Phương tiện lọc không dệt đục lỗ bằng kim là gì và nó so sánh với các vật liệu lọc công nghiệp khác như thế nào?

Lọc công nghiệp là một quá trình nền tảng trong sản xuất, quản lý năng lượng, môi trường và kiểm soát chất lượng không khí. Mọi bộ lọc túi trong nhà máy xi măng, mọi bộ thu bụi trong cơ sở chế biến gỗ, mọi hệ thống lọc chất lỏng trong quy trình hóa học và mọi bộ xử lý không khí HVAC trong tòa nhà thương mại đều dựa vào môi trường lọc - một vật liệu có cấu trúc lỗ rỗng được kiểm soát để giữ lại các hạt trong khi cho phép chất lỏng mang (không khí, khí hoặc chất lỏng) đi qua ở mức cản dòng chảy chấp nhận được.

Vải không dệt đục lỗ bằng kim là một trong những vật liệu lọc công nghiệp được sử dụng rộng rãi nhất trên toàn cầu và trong nhiều ứng dụng lọc, nó là vật liệu chủ yếu hoặc duy nhất được lựa chọn. Đối với các kỹ sư chỉ định phương tiện lọc, người quản lý mua hàng tìm nguồn cung ứng túi lọc thay thế hoặc cuộn vải lọc và nhà sản xuất thiết bị thiết kế hệ thống lọc, việc hiểu phương tiện lọc không dệt đục lỗ là gì, cách thức hoạt động của nó so với vật liệu thay thế và thông số kỹ thuật nào xác định sự phù hợp của nó đối với một ứng dụng nhất định là nền tảng của việc lựa chọn phương tiện lọc hiệu quả.

Phương tiện lọc không dệt đục lỗ kim hoạt động như thế nào

Vật liệu lọc không dệt đục lỗ bằng kim là một cấu trúc sợi ba chiều được tạo ra bằng cách quấn một cách cơ học một mạng lưới các sợi chủ yếu thông qua sự xuyên thấu của bảng kim lặp đi lặp lại. Không giống như vải lọc dệt - có lưới thông thường gồm các lỗ hình vuông hoặc hình chữ nhật được xác định bởi cấu trúc dệt - vải không dệt đục lỗ bằng kim có cấu trúc lỗ ba chiều quanh co được hình thành do sự sắp xếp ngẫu nhiên của các sợi vướng víu. Sự khác biệt về cấu trúc này có ý nghĩa cơ bản đối với hiệu suất lọc.

Trong vải lọc dệt, các hạt nhỏ hơn kích thước lỗ có thể dễ dàng đi qua; các hạt lớn hơn lỗ mở được giữ lại trên bề mặt. Cơ chế lọc chủ yếu là sàng bề mặt và hiệu suất của bộ lọc phần lớn được xác định bởi kích thước các lỗ dệt của nó. Trong vải không dệt được đục lỗ bằng kim, mạng lưới lỗ ba chiều quanh co tạo ra nhiều cơ chế chụp hoạt động đồng thời:

đánh chặn xảy ra khi một hạt theo dòng chảy qua ma trận sợi đến đủ gần bề mặt sợi để tiếp xúc và bám vào nó. Bởi vì ma trận sợi tạo ra nhiều thay đổi về đường dẫn dòng chảy, các hạt có nhiều cơ hội tiếp xúc với sợi ngay cả khi quán tính của chúng không mang chúng ra khỏi dòng chính.

tác động xảy ra khi quán tính của hạt mang nó ra khỏi đường cong quanh sợi và tiếp xúc với bề mặt sợi. Cơ chế này hiệu quả nhất đối với các hạt lớn hơn, đặc hơn ở vận tốc dòng chảy cao hơn.

Khuếch tán xảy ra đối với các hạt rất nhỏ (dưới khoảng 1 micron) có chuyển động Brown ngẫu nhiên khiến chúng lệch khỏi các đường thẳng và tiếp xúc với bề mặt sợi thường xuyên hơn kích thước của chúng dự đoán chỉ do va chạm. Con đường quanh co xuyên qua vật liệu đục lỗ bằng kim dày mang lại nhiều cơ hội thu giữ khuếch tán hơn so với vải dệt mỏng.

Sự kết hợp của các cơ chế này - hoạt động đồng thời trên toàn bộ độ dày của vật liệu lọc không dệt thay vì chỉ ở bề mặt - mang lại cho vật liệu lọc không dệt dạng kim khả năng lọc sâu đặc trưng của nó: khả năng thu được nhiều kích thước hạt trong suốt độ dày bộ lọc thay vì chỉ ở bề mặt, làm chậm sự tắc nghẽn bề mặt và kéo dài tuổi thọ của bộ lọc giữa các chu kỳ làm sạch.

Các ứng dụng công nghiệp chính cho vật liệu lọc không dệt đục lỗ bằng kim

Bộ lọc túi để thu gom bụi công nghiệp

Phân khúc ứng dụng lớn nhất cho vật liệu lọc không dệt đục lỗ bằng kim là bộ lọc túi (túi lọc) được sử dụng trong các hệ thống thu gom bụi phản lực xung, máy lắc và không khí đảo ngược trong ngành công nghiệp nặng. Sản xuất xi măng và vôi, gia công thép và kim loại, sản xuất điện (xử lý tro than), chế biến gỗ và đồ nội thất, chế biến thực phẩm (bột mì, đường, tinh bột), sản xuất hóa chất và sản xuất dược phẩm đều tạo ra các dòng bụi quy trình phải được lọc trước khi thải ra khí quyển hoặc tuần hoàn trong cơ sở.

Túi lọc cho máy thu bụi xung phản lực thường là túi hình trụ bằng vải không dệt đục lỗ bằng kim, được đỡ bằng lồng dây bên trong, qua đó không khí bụi sẽ lưu chuyển từ ngoài vào trong. Hạt được giữ lại trên bề mặt bên ngoài và bên trong độ sâu của vải; bụi thu được sẽ được đánh bật định kỳ nhờ một xung khí nén ngược, rơi xuống phễu bên dưới. Vải túi lọc phải chịu được hàng nghìn chu kỳ làm sạch xung mà không bị mỏi vải hoặc bong tróc sợi, đồng thời duy trì hiệu quả lọc trong suốt thời gian sử dụng (thường từ 1–3 năm trong dịch vụ công nghiệp thông thường).

Lọc chất lỏng

Phương tiện lọc không dệt bằng kim được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng lọc chất lỏng - túi lọc và hộp lọc để lọc nước, lọc chất làm mát công nghiệp trong gia công kim loại, lọc sơn và sơn, làm rõ chất lỏng trong quy trình hóa học, sản xuất thực phẩm và đồ uống và xử lý nước thải. Trong lọc chất lỏng, vật liệu lọc phải duy trì tính toàn vẹn cấu trúc khi ướt (độ bền kéo ướt), chống lại môi trường hóa học của chất lỏng được lọc và cung cấp cấu trúc lỗ rỗng nhất quán để mang lại hiệu quả lọc định mức.

Cấu trúc túi lọc để lọc chất lỏng thường được làm từ vải nỉ được đục lỗ bằng kim đã được xử lý bề mặt bằng nhiệt hoặc hóa học để mang lại bề mặt lọc mịn, dày đặc giúp giảm thiểu sự di chuyển của sợi vào dịch lọc và mang lại khả năng thu giữ hạt hiệu quả. Cấu trúc nỉ - dày đặc hơn và đồng đều hơn về kích thước lỗ chân lông so với vải đục lỗ bằng kim tiêu chuẩn - là tiêu chuẩn cho các ứng dụng có hiệu suất lưu giữ hạt ở mức micron xác định được chỉ định.

Lọc HVAC và xử lý không khí

Đối với các hệ thống HVAC thương mại và xử lý không khí công nghiệp, các sản phẩm không dệt đục lỗ bằng kim đóng vai trò là phương tiện lọc trong các bộ lọc bảng, bộ lọc túi và các bộ phận lọc xếp nếp. Trong các ứng dụng HVAC, bộ lọc phải cân bằng hiệu quả lọc (thu giữ một tỷ lệ hạt xác định ở kích thước xác định - được xếp hạng theo cấp hiệu suất MERV, EN779/ISO 16890) chống lại sự sụt giảm áp suất (khả năng chống lại luồng không khí, xác định mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống xử lý không khí). Quá trình lọc hiệu quả cao hơn đòi hỏi cấu trúc sợi mịn hơn và mật độ vật liệu cao hơn, làm tăng độ sụt áp. Vật liệu không dệt đục lỗ bằng kim dành cho các ứng dụng HVAC được thiết kế để mang lại hiệu quả mục tiêu ở mức giảm áp suất tối thiểu bằng cách tối ưu hóa độ mịn của sợi (denier), trọng lượng vật liệu và cấu trúc.

Lọc vải địa kỹ thuật

Trong kỹ thuật dân dụng và xây dựng, vải địa kỹ thuật không dệt đóng vai trò là lớp lọc trong hệ thống thoát nước, tường chắn, kè và các công trình bảo vệ bờ biển. Vải lọc vải địa kỹ thuật cho phép nước đi qua trong khi vẫn giữ lại các hạt đất mịn có thể di chuyển vào và làm tắc nghẽn môi trường thoát nước. Vải lọc vải địa kỹ thuật không dệt được đục lỗ bằng kim được xác định bởi kích thước lỗ hở rõ ràng của chúng (AOS hoặc O90 - kích thước lỗ chân lông giữ lại 90% hạt trong thử nghiệm bùn tiêu chuẩn) và khả năng thấm nước của chúng.

Vải không dệt đục lỗ so với các loại vật liệu lọc khác

Chọn sợi phù hợp cho vật liệu lọc không dệt

Thành phần sợi của vải không dệt đục lỗ bằng kim là thông số kỹ thuật quan trọng nhất đối với khả năng kháng hóa chất và nhiệt độ trong lọc công nghiệp. Việc lựa chọn sợi chính xác phải được xác nhận đối với tính chất hóa học, nhiệt độ và loại hạt cụ thể của dòng khí trong ứng dụng:

Polyester (PET) là loại sợi được sử dụng rộng rãi nhất cho các ứng dụng thu gom bụi công nghiệp tiêu chuẩn. Polyester có khả năng chống lại hầu hết các axit khoáng ở nồng độ và nhiệt độ vừa phải, có khả năng chống thủy phân tốt ở nhiệt độ vừa phải và cung cấp dịch vụ liên tục ở nhiệt độ khoảng 130–150°C. Nó không thích hợp cho môi trường axit hoặc kiềm đậm đặc hoặc nhiệt độ liên tục trên 150°C.

Polypropylen (PP) cung cấp khả năng kháng tuyệt vời đối với hầu hết các axit và kiềm nhưng có khả năng chịu nhiệt độ thấp hơn polyester, thường giới hạn ở 90–100°C liên tục. Được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng lọc chất lỏng (kháng axit, kiềm và dung môi) và trong lọc khí công nghiệp ở nhiệt độ thấp, trong đó ưu tiên kháng hóa chất mạnh.

PPS (Polyphenylene Sulfide, Ryton®) có khả năng chống lại hầu hết các môi trường hóa học ở nhiệt độ cao và cung cấp dịch vụ liên tục đến khoảng 190°C. Đây là thông số kỹ thuật tiêu chuẩn để lọc tro bay của nhà máy điện đốt than, nơi nhiệt độ khí tăng cao và dòng khí có thể chứa chất ngưng tụ có tính axit. Đắt hơn polyester hoặc polypropylene nhưng là lựa chọn chính xác cho dòng khí nóng, có tính ăn mòn hóa học.

P84 (Polyimide) cung cấp dịch vụ liên tục ở nhiệt độ khoảng 240°C và có khả năng chống chịu tuyệt vời với môi trường axit. Được sử dụng trong các ứng dụng nhiệt độ cao như lọc lò nung xi măng, nơi nhiệt độ đạt tới hoặc vượt quá khả năng của PPS.

PTFE (Polytetrafluoroetylen) là sợi lọc trơ về mặt hóa học nhất, chịu được hầu như tất cả các axit, kiềm và dung môi và được đánh giá ở nhiệt độ liên tục khoảng 260°C. Sợi PTFE được sử dụng trong môi trường hóa học khắc nghiệt nhất mà các loại sợi khác không hoạt động. Màng PTFE được ép trên nền được đục lỗ bằng kim (để mang lại độ bền kết cấu) là giải pháp tiêu chuẩn để lọc hạt rất mịn (tuân thủ phát thải dưới micron) trong các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi khắt khe.

Aramid / Nomex® cung cấp độ bền cơ học tuyệt vời và khả năng chịu nhiệt độ tốt đến khoảng 200°C, có khả năng chống chịu tốt với hầu hết các hóa chất hữu cơ. Được sử dụng khi độ bền cơ học và khả năng chống mỏi khi làm sạch xung cũng quan trọng như hiệu suất nhiệt độ - túi lọc lớn trong hệ thống công nghiệp tốc độ cao được hưởng lợi từ độ bền kéo vượt trội của sợi.

Các thông số kỹ thuật chính khi mua phương tiện lọc không dệt

Trọng lượng diện tích (g/m2) - trọng lượng cao hơn mang lại độ sâu lớn hơn cho việc giữ hạt và nhìn chung hiệu quả cao hơn, nhưng làm tăng độ sụt áp. Phương tiện túi lọc công nghiệp điển hình: 400–700 g/m2.

Độ dày (mm) - xác định độ sâu sẵn có để bụi xâm nhập và khả năng giữ bụi. Liên quan đến trọng lượng thực nhưng cũng bị ảnh hưởng bởi độ uốn của sợi và mật độ bấm kim.

Độ thoáng khí (L/m2/s hoặc CFM/ft2) ở áp suất tiêu chuẩn - sức cản dòng chảy của môi trường sạch. Độ thấm cao hơn có nghĩa là giảm áp suất qua bộ lọc sạch thấp hơn, điều này rất quan trọng đối với hiệu quả năng lượng nhưng phải được cân bằng với hiệu quả lọc.

Hiệu suất lọc (%) ở kích thước hạt xác định - bao nhiêu phần trăm hạt có kích thước xác định mà môi trường giữ lại trong các điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn hóa. Đối với máy hút bụi công nghiệp, tiêu chuẩn EN ISO 11057 (thử nghiệm phương tiện lọc cho các ứng dụng phản lực xung) hoặc thử nghiệm tương đương là tài liệu tham khảo.

Loại sợi và phạm vi nhiệt độ hoạt động - phải phù hợp với dòng khí hoặc hóa chất lỏng và nhiệt độ của ứng dụng.

Xử lý bề mặt - đốt cháy (xử lý nhiệt bề mặt để làm tan chảy và làm mịn các đầu sợi bề mặt, giảm lực cản bề mặt và cải thiện khả năng thoát bụi), cán phẳng (ép phẳng bề mặt để cải thiện quá trình lọc bề mặt), cán màng PTFE (để có hiệu quả cao nhất và hiệu suất thoát bụi), hoặc xử lý chống tĩnh điện (đối với các ứng dụng bụi dễ cháy).

Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa vải không dệt nỉ và vải không dệt kim trong lọc là gì?

Trong thuật ngữ lọc công nghiệp, vải lọc "nỉ" và "vải không dệt đục lỗ bằng kim" về cơ bản đề cập đến cùng một loại vật liệu - cả hai đều được sản xuất bằng cách vướng vào các sợi xơ cơ học thông qua việc đục lỗ bằng kim. Thuật ngữ "nỉ" trước đây được sử dụng cho các vật liệu đục lỗ bằng kim dày hơn, đặc hơn được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp nặng (đặc biệt là túi lọc và bộ lọc ép), trong khi "vải không dệt" là thuật ngữ rộng hơn bao gồm toàn bộ các sản phẩm đục lỗ bằng kim từ nhẹ đến nặng. Trong cách sử dụng hiện đại, hai thuật ngữ này phần lớn có thể thay thế cho nhau đối với phương tiện lọc công nghiệp và thông số hiệu suất cụ thể (trọng lượng diện tích, loại sợi, độ thấm, xử lý bề mặt) có nhiều thông tin hơn tên sản phẩm.

Bao lâu thì nên thay túi lọc đục lỗ kim công nghiệp?

Tuổi thọ sử dụng phụ thuộc vào tải lượng bụi của ứng dụng, nhiệt độ khí và thành phần hóa học, tần số và áp suất làm sạch xung cũng như thông số kỹ thuật về sợi và kết cấu của túi lọc. Trong các ứng dụng thu gom bụi công nghiệp thông thường với trọng lượng diện tích và sợi được chỉ định chính xác, túi lọc xung phản lực thường cung cấp dịch vụ liên tục từ 1–3 năm trước khi cần thay thế. Các dấu hiệu cho thấy cần thay thế bao gồm: tăng độ sụt áp trên bộ lọc mà không phục hồi về mức gần sạch sau chu kỳ làm sạch xung (biểu thị vật liệu in bị mờ - hạt xâm nhập và tắc nghẽn độ sâu vật liệu); lỗ hoặc vết rách có thể nhìn thấy trong túi lọc (có thể được phát hiện bằng khí thải dạng hạt ở cửa thoát khí sạch); hoặc túi lọc bị sập do mỏi cấu trúc do chu kỳ làm sạch xung lặp đi lặp lại. Tuân theo lịch trình thay thế phòng ngừa dựa trên khuyến nghị về tuổi thọ sử dụng của nhà sản xuất bộ lọc, thay vì dẫn đến hỏng hóc nghiêm trọng, sẽ giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến ​​và tránh sự phá vỡ của các hạt.

Vật liệu lọc không dệt đục lỗ có thể được làm sạch và tái sử dụng trong quá trình lọc chất lỏng không?

Túi lọc không dệt đục lỗ bằng kim để lọc chất lỏng đôi khi có thể được làm sạch và tái sử dụng, tùy thuộc vào ứng dụng và tính chất của hạt được lọc. Đối với các hạt tương đối khô, không dính trong chất lỏng tương đối sạch, xả túi lọc bằng chất lỏng sạch, đảo ngược và lắc hoặc sử dụng nước rửa áp suất thấp có thể loại bỏ các hạt bị giữ lại và khôi phục khả năng dòng chảy có thể sử dụng. Tuy nhiên, việc khôi phục hoàn toàn hiệu quả lọc ban đầu và khả năng chống dòng chảy theo thông số kỹ thuật của túi mới hiếm khi đạt được thông qua quá trình làm sạch - một số hạt và sợi bịt kín sẽ được giữ lại. Đối với các ứng dụng lọc quan trọng cần duy trì hiệu suất được đánh giá nhất quán hoặc đối với các ứng dụng liên quan đến chất kết dính, phủ dầu hoặc hạt phản ứng hóa học khó làm sạch, việc thay thế sử dụng một lần là thông lệ tiêu chuẩn. Cần phải xác minh tính phù hợp của việc làm sạch và tái sử dụng đối với từng ứng dụng cụ thể trước khi áp dụng nó như một biện pháp bảo trì.

Phương tiện lọc không dệt từ Changshu Mingyun Hongshun

Công ty TNHH Sản phẩm vải không dệt Changshu Mingyun Hongshun , Changshu, Giang Tô, sản xuất vật liệu lọc không dệt đục lỗ bằng kim cho các ứng dụng thu gom bụi công nghiệp, lọc chất lỏng và lọc không khí. Các loại sợi có sẵn bao gồm polyester, polypropylen, PPS, P84 và PTFE. Trọng lượng diện tích từ 200 g/m2 đến 1.000 g/m2. Các lựa chọn xử lý bề mặt bao gồm đốt cháy, cán màng và cán màng PTFE. Hiện có sẵn cuộn vải túi lọc và túi lọc thành phẩm dành cho hệ thống phun xung, máy lắc và máy hút bụi không khí đảo ngược. Thông số kỹ thuật tùy chỉnh theo yêu cầu của khách hàng. Sản xuất OEM/ODM cho các nhà sản xuất bộ lọc và nhà tích hợp hệ thống.

Liên hệ với chúng tôi với thông tin chi tiết về dòng khí hoặc chất lỏng trong ứng dụng của bạn, nhiệt độ vận hành, loại bụi và nồng độ cũng như hiệu quả lọc cần thiết để nhận được đề xuất và giá cả của phương tiện lọc.

Sản phẩm liên quan: Vật liệu lọc không dệt | Vải không dệt cho nội thất ô tô | nỉ | Vải không dệt đục lỗ chức năng | Vải không dệt y tế