是小于0．2μm的亚微米粒子，在气体分子的撞击下脱离流线，象气体分子一样作布朗运动，如果在运动过程中和纤维接触，即可从气流中分离出来。
这种作用即称为扩散作用，它随流速的降低、纤维和粉尘直径的减小而增强。
1.1.5静电作用许多纤维编织的滤料，当气流穿过时，由于摩擦会产生静电现象，同时粉尘在输送过程中也会由于摩擦和其他原因而带电，这样会在滤料和尘粒之间形成一个电位差，当粉尘随着气流趋向滤料时，由于库仑力作用促使粉尘和滤料纤维碰撞并增强滤料对粉尘的吸附力而被捕集，提高捕集效率。
第7章过滤
图 微孔滤膜过滤器
产品名称：平扳式过滤器 产品规格：直径25-400mm 单层和双层过滤器
应用范围：适用于各种水 溶液的澄清过滤和除菌过 滤。多种化学品、溶剂、 试剂的过滤。实验室溶液、 细胞培养基的过滤,维生素、 眼药水、化妆水、光刻胶 的过滤。
②微孔滤膜的主要性能
a、混合纤维素酯膜可耐受121℃热压灭 菌，但在125℃以上逐渐分解。
P k4 cos
d
d k4 cos
P
P—气泡点压力；
λ—试验液体的表面张力；
θ—液固之间的接触角；
d—微孔的直径；
k—微孔形状校正系数。
假定滤膜的孔径是圆形，则k=1，若滤膜完 全被水湿润，θ=0，则cosθ=1，那么只要
测出气泡点的压力，就可以得到微孔的直
径。
④微孔滤膜的应用
a、用于注射剂的精滤
但因价格低廉，注射剂中常用作助滤器。
4．膜过滤器 （1）微孔滤膜过滤器 ①微孔滤膜的特点
a、滤膜孔径小、均匀，截留能力强，有利于提 高注射剂的澄明度。 b、薄膜微孔的总面积占薄膜总面积的80%，有效 过滤面积大，滤速快 c、无介质脱落，不影响药液的pH值 d、吸附性小，不滞留药液。 e、滤膜用后弃去，产品之间不会发生交叉污染. f、缺点是易于堵塞（故在此之前要进行预滤）。
长春玻璃厂生产的垂熔玻璃滤器的规格分为G1 ~G6号，其对应的滤板孔径大小分别为： 20~30μm；10~15μm；4.5~9μm；3~4μm； 1.5~2.5μm；＜1.5μm.
3．砂滤棒
（1）苏州滤棒 是一种硅藻土滤棒，有硅
藻土石棉及有机粘合剂，在1200℃高温烧制而 成 的 棒 形 滤 器 ， 分 粗 号 ( 孔 径 8-12 µm 滤 速 500ml/min ） 、 中 号 （ 5-7 µm ， 滤 速 500300ml/min）、细号（3-4µm，300ml/min以下 ） 三种。
反滤层工作原理
反滤层工作原理一、引言反滤层是一种常用于水处理领域的技术，它能够有效去除水中的悬浮物、颗粒物和有机物等杂质。
本文将详细介绍反滤层的工作原理，包括其结构、材料和操作过程等方面的内容。
二、反滤层的结构反滤层通常由多层材料构成，每一层材料都有特定的功能。
常见的反滤层结构包括粗滤层、中滤层和细滤层。
1. 粗滤层：粗滤层通常由砾石、砂石等颗粒较大的材料构成，其主要作用是过滤大颗粒物和悬浮物。
粗滤层能够有效阻挡大颗粒物，使其无法通过，从而保护后续的滤料。
2. 中滤层：中滤层通常由细砂、石英砂等材料构成，其主要作用是进一步过滤较小的颗粒物和有机物。
中滤层具有较高的过滤效率，能够有效去除水中的悬浮物和浑浊物。
3. 细滤层：细滤层通常由活性炭、陶瓷滤芯等材料构成，其主要作用是去除水中的有机物和异味。
细滤层具有较高的吸附能力，能够有效去除水中的有机物和异味物质。
三、反滤层的材料反滤层的材料选择对其过滤效果具有重要影响。
常见的反滤层材料包括砂石、石英砂、活性炭、陶瓷滤芯等。
1. 砂石：砂石是一种常用的反滤层材料，其颗粒较大，能够有效过滤大颗粒物和悬浮物。
2. 石英砂：石英砂具有较高的过滤效率，能够有效去除水中的悬浮物和浑浊物。
3. 活性炭：活性炭是一种具有较强吸附能力的材料，能够去除水中的有机物和异味。
4. 陶瓷滤芯：陶瓷滤芯具有微孔结构，能够过滤微小颗粒和有机物。
四、反滤层的工作原理反滤层的工作原理主要包括物理过滤和化学吸附两个过程。
1. 物理过滤：当水流通过反滤层时，大颗粒物和悬浮物会被粗滤层和中滤层阻挡，无法通过。
这是由于反滤层中的颗粒较大，能够有效过滤掉大颗粒物和悬浮物，使其无法通过。
2. 化学吸附：反滤层中的细滤层和活性炭具有较强的吸附能力，能够吸附水中的有机物和异味。
这是由于细滤层和活性炭具有较大的比表面积和微孔结构，能够提供更多的吸附位置，从而吸附水中的有机物和异味物质。
五、反滤层的操作过程反滤层的操作过程包括预处理、过滤和反冲洗等步骤。
各种用于制造滤芯过滤材料的特点性能简介汇总
各种用于制造滤芯过滤材料的特点性能简介1、滤布这是在工业上品种最多，应用最广泛的过滤介质。
滤布有纺织滤布与非纺织滤布之分。
其构成材料均为天然纤维（棉，毛，丝，麻）或合成纤维。
滤布的过滤性能决定于材质,纤维织法及后处理加工等。
（1）纺织滤布纺织滤布由三种不同类型的纱线织成:单纤（单缕纱），复丝长纤（定长纤维纱）和短纤（多缕纱）。
单丝一般是合成纤维拉成直径0.16-0.32（某些场合甚至1）的单根长丝,由它织成的滤布具有表面光滑、空隙单纯、比阻小、堵塞性最小、易清洗和最佳卸渣性能等优点，但它捕集粒子直径圈套,精密过滤时不宜采用。
对粒径分布范围较宽的悬浮液分离时，分离效果受到影响。
复丝长纤纱是由二股以上原丝捻纺而成,用它织成滤布，抗拉强度好，对颗粒的截留性能较单丝为好,卸渣性能稍差。
短纤是用天然棉,毛纤维或合成短纤维多股捻制而成，因其具有绒毛状纤维而呈现良好的颗粒截留性能，密封性也佳，但缺点是孔隙易被粒子堵塞，清洗和卸渣性能较差。
滤布的织法也有三种:即平纹、斜纹和缎纹。
一般来说，平纹滤布构造致密，孔隙小,故颗粒截留性好,滤液澄清度高，使用寿命长，价格也较便宜。
缺点是比阻大，易堵塞,卸渣性能差。
缎纹织布的孔隙最大，比阻小,不易堵，卸渣性能好。
但颗粒截留能力低，穿滤严重,过滤效果差。
斜纹滤布的各项性能居中，抗磨擦能力很强,过滤速度也大，寿命最长，因而被广泛应用。
下面扼要介绍不同材质织成的滤布使用条件，供选择时参考。
棉布：普通棉纱织成的滤布只能用在100°C以下的中性滤浆、20°C以下的酸性滤浆和10°C以下的碱性滤浆的分离。
在碱性介质中,棉织滤布会产生溶胀。
在水和硫酸铝溶液中会产生收缩。
故在使用前应先用溶液浸泡，使之预收缩。
棉织滤布对霉菌的侵蚀抵抗力较弱,用于易产生微生霉变的场合需经铜氨液预处理，抵抗力才会提高。
硝化棉织成的滤布有较硬表面，易于卸渣，对浓硫酸,硝酸及其混合酸以及盐酸溶液，氯化锌溶液具有稳定性，但不耐碱。
过滤的基本原理有哪四点
过滤的基本原理有哪四点
过滤的基本原理可以概括以下四点:
一、截留作用
过滤材料具有一定的孔隙结构或网眼结构,可以截留过滤物质中粒径大于孔隙或网眼大小的成分,达到除去杂质的目的。
这是过滤最基本的物理隔档作用。
二、捕捉作用
过滤材料表面具有特殊的相互作用力,可以捕捉过滤液中细小的颗粒杂质,如静电力、范德瓦力等,使杂质粘附在滤料表面。
这种化学作用的捕捉效应,可以除去孔隙截留所无法过滤的微粒。
三、吸附作用
过滤材料如活性炭具有很强的吸附性能,可以吸收和保留过滤液中的某些溶解物质。
这种吸附作用,可以去除过滤液中的某些特定溶质。
四、生物降解作用
某些过滤材料可作为微生物的载体,微生物的新陈代谢作用可以将过滤液中的某
些物质分解为无害物质。
这种生物学效应,可以除去和转换一些特殊杂质。
综上所述,过滤技术除了基本的物理隔挡作用,还可利用各种化学和生物学效应来净化液体,原理较为全面和丰富。
对获取洁净液体非常重要。
水的物理化学处理方法-过滤
5~7
(2) 冲洗泵
a) 工作流量：反冲强度×单格面积。
b) 扬 程：提升高度＋7 m。
(3) 反冲洗排水槽
2x
2x
x 1.5x
反冲洗槽结构图
a) 结 构 上口要求尽量水平，误差小于±2mm。两端 可以水平，也可使起始端深度为出口端的一 半。
b) 尺寸计算
① 单个排水槽的排水量
Qc=qab
q ––– 冲洗强度，L/(m2·s)； a ––– 两槽中心距，一般为1.5~2.2m； b ––– 槽长度，一般不大于6 m。
反冲系统的设计 (1) 冲洗强度
滤层
单水反冲 水气反冲 强度L/(m2·s) 强度L/(m2·s)
气水比
膨胀 冲洗时间 率% min
石英砂滤料 12~15
8～13 0.83:1~2:1 45
5~7
双层滤料
13~16
13～15 0.83:1~2:1 50
6~8
三层滤料
16~17
15～16 0.83:1~2:1 55
•②尽可能减小s1的数值，使水从进口流到 末端的水头损失可以忽略不计， s1<< s2+ s3+ s4,，也可使qA≈qB——小阻力配水系统。 形式：进水空间＋滤砖滤头
排水槽及集水渠
– 排水槽作用：均匀收集和输送反冲洗水
– 形状：
• 槽顶尽量平，槽底有坡度，面积不超过滤池面积的25%， 高出滤层膨胀最大高度
② 槽底为三角形断面的出口端尺寸
x 1 qab 2 1000v
v‘ ––– 冲洗排水槽出口处的流速， 一般取0.6 m/s。
③ 槽底为半圆形断面的出口端尺寸
x 1 qab 2 4570v
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过滤机理
过滤机理至少有五种：扩散作用、惯性作用、拦截作用、重力作用和静电作用。
1、扩散作用
由于气体分子热运动对微粒产生作用力，微粒发生布朗运动,使运动粒子随流体流动的轨迹与流线有一定的偏移。
在常温下，0.1μm的微粒每秒钟扩散距离可达到17μm，比纤维间距大几倍甚至几十倍，这就使粒子有更大的机会运动接触到纤维表面并沉积下来。
对于直径大于0.3μm的粒子布朗运动作用就会减弱许多，一般不足以靠布朗运动使其离开流线而碰撞到纤维的表面上去。
粒子的尺寸越小，气流速度越小，布朗运动的强度越大，扩散作用也越明显。
2、惯性作用
由于纤维排列复杂，所以气流在纤维层内穿过时，其流线要屡经激烈的拐弯。
在流线拐弯时，运动的微粒由于具有惯性，来不及跟随流线的变化绕过纤维，因而脱离流线撞向纤维，而被纤维捕集。
微粒的粒径越大，气流速度越大,受到惯性力的作用也越大，越易脱离流线而与纤维发生碰撞。
3、拦截作用
在纤维层内纤维排列错综复杂，形成无数的网格。
当某尺寸的微粒沿流线刚好运动到纤维表面附近时，假如从流线到纤维表面的距离等于或小于微粒的半径，微粒在范德华力作用下被粘住，微粒就在纤维表面沉积下来，这种作用称为栏截作用。
比滤料孔隙大的颗粒的捕集称为蹄子效应，它有时被单独称为过滤效应，但也可认为是栏截作用的一种。
有人认为截留效应不应被单独列为过滤机理，至少不是与扩散和惯性沉积并驾齐驱的过滤机理，因为在扩散机理的零扩散（大粒径粉尘）情况下，扩散纤维效率晚变为理想栏截效率；在惯性机理中，当粒径趋于零时，惯性纤维效率也会趋近理想栏截效率，因此栏截包括在惯性和扩散机理内。
4、重力作用
微粒通过纤维层时，在重力作用下发生脱离流线的位移，也就是因重力而沉积在纤维上。
一般认为直径大于0.5μm的粒子主要靠惯性作用沉积在纤维上。
5、静电作用
由于摩擦或其他种种作用，纤维和微粒都有可能带上电荷，带异性电荷的微粒相互吸引而形成较大的新颗粒，容易因惯性作用等被捕集，带同性电荷的微粒相互排斥，促成微粒作布朗运动等而被捕集，同时也有静电力作用而产生纤维吸
引微粒效应，这些统称为静电作用。
但若是在纤维处理过程中因摩擦而带电，或是因微粒感应而使纤维表面带电，则这种电荷不能长时间存在，而且电场强度也弱，产生的吸引力很小，可以忽略不计。