Фильтроэлементы патронного типа из полипро- пиленового волокна объемной фильтрации
Нашим предприятием наложено производство фильтроелементов из термопластических полимеров (далее ФЭ) объемной фильтрации. Фильтроэлементы из полипропиленового волокна предназначены для очистки широкого спектра жидкостей с кинематической вязкостью 0,55- 30 мм2/с (сСт) и газов с температурой рабочей среды температурой -40...+930С от твердотельных загрязнений с возможностью разделения (сепарации) многофазных сред. В ФЭ объемной пористости задержание загрязнителя осуществляется в объеме фильтрующего материала по всей его толщине, что позволяет существенно увеличить грязеёмкость ФЭ по сравнению с плоскостными аналогами (сетка, фильтровальная бумага). ФЭ изготавливаются методом пневмоэкструзии по ТУ У 29.2-30043766-001-2004 согласно технологического регламента.
Особенности фильтроэлементов обьемной прирости из термопластических полимеров
| Параметры ФЭ | Свойства | Отличительные особенности |
| Материал | Полипропиленовое волокно (ГОСТ 26966-86) |
Химически стабилен в агрессивных средах (кислотах, щелочах, растворителях). Не содержит примесей. Не подвержен електро-химической и биологической коррозии. Совместимость фильтрующего элемента практически со всеми рабочими средами. |
| Структура | Многослойная с объемной пористостью | Равномерность распределения волокон в слое, высокая однородность волокон по размеру. Коэффициент объемной пористости до 80% (высокие пропускные способности с максимальной грязеемкостью при минимальном значении перепада давления на фильтрующем элементе). Возможность реализации в корпусе одного ФЭ различных слоев с отличными фильтрующими свойствами. |
| Конструкция | Патронного типа, безкорпусной, самоуплотняющийся | В большинстве случаев отсутствует необходимость в торцевых уплотняющих элементах (крышках, адаптерах). Отсутствие вторичных загрязнений в фильтрате благодаря моноволоконной структуре. |
| Метод производства | Пневмоэкструзия | Высокая технологичность (воспроизводимость) при производстве различных фильтрующих структур (от 0,1 до 200мкм). Получение фильтроэлементов с высокими рабочими характеристиками (высокая однородность волокон по размеру, абсолютная равномерность распределения волокон в слое) |
Технические хар-ки ФЭ
| Параметр ФЭ | Свойства |
| Возможность изготовления ФЭ с размерами, мм - высота, H - внутренний диаметр, d - наружный диаметр, D |
до 1200 от 15 - до 1100 от 20 – до 1200 |
| Номинальная тонкость фильтрации, мкм | 0,1 – 200 |
| Эффективность фильтрации, % | до 99.99 |
| Начальный перепад давления, кгс/см2, не более | 0,05 – 0,1 |
| Максимальный рабочий перепад давлений на фильтрующем элементе, кгс/см2, не более | 1,5 |
| Рабочий температурный диапазон, 0С | -40… +93 |
| Кинематическая вязкость фильтруемой среды, мм2/с (сСт) |
0,55 - 30 |
| Механическая прочность, при сжимающей аксиальной нагррузке, не менее Н | 100 |
Область применения ФЭ
| Область применения | Типовые задачи |
| Пищевая промышленность | Фильтрация любых пищевых жидкостей (питьевая вода, соки, сиропы, пиво и др.) |
| Водоподготовка | Грубая и тонкая очистка воды |
| Нефтеперераба-тывающая промышленность | Фильтрация светлых нефтепродуктов (бензин, ДТ, керосин), очистка индустриальных и моторных масел. |
| Химическая промышленность | Фильтрация растворов кислоты и щелочи, растворители, краски и др. |
| Электронная промышленность | Очистка деионизованной воды, растворов гальванических и протравочных процессов |
| Парфюмерная промышленность | Финишная фильтрация одеколонов, шампуней, крема и др. |
| Технологические газы | Тонкая очистка технических (сжатого воздуха, кислорода, водорода) и топливных газов (метан и пропан-бутан) |
Сравнительная хар-ка различных типов ФЭ
| Параметр | Сетчатый фильтроелемент | Бумажный фильтроелемент | Фильтроелемент из полипропиленового волокна |
| Материал фильтроеле-мента | Металлическая проволока | Целлюлозные волокна | Полипропиленовое волокно |
| Механизм фильтрации | Поверхностный | Поверхностный | Объемный |
| Конструкция ФЭ | Используются в виде фильтрпатронов или фильтровольных перегородок. Нуждаются в несущем каркасе и уплотняющих крышках. | Используются в виде фильтрпатронов или щелевых (дисковых) фильтров. Необходим несущий и защитный каркас и уплотняющие крышки. | Могут быть реализованы в любом виде (фильтрпатрон, пористая перегородка, фильтрующий диск и др.) В большинстве случаев отсутствует необходимость в торцевых уплотняющих элементах (крышках, адаптерах), дополнительных усиливающих и защитных каркасах. |
| Структура и фильтрую-щие свойства | Проволочная ткань, полученная перепле-тением проволок основы с проволоками утка. Максимальная тонкость фильтрации до 30мкм. Пористость не более 50%. | Структура представляет собой пористую перего-родку из беспорядочно расположенных и соединенных между собой волокон. Обеспечивают тон-кость фильтрации до 5мкм. Склоны к вымываемости волокон. | Отсутствие миграции отдельных частей ФЭ благодаря моноволоконной структуре. Возможность реализации в корпусе ФЭ слоев с различными свойствами. Обеспечивают минимальные потери давления в процессе работы. По параметру «грязеемкость» уступают только насыпным фильтрам. |
| Коррозионная стойкость | Подвержены электро-химической и биологической коррозии | Подвержены биологической коррозии. В присутствии воды фильтрокартон может набухать и терять прочность. | Не подвержены химической, электрохимической и биологической коррозии. Химически стабилен в агрессивных средах: кислотах, щелочах, растворителях. Не содержит примесей. |
Срок службы и грязеемкость фильтроэлементов ФЭПП
Срок эксплуатации фильтроэлемента тонкой очистки является исключительно важной характеристикой. По сравнению с другими известными фильтроэлементами тонкой очистки (бумажными, сетчатыми, фторопластовыми и керамическими) волоконные фильтроэлементы объемной фильтрации на базе полипропиленового волокна (далее ФЭПП) обладают значительно большей грязеемкостью. Поэтому у фильтров-сепараторов с фильтроэлементами типа ФЭПП больший срок службы. Практический срок службы ФЭ, ограничивается тем, что поры фильтроэлемента забиваются загрязнениями, которые он улавливает. Фильтроэлементы тонкой очистки ФЭПП целесообразно применять для сред, в которых весовая концентрация загрязнений не превышает 2-3 г/м3. При таком уровне загрязненности и фильтрации со скоростью 3,5м3/ч в течении 100 часов на одном квадратном метре фильтроэлемента будет накапливаться значительное количество осадка – 1050г. Фильтроэлементы ФЭПП относятся к фильтроматериалам с объемной фильтрацией в которых накопление загрязнений происходит по всему объему фильтроэлемента. Стандартный фильтроэлемент ФЭПП 800х190х110, объем фильтроматериала в котором составляет 15080см3, способен накопить до 2400г загрязнений. Из теории фильтрации известно, чтобы фильтр тонкой очистки мог работать в течении длительного времени при концентрациях загрязнений 3г/м3 и выше, необходимо перед фильтром тонкой очистки установить фильтр предварительной очистки, снижающий весовую концентрацию загрязнений до 0,3-0,9 г/м3. Технология производства фильтроэлементов объемной фильтрации на базе полипропиленового волокна позволяет объединить две стадии фильтрации (основную и предварительную) в одном картридже. На практике скорость забивания фильтроэлемента очень сильно зависит от природы загрязнений и их дисперсного состава. Определение дисперсного состава твердотельных загрязнений рабочей среды играет первостепенную роль для правильного выбора параметров двухградиентного фильтроэлемента.
Размер пор в слое предварительной фильтрации определяется дисперсным составом загрязнений, а в фильтрующем слое - требованиями по тонкости фильтрации. Для фильтрации жидкости указанной на Рис.2 оптимальным выбором будет двухградиентный фильтроэлемент с тонкостью фильтрации 80мкм в предварительном слое и 30мкм в фильтрующем слое. При правильно подобранных параметрах тонкости фильтрации срок службы многоградиентных фильтроэлементов ФЭПП может составлять до 12мес.