رسانه فیلتر نبافته سوزنی چیست و چگونه با سایر مواد فیلتر صنعتی مقایسه می شود؟

فیلتراسیون صنعتی یک فرآیند اساسی در تولید، انرژی، مدیریت زیست محیطی و کنترل کیفیت هوا است. هر فیلتر کیسه‌ای در کارخانه سیمان، هر جمع‌کننده گرد و غبار در تأسیسات نجاری، هر سیستم فیلتراسیون مایع در یک فرآیند شیمیایی، و هر هواساز HVAC در یک ساختمان تجاری به یک محیط فیلتر متکی است - ماده‌ای که ساختار منافذ کنترل‌شده آن ذرات را جذب می‌کند در حالی که به سیال حامل (هوا، گاز یا مایع) اجازه می‌دهد با جریان مقاومت قابل قبول عبور کند.

پارچه نبافته سوزنی یکی از پرکاربردترین فیلترهای صنعتی در سطح جهان است و در بسیاری از کاربردهای فیلتراسیون، ماده غالب یا تنها انتخابی است. برای مهندسانی که مدیای فیلتر را مشخص می‌کنند، مدیران خرید کیسه‌های فیلتر جایگزین یا رول‌های پارچه فیلتر، و سازندگان تجهیزاتی که سیستم‌های فیلتر را طراحی می‌کنند، درک اینکه رسانه فیلتر نبافته با سوزن چیست، چگونه نسبت به مواد جایگزین عمل می‌کند و چه پارامترهای مشخصاتی مناسب بودن آن را برای یک کاربرد معین تعیین می‌کند، پایه و اساس انتخاب رسانه فیلتر موثر است.

چگونه رسانه فیلتر نبافته سوزنی کار می کند

مدیا فیلتر نبافته سوزنی یک ساختار الیافی سه بعدی است که با درهم تنیدگی مکانیکی شبکه ای از الیاف اصلی از طریق نفوذ مکرر تخته سوزنی ایجاد می شود. برخلاف پارچه‌های صافی بافته شده - که دارای شبکه‌ای منظم از دهانه‌های مربع یا مستطیلی هستند که با ساختار بافت مشخص می‌شوند، پارچه‌های نبافته سوزنی سوراخ‌دار دارای ساختار منفذی پرپیچ‌وخم و سه‌بعدی هستند که از آرایش تصادفی الیاف درهم‌تنیده تشکیل شده است. این تفاوت ساختاری پیامدهای اساسی برای عملکرد فیلتراسیون دارد.

در پارچه فیلتر بافته شده، ذرات کوچکتر از اندازه دهانه آزادانه عبور می کنند. ذرات بزرگتر از دهانه روی سطح جذب می شوند. مکانیسم فیلتراسیون عمدتاً الک سطحی است و عملکرد فیلتر تا حد زیادی با اندازه دهانه های بافت آن تعیین می شود. در یک نبافته سوزنی، شبکه منافذ سه بعدی پرپیچ و خم، مکانیسم های متعددی را ایجاد می کند که به طور همزمان کار می کنند:

رهگیری زمانی اتفاق می‌افتد که ذره‌ای که یک خط جریان را از طریق ماتریس فیبر دنبال می‌کند، به اندازه کافی به سطح فیبر نزدیک می‌شود تا با آن تماس بگیرد و به آن بچسبد. از آنجایی که ماتریس فیبر تغییرات زیادی در مسیر جریان ایجاد می کند، ذرات فرصت های زیادی برای تماس فیبر دارند حتی اگر اینرسی آنها را از خط اصلی خارج نکند.

تاثیرگذاری زمانی اتفاق می افتد که اینرسی ذره آن را از خط منحنی منحنی اطراف فیبر خارج کرده و با سطح فیبر در تماس است. این مکانیسم برای ذرات بزرگتر و متراکم تر در سرعت های جریان بالاتر مؤثرتر است.

انتشار برای ذرات بسیار کوچک (تقریباً کمتر از 1 میکرون) که حرکت تصادفی براونی باعث انحراف آنها از خطوط جریانی و سطوح فیبر تماسی بیشتر از اندازه آنها می شود که فقط از ضربه زدن پیش بینی می شود، رخ می دهد. مسیر پر پیچ و خم از طریق یک رسانه ضخیم سوراخ شده با سوزن، فرصت بیشتری را برای جذب انتشار نسبت به یک پارچه نازک بافته شده فراهم می کند.

ترکیبی از این مکانیسم ها – که به طور همزمان در سراسر ضخامت کامل محیط سوراخ شده با سوزن کار می کنند و نه فقط در سطح – به رسانه فیلتر نبافته سوزنی سوراخ شده قابلیت فیلتراسیون عمقی مشخص خود را می دهد: توانایی ضبط طیف وسیعی از اندازه ذرات در سراسر ضخامت فیلتر نه فقط در سطح، که باعث به تاخیر افتادن عمر فیلتر بین بسته شدن فیلتر و افزایش طول عمر فیلتر می شود.

کاربردهای صنعتی کلیدی برای رسانه های فیلتر نبافته سوزنی

فیلترهای کیسه ای برای جمع آوری گرد و غبار صنعتی

بزرگترین بخش کاربردی برای رسانه های فیلتر نبافته سوزنی، فیلترهای کیسه ای (کیسه های فیلتر) است که در سیستم های جمع آوری گرد و غبار پالس جت، لرزاننده و هوا معکوس در صنایع سنگین استفاده می شود. تولید سیمان و آهک، فرآوری فولاد و فلز، تولید برق (حرکت خاکستر زغال سنگ)، صنایع چوبی و تولید مبلمان، فرآوری مواد غذایی (آرد، شکر، نشاسته)، تولیدات شیمیایی و تولید دارو، همگی جریان‌های غبار فرآیندی را تولید می‌کنند که باید قبل از خروج اگزوز به اتمسفر یا چرخش مجدد در داخل تأسیسات فیلتر شوند.

کیسه های فیلتر برای جمع کننده های گرد و غبار پالس جت معمولاً کیسه های استوانه ای از پارچه نبافته سوزنی هستند که توسط قفس های سیمی داخلی پشتیبانی می شوند و هوای غبارآلود از بیرون به داخل جریان می یابد. ذرات در سطح بیرونی و در عمق پارچه جذب می شوند. گرد و غبار جمع آوری شده به طور دوره ای توسط یک پالس معکوس هوای فشرده خارج می شود و به قیف زیر می ریزد. پارچه کیسه فیلتر باید هزاران چرخه تمیز کردن پالس را بدون خستگی پارچه یا ریزش الیاف تحمل کند، در حالی که راندمان فیلتر را در طول عمر مفید خود حفظ کند (معمولاً 1 تا 3 سال در خدمات صنعتی معمولی).

فیلتراسیون مایع

رسانه فیلتر نبافته سوزنی به طور گسترده در کاربردهای فیلتراسیون مایع استفاده می شود - کیسه های فیلتر و کارتریج های فیلتر برای تصفیه آب فرآیندی، فیلتراسیون خنک کننده صنعتی در فلزکاری، فیلتر رنگ و پوشش، شفاف سازی مایع فرآیند شیمیایی، تولید مواد غذایی و نوشیدنی، و تصفیه فاضلاب. در فیلتراسیون مایع، محیط فیلتر باید یکپارچگی ساختاری خود را در هنگام مرطوب حفظ کند (استحکام کششی مرطوب)، در برابر محیط شیمیایی مایع در حال فیلتر شدن مقاومت کند، و ساختار منفذی ثابتی برای ارائه راندمان فیلتراسیون نامی ارائه دهد.

سازه‌های کیسه‌های فیلتر برای فیلتراسیون مایع معمولاً از پارچه‌های سوراخ‌دار سوزنی نمدی ساخته می‌شوند که به صورت حرارتی یا شیمیایی تحت عملیات سطح قرار گرفته‌اند تا سطح صاف و متراکمی را فراهم کنند که مهاجرت فیبر به داخل فیلتر را به حداقل می‌رساند و جذب ذرات کارآمد را فراهم می‌کند. ساختار نمدی - متراکم‌تر و از نظر اندازه منافذ یکنواخت‌تر از پارچه‌های استاندارد سوراخ‌شده با سوزن - استانداردی برای کاربردهایی است که راندمان حفظ ذرات در یک درجه میکرون تعریف شده مشخص شده است.

تهویه مطبوع و تصفیه هوا

برای سیستم های تهویه مطبوع تجاری و حمل و نقل هوای صنعتی، منسوجات نبافته سوزنی به عنوان رسانه فیلتر در فیلترهای پانل، فیلترهای کیسه ای و عناصر فیلتر پلیسه دار عمل می کنند. در کاربردهای تهویه مطبوع، فیلتر باید بازده فیلتراسیون (گرفتن نسبت معینی از ذرات در اندازه‌های تعریف‌شده - رتبه‌بندی شده توسط کلاس‌های کارایی MERV، EN779/ISO 16890) را در برابر افت فشار (مقاومت در برابر جریان هوا، که مصرف انرژی سیستم حمل و نقل هوا را تعیین می‌کند) متعادل کند. فیلتراسیون با راندمان بالاتر به ساختارهای فیبر ریزتر و چگالی محیطی بالاتر نیاز دارد که افت فشار را افزایش می دهد. رسانه های نبافته سوزنی برای کاربردهای تهویه مطبوع به گونه ای مهندسی شده است که با بهینه سازی ظرافت فیبر (دنیر)، وزن رسانه و ساختار، کارایی هدف را در حداقل افت فشار ارائه دهد.

فیلتراسیون ژئوتکستایل

در مهندسی عمران و ساخت و ساز، ژئوتکستایل های نبافته سوزنی به عنوان لایه های فیلتراسیون در سیستم های زهکشی، دیوارهای حائل، خاکریزها و کارهای حفاظتی خط ساحلی عمل می کنند. پارچه فیلتر ژئوتکستایل به آب اجازه عبور می دهد و در عین حال ذرات ریز خاک را حفظ می کند که در غیر این صورت به داخل محیط زهکشی مهاجرت کرده و مسدود می شوند. پارچه‌های فیلتر ژئوتکستایل نبافته سوزنی بر اساس اندازه دهانه ظاهری آنها (AOS یا O90 - اندازه منافذی که 90٪ ذرات را در آزمایش استاندارد دوغاب حفظ می‌کند) و نفوذپذیری آب آنها مشخص می‌شوند.

نبافته سوزنی در مقابل سایر انواع رسانه فیلتر

انتخاب فیبر مناسب برای رسانه فیلتر نبافته

ترکیب الیاف منسوجات نبافته سوزنی مهم ترین متغیر مشخصات برای مقاومت شیمیایی و دما در فیلتراسیون صنعتی است. انتخاب صحیح فیبر باید برای شیمی جریان گاز خاص، دما و نوع ذرات در برنامه تأیید شود:

پلی استر (PET) پرکاربردترین فیبر برای کاربردهای استاندارد جمع آوری گرد و غبار صنعتی است. پلی استر در برابر اکثر اسیدهای معدنی در غلظت ها و دماهای متوسط ​​مقاوم است، مقاومت هیدرولیز خوبی در دماهای متوسط ​​دارد و خدمات مداوم را تا حدود 130 تا 150 درجه سانتی گراد ارائه می دهد. برای محیط های اسیدی یا قلیایی غلیظ یا برای دمای مداوم بالای 150 درجه سانتی گراد مناسب نیست.

پلی پروپیلن (PP) مقاومت بسیار خوبی در برابر اکثر اسیدها و قلیاها ایجاد می کند اما مقاومت دمایی کمتری نسبت به پلی استر دارد که معمولاً به 90 تا 100 درجه سانتیگراد پیوسته محدود می شود. به طور گسترده در کاربردهای فیلتراسیون مایع (مقاومت در برابر اسید، قلیایی و حلال) و در فیلتراسیون گاز صنعتی با دمای پایین، که در آن مقاومت شیمیایی قوی اولویت است، استفاده می شود.

PPS (پلی فنیلن سولفید، Ryton®) در برابر اکثر محیط های شیمیایی در دماهای بالا مقاوم است و خدمات مداوم را تا حدود 190 درجه سانتیگراد ارائه می دهد. این مشخصات استاندارد برای تصفیه خاکستر بادی نیروگاه زغال سنگ است که در آن دمای گاز بالا است و جریان گاز ممکن است حاوی میعانات اسیدی باشد. گرانتر از پلی استر یا پلی پروپیلن، اما انتخاب صحیح برای جریان های گاز داغ و شیمیایی تهاجمی است.

P84 (پلی آمید) خدمات مداوم را تا حدود 240 درجه سانتیگراد ارائه می دهد و در برابر محیط های اسیدی مقاومت عالی دارد. در کاربردهای با درجه حرارت بالا مانند فیلتراسیون کوره سیمان، که در آن دماها به PPS نزدیک می شوند یا از آن فراتر می روند، استفاده می شود.

PTFE (پلی تترا فلوئورواتیلن) از نظر شیمیایی بی‌اثرترین فیبر فیلتر است که تقریباً در برابر تمام اسیدها، قلیایی‌ها و حلال‌ها مقاوم است و تا حدود 260 درجه سانتی‌گراد ثابت است. الیاف PTFE در تهاجمی ترین محیط های شیمیایی که سایر الیاف از کار می افتند استفاده می شود. غشای PTFE که روی یک زیرلایه سوراخ شده با سوزن (برای ایجاد استحکام ساختاری) لمینیت شده است، راه حل استاندارد برای فیلتراسیون ذرات بسیار ریز (تطابق با انتشار زیر میکرون) در کاربردهای صنعتی است.

آرامید / Nomex® استحکام مکانیکی عالی و مقاومت دمایی خوب تا حدود 200 درجه سانتیگراد، با مقاومت خوب در برابر اکثر مواد شیمیایی آلی را فراهم می کند. در جایی استفاده می شود که دوام مکانیکی و مقاومت در برابر خستگی پالس تمیز کردن به اندازه عملکرد دما مهم است - کیسه های فیلتر بزرگ در سیستم های صنعتی با سرعت بالا از مقاومت کششی برتر فیبر بهره می برند.

پارامترهای کلیدی مشخصات هنگام خرید رسانه فیلتر نبافته

وزن سطحی (گرم بر متر مربع) - وزن بیشتر عمق بیشتری را برای نگهداری ذرات و به طور کلی بازده بالاتری را فراهم می کند، اما افت فشار را افزایش می دهد. رسانه کیسه فیلتر صنعتی معمولی: 400-700 گرم در متر مربع.

ضخامت (میلی متر) - عمق موجود برای نفوذ گرد و غبار و ظرفیت نگهداری را تعیین می کند. مربوط به وزن سطحی است اما تحت تأثیر چین و تراکم الیاف و سوراخ سوزن نیز قرار دارد.

نفوذپذیری هوا (L/m²/s یا CFM/ft²) در فشار استاندارد - مقاومت جریان محیط تمیز. نفوذپذیری بیشتر به معنای افت فشار کمتر در فیلتر تمیز است که برای بهره وری انرژی مهم است اما باید در برابر راندمان فیلتراسیون متعادل شود.

راندمان فیلتراسیون (%) در اندازه ذرات تعریف شده - چه درصدی از ذرات با اندازه تعریف شده در محیط تحت شرایط تست استاندارد حفظ می شود. برای گردگیرهای صنعتی، استاندارد EN ISO 11057 (تست رسانه فیلتر برای کاربردهای پالس جت) یا آزمایش معادل آن مرجع است.

نوع فیبر و محدوده دمای عملیاتی - باید با جریان گاز یا شیمی مایع و دمای کاربرد مطابقت داشته باشد.

درمان سطحی - آویز کردن (عملیات حرارتی سطح برای ذوب و صاف کردن انتهای فیبر سطوح، کاهش کشش سطح و بهبود رهاسازی گرد و غبار)، کلندرینگ (فشار دادن سطح صاف برای بهبود فیلتراسیون سطح)، لمینیت غشایی PTFE (برای بالاترین راندمان و عملکرد رهاسازی گرد و غبار)، یا عملیات ضد الکتریسیته ساکن (برای کاربردهای گرد و غبار قابل احتراق).

سوالات متداول

تفاوت بین نمد و منسوجات سوزنی در فیلتراسیون چیست؟

در اصطلاحات فیلتراسیون صنعتی، پارچه فیلتر «نمدی» و «نبافته سوزنی سوراخ‌شده» اساساً به یک نوع ماده اشاره دارد - هر دو با درهم‌تنیدگی مکانیکی الیاف اصلی از طریق سوراخ کردن سوزن تولید می‌شوند. اصطلاح "نمد" در طول تاریخ برای مواد سوزنی ضخیم تر و متراکم تر مورد استفاده در کاربردهای صنعتی سنگین (به ویژه کیسه های فیلتر و فیلترهای پرس) استفاده می شده است، در حالی که "نبافته" اصطلاح گسترده تری است که طیف کامل محصولات سوزن سوراخ شده از سبک تا سنگین را پوشش می دهد. در استفاده مدرن، این دو اصطلاح تا حد زیادی برای رسانه های فیلتر صنعتی قابل تعویض هستند و مشخصات عملکرد خاص (وزن سطحی، نوع فیبر، نفوذپذیری، عملیات سطحی) از نام محصول آموزنده تر است.

کیسه های فیلتر سوزنی صنعتی هر چند وقت یکبار باید تعویض شوند؟

عمر مفید به بار گرد و غبار، دمای گاز و مواد شیمیایی، فرکانس و فشار پالس تمیز کردن و مشخصات فیبر و ساختار کیسه فیلتر بستگی دارد. در برنامه های معمولی جمع آوری گرد و غبار صنعتی با فیبر و وزن منطقه ای مشخص شده، کیسه های فیلتر پالس جت معمولاً 1 تا 3 سال خدمات مداوم را قبل از نیاز به تعویض ارائه می دهند. علائمی که نشان می دهد نیاز به تعویض دارد عبارتند از: افزایش افت فشار در سراسر فیلتر که پس از یک چرخه تمیز کردن پالس به سطوح تقریباً تمیز باز نمی گردد (نشان دهنده کور شدن رسانه - نفوذ ذرات و انسداد عمق رسانه). سوراخ‌ها یا پارگی‌های قابل مشاهده در کیسه فیلتر (که با انتشار ذرات در خروجی هوای تمیز قابل تشخیص است). یا فروپاشی کیسه فیلتر به دلیل خستگی ساختاری ناشی از تکرار سیکل های تمیز کردن پالس. پیروی از یک برنامه تعویض پیشگیرانه بر اساس توصیه سازنده فیلتر، به جای اجرای خرابی فاجعه بار، خرابی های برنامه ریزی نشده را به حداقل می رساند و از پیشرفت ذرات جلوگیری می کند.

آیا می توان رسانه های فیلتر نبافته سوزنی را تمیز کرد و مجدداً در فیلتراسیون مایع استفاده کرد؟

بسته به نوع کاربرد و ماهیت ذرات فیلتر شده، کیسه های فیلتر نبافته سوزنی برای فیلتراسیون مایع را می توان گاهی اوقات تمیز کرد و مجددا استفاده کرد. برای ذرات نسبتاً خشک و بدون چسب در مایعات نسبتاً تمیز، شستشوی کیسه فیلتر با مایع تمیز، معکوس کردن و تکان دادن، یا استفاده از آبکشی با فشار کم می تواند ذرات جذب شده را حذف کرده و ظرفیت جریان قابل استفاده را بازیابی کند. با این حال، بازیابی کامل راندمان فیلتراسیون اولیه و مقاومت جریان به مشخصات کیسه جدید به ندرت از طریق تمیز کردن امکان پذیر است - مقداری ذرات باقی مانده و کورکننده فیبر باقی خواهند ماند. برای کاربردهای فیلتراسیون حیاتی که باید بازده درجه بندی شده ثابتی حفظ شود، یا برای کاربردهایی که شامل چسب، پوشش روغنی یا ذرات واکنش شیمیایی هستند که در برابر تمیز کردن مقاومت می کنند، تعویض یکبار مصرف روش استاندارد است. تناسب تمیز کردن و استفاده مجدد باید برای هر برنامه خاص قبل از اتخاذ آن به عنوان یک روش تعمیر و نگهداری تأیید شود.

رسانه فیلتر نبافته از چانگشو مینگیون هونگشون

Changshu Mingyun Hongshun Nonwoven Products Co., Ltd. Changshu، Jiangsu، فیلترهای نبافته سوزنی را برای جمع آوری گرد و غبار صنعتی، فیلتراسیون مایعات و کاربردهای فیلتر هوا تولید می کند. انواع الیاف موجود عبارتند از پلی استر، پلی پروپیلن، PPS، P84 و PTFE. وزن های سطحی از 200 گرم در متر مربع تا 1000 گرم در متر مربع. گزینه های درمان سطحی عبارتند از آویز کردن، کلندرینگ و لمینیت غشایی PTFE. رول های پارچه ای کیسه ای فیلتر و کیسه های فیلتر نهایی برای سیستم های پالس جت، لرزاننده و گردگیر کننده گرد و غبار هوا معکوس موجود است. مشخصات سفارشی به نیاز مشتری. تولید OEM/ODM برای تولید کنندگان فیلتر و یکپارچه سازهای سیستم.

برای دریافت توصیه و قیمت رسانه فیلتر، با جزئیات جریان گاز یا مایع برنامه خود، دمای کارکرد، نوع گرد و غبار و غلظت، و راندمان تصفیه مورد نیاز با ما تماس بگیرید.

محصولات مرتبط: مواد فیلتر نبافته | پارچه نبافته برای داخل خودرو | احساس کرد | پارچه نبافته سوزنی کاربردی | پارچه های نبافته پزشکی