Ce este mediul filtrant nețesut perforat cu ac și cum se compară cu alte materiale filtrante industriale?

Filtrarea industrială este un proces de bază în producție, energie, managementul mediului și controlul calității aerului. Fiecare filtru cu saci dintr-o fabrică de ciment, fiecare colector de praf dintr-o instalație de prelucrare a lemnului, fiecare sistem de filtrare a lichidelor într-un proces chimic și fiecare dispozitiv de tratare a aerului HVAC dintr-o clădire comercială se bazează pe un mediu de filtrare - un material a cărui structură a porilor controlați captează particulele în timp ce permite fluidului purtător (aer, gaz sau lichid) să treacă la o rezistență acceptabilă la curgere.

Țesătura nețesută perforată cu ace este unul dintre mediile de filtrare industriale cele mai utilizate la nivel global și, în multe aplicații de filtrare, este materialul dominant sau singurul ales. Pentru inginerii care specifică medii filtrante, managerii de achiziții care aprovizionează pungi de filtru de schimb sau role de țesătură filtrantă și producătorii de echipamente care proiectează sisteme de filtrare, înțelegerea ce este mediul filtrant nețesut perforat cu ace, cum funcționează în raport cu materialele alternative și ce parametri de specificație determină adecvarea sa pentru o anumită aplicație este fundamentul unei selecții eficiente de medii filtrante.

Cum funcționează mediile filtrante nețesute perforate cu ace

Mediul filtrant nețesut perforat cu ace este o structură fibroasă tridimensională creată prin încurcarea mecanică a unei rețele de fibre discontinue prin penetrarea repetată a plăcii de ac. Spre deosebire de țesăturile filtrante țesute - care au o rețea regulată de deschideri pătrate sau dreptunghiulare definite de structura țesăturii - țesăturile nețesute perforate cu ace au o structură de pori tortuoasă, tridimensională, formată prin aranjarea aleatorie a fibrelor încurcate. Această diferență structurală are implicații fundamentale pentru performanța de filtrare.

Într-o țesătură cu filtru țesut, particulele mai mici decât dimensiunea deschiderii trec liber; particulele mai mari decât deschiderea sunt captate la suprafață. Mecanismul de filtrare este în primul rând cernerea suprafeței, iar performanța filtrului este determinată în mare măsură de dimensiunea deschiderilor sale de țesătură. Într-un material nețesut perforat cu ace, rețeaua de pori tridimensională sinuoasă creează mecanisme multiple de captare care funcționează simultan:

Interceptarea apare atunci când o particulă care urmează o curgere prin matricea fibrelor se apropie suficient de suprafața fibrei pentru a intra în contact și a adera la aceasta. Deoarece matricea fibrelor creează multe modificări ale traseului fluxului, particulele au multe oportunități de contact cu fibrele, chiar dacă inerția lor nu le duce în afara liniei principale de curgere.

Impactul apare atunci când inerția unei particule o duce de pe linia curbată în jurul unei fibre și în contact cu suprafața fibrei. Acest mecanism este cel mai eficient pentru particule mai mari și mai dense la viteze de curgere mai mari.

Difuzie apare pentru particulele foarte mici (sub aproximativ 1 micron) a căror mișcare aleatorie browniană le determină să se abată de la liniile de curgere și să contacteze suprafețele fibrelor mai frecvent decât ar prezice dimensiunea lor doar prin impact. Calea întortocheată printr-un mediu gros perforat cu ace oferă mai multe oportunități pentru captarea difuziei decât o țesătură subțire.

Combinația acestor mecanisme – care funcționează simultan pe toată grosimea materialului perforat cu acul, mai degrabă decât doar la suprafață – oferă mediilor filtrante nețesute perforate cu ace capacitatea sa caracteristică de filtrare în adâncime: capacitatea de a capta o gamă de dimensiuni de particule pe toată grosimea filtrului și nu doar la suprafață, ceea ce întârzie înfundarea suprafeței și prelungește durata de viață a filtrului de curățare.

Aplicații industriale cheie pentru mediile filtrante nețesute perforate cu ace

Filtre cu saci pentru colectarea prafului industrial

Cel mai mare segment de aplicații pentru mediile filtrante nețesute perforate cu ace sunt filtrele cu saci (sacii de filtrare) utilizate în sistemele de colectare a prafului cu jet de impulsuri, agitare și aer invers în industria grea. Producția de ciment și var, prelucrarea oțelului și a metalelor, generarea de energie (manipularea cenușii de cărbune), prelucrarea lemnului și fabricarea mobilierului, prelucrarea alimentelor (făină, zahăr, amidon), producția chimică și producția farmaceutică toate generează fluxuri de praf de proces care trebuie filtrate înainte de evacuarea în atmosferă sau recirculare în interiorul instalației.

Sacii filtranți pentru colectoarele de praf cu jet de impuls sunt de obicei saci cilindric din țesătură nețesă perforată cu ace, susținute de cuști interioare de sârmă, prin care aerul praf curge din exterior în interior. Particulele sunt captate pe suprafața exterioară și în adâncimea țesăturii; praful colectat este dislocat periodic printr-un impuls invers de aer comprimat, căzând în buncărul de dedesubt. Țesătura sacului filtrant trebuie să reziste la mii de cicluri de curățare cu impulsuri fără oboseală sau scurgere de fibre, menținând în același timp eficiența filtrării pe toată durata de viață (de obicei, 1-3 ani în serviciul industrial normal).

Filtrarea lichidelor

Mediile filtrante nețesute perforate cu ace sunt utilizate pe scară largă în aplicațiile de filtrare a lichidelor - pungi filtrante și cartușe filtrante pentru filtrarea apei de proces, filtrarea lichidului de răcire industrial în prelucrarea metalelor, filtrarea vopselei și acoperirii, limpezirea lichidelor în procese chimice, producția de alimente și băuturi și tratarea apelor uzate. În filtrarea lichidelor, mediul de filtrare trebuie să-și mențină integritatea structurală atunci când este umed (rezistența la tracțiune umedă), să reziste mediului chimic al lichidului care este filtrat și să ofere o structură consistentă a porilor pentru a oferi eficiența nominală de filtrare.

Construcțiile pungilor filtrante pentru filtrarea lichidelor sunt realizate în mod obișnuit din țesătură din pâslă perforată cu ac, care a fost tratată termic sau chimic cu suprafața pentru a oferi o suprafață de filtrare netedă și densă, care minimizează migrarea fibrelor în filtrat și asigură captarea eficientă a particulelor. Construcția din pâslă – mai densă și mai uniformă ca dimensiune a porilor decât o țesătură standard perforată cu ace – este standardul pentru aplicațiile în care este specificată eficiența de reținere a particulelor la un grad de microni definit.

HVAC și filtrare pentru tratarea aerului

Pentru sistemele HVAC comerciale și tratarea aerului industrial, materialele nețesute perforate cu ace servesc ca medii de filtrare în filtre cu panou, filtre cu saci și elemente de filtrare plisate. În aplicațiile HVAC, filtrul trebuie să echilibreze eficiența filtrării (captarea unei proporții definite de particule la dimensiuni definite - evaluate de MERV, EN779/ISO 16890 clase de eficiență) împotriva căderii de presiune (rezistența la fluxul de aer, care determină consumul de energie al sistemului de tratare a aerului). Filtrarea cu eficiență mai mare necesită structuri de fibre mai fine și densitate mai mare a mediului, ceea ce crește căderea de presiune. Materialul nețesut perforat cu ace pentru aplicații HVAC este conceput pentru a oferi eficiență țintă la o scădere minimă de presiune prin optimizarea fineței fibrei (denier), greutatea suportului și construcția.

Filtrarea geotextilelor

În inginerie civilă și construcții, geotextilele nețesute perforate cu ace servesc ca straturi de filtrare în sistemele de drenaj, ziduri de sprijin, terasamente și lucrări de protecție a țărmului. Țesătura de filtrare geotextil permite trecerea apei, reținând în același timp particulele fine de sol care, altfel, ar migra și ar înfunda mediul de drenaj. Țesăturile de filtrare geotextile nețesute perforate cu ace sunt specificate prin dimensiunea lor aparentă a deschiderii (AOS sau O90 - dimensiunea porilor care reține 90% din particule într-un test standardizat al șlamului) și permeabilitatea lor la apă.

Țesutul nețesut perforat cu ace față de alte tipuri de medii de filtrare

Selectarea fibrei potrivite pentru mediile filtrante nețesute

Compoziția fibrelor nețesutului perforat cu ace este cea mai critică variabilă de specificație pentru rezistența chimică și la temperatură în filtrarea industrială. Selectarea corectă a fibrelor trebuie confirmată pentru chimia specifică a fluxului de gaz, temperatură și tipul de particule din aplicație:

Poliester (PET) este cea mai utilizată fibră pentru aplicațiile industriale standard de colectare a prafului. Poliesterul este rezistent la majoritatea acizilor minerali la concentrații și temperaturi moderate, are o bună rezistență la hidroliză la temperaturi moderate și asigură un serviciu continuu la aproximativ 130-150°C. Nu este potrivit pentru medii acide sau alcaline concentrate sau pentru temperaturi continue peste 150°C.

Polipropilenă (PP) oferă o rezistență excelentă la majoritatea acizilor și alcalinelor, dar are o rezistență la temperatură mai mică decât poliesterul, de obicei limitată la 90-100°C continuu. Folosit pe scară largă în aplicațiile de filtrare a lichidelor (rezistență la acizi, alcali și la solvenți) și în filtrarea industrială a gazelor la temperaturi scăzute, unde rezistența chimică puternică este prioritară.

PPS (sulfură de polifenilen, Ryton®) este rezistent la majoritatea mediilor chimice la temperaturi ridicate și asigură un serviciu continuu până la aproximativ 190°C. Este specificația standard pentru filtrarea cenușii zburătoare a centralelor pe cărbune, unde temperaturile gazului sunt ridicate, iar fluxul de gaz poate conține condens acizi. Mai scump decât poliesterul sau polipropilena, dar alegerea corectă pentru fluxurile de gaz fierbinți, agresivi chimic.

P84 (poliimidă) asigură un serviciu continuu la aproximativ 240°C și are o rezistență excelentă la medii acide. Folosit în aplicații la temperaturi înalte, cum ar fi filtrarea în cuptorul de ciment, unde temperaturile se apropie sau depășesc capacitatea PPS.

PTFE (politetrafluoretilenă) este cea mai inertă fibră de filtrare din punct de vedere chimic, rezistentă practic la toți acizii, alcalinele și solvenții și evaluată la aproximativ 260°C continuu. Fibra de PTFE este utilizată în mediile chimice cele mai agresive în care alte fibre nu se potrivesc. Membrana PTFE laminată peste un substrat perforat cu ac (pentru a oferi rezistență structurală) este soluția standard pentru filtrarea particulelor foarte fine (conformitate cu emisiile sub-micron) în aplicații industriale solicitante.

Aramidă / Nomex® oferă o rezistență mecanică excelentă și o rezistență bună la temperatură până la aproximativ 200°C, cu rezistență bună la majoritatea substanțelor chimice organice. Folosit acolo unde durabilitatea mecanică și rezistența la oboseală de curățare prin impulsuri sunt la fel de importante ca și performanța la temperatură - sacii mari de filtrare din sistemele industriale de mare viteză beneficiază de rezistența superioară la tracțiune a fibrei.

Parametri de specificații cheie atunci când achiziționați medii filtrante nețesute

Greutate pe suprafață (g/m²) — greutatea mai mare oferă mai multă adâncime pentru reținerea particulelor și, în general, o eficiență mai mare, dar crește căderea de presiune. Medii pentru sac filtrant industrial tipic: 400–700 g/m².

grosime (mm) — determină adâncimea disponibilă pentru pătrunderea prafului și capacitatea de reținere. Legat de greutatea suprafeței, dar influențat și de crimparea fibrei și densitatea perforației cu ace.

Permeabilitatea aerului (L/m²/s sau CFM/ft²) la presiune standard — rezistența la curgere a mediului curat. Permeabilitate mai mare înseamnă cădere de presiune mai mică pe filtrul curat, care este importantă pentru eficiența energetică, dar trebuie echilibrată cu eficiența filtrării.

Eficiența de filtrare (%) la dimensiunea particulelor definită — ce procent de particule de o dimensiune definită reține mediul în condiții de testare standardizate. Pentru colectoarele de praf industriale, referința este EN ISO 11057 (testarea mediilor filtrante pentru aplicații cu jet de impulsuri) sau testarea echivalentă.

Tipul de fibre și intervalul de temperatură de funcționare — trebuie să se potrivească cu fluxul de gaz sau chimia lichidului și temperatura aplicației.

Tratarea suprafeței — înțepare (tratarea termică a suprafeței pentru a se topi și a netezi capete de fibre ale suprafeței, reducerea rezistenței la suprafață și îmbunătățirea eliberării prafului), calandrare (apăsarea suprafeței plane pentru o filtrare îmbunătățită a suprafeței), laminare cu membrană PTFE (pentru cea mai mare eficiență și performanță de eliberare a prafului) sau tratament antistatic (pentru aplicații cu praf combustibil).

Întrebări frecvente

Care este diferența dintre pâslă și nețesutul perforat cu ace la filtrare?

În terminologia de filtrare industrială, țesătura filtrantă „pâslă” și „nețesutul perforat cu ac” se referă în esență la același tip de material - ambele sunt produse prin încurcarea mecanică a fibrelor discontinue prin perforarea cu ac. Termenul „pâslă” a fost folosit istoric pentru materialele perforate cu acul mai groase și mai dense utilizate în aplicații industriale grele (în special pungi de filtrare și filtre de presare), în timp ce „nețesut” a fost termenul mai larg care acoperă întreaga gamă de produse perforate cu ac, de la ușoare la grele. În utilizarea modernă, cei doi termeni sunt în mare măsură interschimbabili pentru mediile de filtrare industriale, iar specificația de performanță specifică (greutate suprafață, tip de fibre, permeabilitate, tratament de suprafață) este mai informativă decât numele produsului.

Cât de des ar trebui înlocuiți sacii de filtrare industriali perforați cu ac?

Durata de viață depinde de sarcina de praf a aplicației, de temperatura și chimia gazului, de frecvența și presiunea de curățare cu impulsuri, precum și de fibrele și specificațiile de construcție ale sacului filtrant. În aplicațiile industriale normale de colectare a prafului cu fibre și greutatea suprafețelor specificate corect, pungile filtrante cu jet de impulsuri oferă de obicei 1–3 ani de serviciu continuu înainte de a fi necesară înlocuirea. Semnele că este necesară înlocuirea includ: creșterea căderii de presiune pe filtru care nu revine la niveluri aproape de curățare după un ciclu de curățare prin impuls (indicând orbirea mediului – pătrunderea particulelor în adâncimea și blocarea mediului); găuri sau rupturi vizibile în sacul de filtru (care pot fi detectate prin emisiile de particule la orificiul de evacuare a aerului curat); sau prăbușirea sacului filtrant din cauza oboselii structurale de la ciclurile repetate de curățare cu impulsuri. Urmând un program de înlocuire preventivă bazat pe recomandarea producătorului de filtru, mai degrabă decât să ruleze la o defecțiune catastrofală, minimizează timpul neplanificat și evită spargerea particulelor.

Mediile filtrante nețesute perforate cu ace pot fi curățate și refolosite în filtrarea lichidelor?

Pungile filtrante nețesute perforate cu ace pentru filtrarea lichidelor pot fi uneori curățate și reutilizate, în funcție de aplicație și de natura particulelor filtrate. Pentru particule relativ uscate, neadezive în lichide relativ curate, spălarea pungii filtrante cu lichid curat, răsturnarea și agitarea sau utilizarea unei clătiri la presiune joasă poate elimina particulele capturate și poate restabili capacitatea de curgere utilizabilă. Cu toate acestea, restabilirea completă a eficienței inițiale de filtrare și a rezistenței la curgere la specificațiile noilor pungi este rareori realizabilă prin curățare - vor rămâne unele particule reținute și orbirea fibrelor. Pentru aplicațiile critice de filtrare în care trebuie menținută o eficiență constantă, sau pentru aplicațiile care implică particule adezive, acoperite cu ulei sau reactive chimic care rezistă curățării, înlocuirea de unică folosință este practica standard. Adecvarea curățării și reutilizarii trebuie verificată pentru fiecare aplicație specifică înainte de adoptarea acesteia ca practică de întreținere.

Medii filtrante nețesute din Changshu Mingyun Hongshun

Changshu Mingyun Hongshun Nonwoven Products Co., Ltd. , Changshu, Jiangsu, produce medii de filtrare nețesute perforate cu ac pentru colectarea industrială a prafului, filtrarea lichidelor și aplicațiile de filtrare a aerului. Tipurile de fibre disponibile includ poliester, polipropilenă, PPS, P84 și PTFE. Greutăți pe suprafață de la 200 g/m² la 1.000 g/m². Opțiunile de tratare a suprafeței includ înțepare, calandrare și laminare cu membrană PTFE. Sunt disponibile rulouri din material pentru sac filtrant și pungi filtrante finite pentru sistemele de colectare a prafului cu jet de impulsuri, agitare și aer inversat. Specificații personalizate la cerințele clienților. Producție OEM/ODM pentru producătorii de filtre și integratori de sisteme.

Contactați-ne cu detaliile aplicației dvs. privind fluxul de gaz sau lichid, temperatura de funcționare, tipul și concentrația de praf și eficiența necesară de filtrare pentru a primi o recomandare și prețuri pentru mediul de filtrare.

Produse înrudite: Material filtrant nețesut | Material nețesut pentru interiorul autovehiculului | Simt | Țesătură nețesă funcțională perforată cu ace | Țesături nețesute medicale