油水分离滤芯

油水分离滤芯空气，水，油过滤新乡市绿叶环保机电设备有限公司王宏兴2011年10月10日概述：就目前发现在宇宙中只有太阳系中我们的地球具有物质的三态存在。气体：在大气层有95%的气体是环绕地球表面约12公里（KM）厚。地球直径为φ6370KM。形成我们每天体会到的大气压（海平面是0高度）我们生活在大气层给我们习惯的压力。12/6370=0.00188，也就是说气层只有地球直径的千分之1.88。（气体密度1.29Kg/M3）水：地球的3/4表面被水覆盖着。水的总量是1.386×10000000000KM3=13860亿立方米.如果平铺在地球表面上可达3KM(3公里)厚,比大气层还厚.海水:13380亿立方米,占96.5%而淡水只有350.3亿立方米,只占2.53%水资源量:指全球水量中对人类生存发展可用量.能供人类生活和工农业生产使用的淡水源还不到淡水总量的万分之一(0.035亿立方米).中国水资源情况:平均年降雨量为648.2毫米.水资源总量:2.8142х10的12次方/每年(2.8亿立方米/年)我国13亿人,人均水资源占有量为2000立方米/年,是世界人均水资源的1/4人均水资源占有量第一的是冰岛62.5万立方米/年人均水资源占有量153位的是科威特103立方米/年中国人均水资源占有量121位的是2000立方米/年,我国已被联合国列为世界13个贫水国之一.南方4000立方米/年,北方900立方米/年,河北河南只有300立方米/年,予北地区更差,即是这微量的水资源,大部分被污染了.再说空气.人每天要呼吸13Kg空气(9升/分).断气5分钟人就会死亡.可以看到我们的天空从兰色变成了灰色,这是雾霾天气.空气中的大量污染物.1992年前GB3095允许烟尘排放浓度:一类区200mg/M3二类区300mg/M3三类区400mg/M31992年后GB3095允许烟尘排放浓度:一类区100mg/M3二类区250mg/M3三类区350mg/M3奥运时50mg/M3欧洲是20mg/M3人每天要喝2公斤以上的水,我们新乡市的河水已经不能饮用了.能够流动的物质受到物理或化学作用进行分离的技术称之为过滤技术。也可以称之为物态分离技术。物质有四态即固态、液态、胶态、气态。介于固态和液态中间的胶体物质是分离中最难处理的。在现实物质中是不可能或很少的流动物质是一种纯的液体、纯的气体,在液态物质中有固态粒子、胶体物质和气体。在气体中有不同类型的其它液体，就是水总是在气体中,温度高含水量大,温度低含水量减少。压力高低含水量大,压力高含水量减少。根据使用要求的不同，过滤器必须把它们进行分离，这也是过滤技术。１.按物态不同进行分离可做如下分类：1.1.固、液分离：一般是指液体中过滤掉固体颗粒。在固、液分离中用保留液体的名称来命名过滤器的名称。例如机油过滤器是保留的机油，燃油过滤器是保留的是燃油。水过滤器、啤酒过滤器、变压器油过滤器、血液过滤器都是以保留液体的名称来命名。1.2.气、固分离：是指气体中过滤掉的固体粒子，保留的是纯净的气体。这种分离技术制成的产品是是空气，所以其名称叫空气滤。1.3.液、液分离：在液体中含有不同的其它液体，把这些液体分离开来就是液、液分离。最常见的是油水分离，但是只油水分离这一称呼仍然不清楚。一般是指保留油去除水称为油水分离,用W/O表示。（含水量大于１０００ＰＰＭ时液体成乳状）另一种是水多油少去除的是油,保留的是无油的水,用O/W表示。例如浮油收集器和油水分离装置,就属于这一类。在油水分离中还有舱低水的除油。燃油除水，冷冻油除水，液压油除水等等。海水淡化也都是液．液分离。1.4.气．液分离：一般是指除去液体中的气体。因为在液压系统中存在气体时，由于压力和温度的变化气体会收缩或膨胀，造成液压系统工作不平稳。所以在液压系统的最高点和重要元件之前均设置放气元件。液体中的含气量与液体的性质和温度有关，例如水到沸点时气体的溶解度等于零。所以一些从液体中分离出气体的方法是用加温的办法来降低溶解度。另一种是从气体中去除液体，例如新式的螺杆泵压缩机，为了提高空气的压缩效率用液体油做密封介质造成压缩空气中含有油。必须从气体中去除液体油。这种过滤器称为油、气分离器。1.5.气、气分离一般是采用化学方法进行分离的。例如防毒面具就是把有毒的气体阻流下来的气、气分离。1.6.固．固分离：固体颗粒大小的分离和不同性质的固体颗粒的分离。如沙里淘金就属于这一类分离。1.7.变态分离：物质的三态在不同的条件下可以形成固态．液态或气态。在分离技术中有时是利用物质的变态再进行分离的方法称为变态分离。例如二种液体是水和油，当水变成固体冰时再用筛分法分离即可以把水分离出来。当升温时水到沸点变成空气，也就容易分离了，这种分离的方法均属于变态分离。上述七种分离类型在实际分离过程中都不是单纯的某一种分离类型。例如机油滤．燃油滤是属于固液分离的类型，但是由于油与水和滤材的接触角不同，油中的水份也会被分离出来一部分。空气滤是气固分离的类型,但是空气中的水和油也会分离出来。压缩空气中所含油和水的温度，影响着过滤器效率。如：当温度为30℃时，流经过滤器的油含量为20℃时的5倍；当温度上升为40℃时，流经过滤器的含油量为20℃时的10倍。所以过滤器一般要安装在压缩空气系统的温度的最低点。2.按介质过滤终点的类型分类:2.1.过滤介质是空气:2.1.1.往天空排放的:除尘：把向外排放的气体中有害物质和粉尘粒子分离出来。按粒子大小分有：A.飘尘：小于10μm微粒。B.降尘：大于10μm微粒。C.呼吸性粉尘：能进入人体内，并能沉降在肺内的粉尘，一般指2-7μm的微粒。D.总粉尘：指悬浮于空气中粉尘的总量，指可测得为30μ以下的微粒。E.有毒粉尘：如铅、汞、砷等，放射性铀和钍，游离的sio2。典型除尘滤筒尺寸：φ324×φ214×660在150Pa，对2μm微粒的效率是99.99%总体设计是按500M3/H。收尘：把气体中的有用粉尘粒子收集起来，再进行风选标准流量：840M3/H，ΔP≤分级，得到有用的微粒。2.1.2.室内净化的:：目前常用美国联邦空气洁净度标准FS-209E，指每立方米(英制每立方吋)的空气中≥0.5μm粒子的数量:十万级:≥0.5μm粒子数小于(100000个/立方呎)35.3×100000个/立方米万级:≥0.5μm粒子数小于(10000个/立方呎)35.3×10000个/立方米千级:≥0.5μm粒子数小于(1000个/立方呎)35.3×1000个/立方米百级:≥0.5μm粒子数小于(100个/立方呎)35.3×100个/立方米十级:≥0.5μm粒子数小于(10个/立方呎)35.3×10个/立方米我国新增30万级:≥0.5μm粒子数小于(300000个/立方呎)35.3×300000个/立方米过滤器分为粗、中、高中、亚高、高效过滤器产品尺寸已经标准化：国外是英制系列：610×610（24″×24″）过滤器是592×592我们国产系列：484×484面速:粗、中效过滤器的面速是2.5米/秒高效过滤器的面速是1.3米/秒滤速:粗效过滤器是迎风面积的1—8倍;中效过滤器是迎风面积20-30倍,高效过滤器是迎风面积的60-70倍过滤器的结构如下:.净化过滤器的分类 类别额定风量下的效率（％）20％额定风量下的效率（％）额定风量下的初阻力（Pa）注粗效中效高中效亚高效粒径≥5μm，80>η≥20粒径≥1μm，70>η≥20粒径≥1μm，99>η≥70粒径≥0．5μm，99.9>η≥95≤50≤80≤100≤120效率为大气尘计数效率高效A高效B高效C高效D≥99．9≥99．99≥99．999粒径≥0．1μm，≥99．999——≥99．99≥99．999粒径≥0．1μm，≥99．999≤190≤220≤250≤280A，B，C三类效率为钠焰法效率；D类效率为计数效率；C、D类出厂要检漏2.1.3.往机器内净化的过滤器：汽车空气过滤器:汽车发动机工作时，需要大量空气进入气缸。而发动机工作时吸入大量空气的同时也吸入了许多灰尘。它将加快活塞和气缸的磨损。所以空气进入发动机之前需经过空气滤清器将空气净化后，再进入汽车发动机。灰尘情况：以１００马力发动机为例，空气流量是４００立方米／小时。良好的路面：含灰量是０．００１ｇ／立方米，４ｇ／１０ｈ土路：含灰量是0.4－0.45ｇ／立方米，1600-2000ｇ／１０ｈ沿土路列队行驶：含灰量是1.25-2ｇ／立方米,5-8Ｋｇ／１０ｈ沙漠起风暴时：６８Ｋｇ／１０ｈ空气压缩机：２ｇ／１０ｈ从以上数据不难看出，不同使用条件空气里含灰量也不同，若用同一种空气滤在不同工作环境和不同的工作时间其寿命悬殊也是很大的。空气滤安装情况：空气中的含尘量与和地面距离有关，离地面距离越近灰尘粒子越多越大。空气中含尘量与到地面距离的三次方成正比。由此可见的同一规格的空气滤安装位置不同（空气进口位置）进灰量不同，工作寿命也不同。我们经常看见有许多汽车，尤其是大卡车，空气滤进气口都放在驾驶室上部。3。复合滤层：国内的滤材选择余地太少了：满足了精度满足不了寿命。请看下图：再看一个空气滤纸有复合层与没有复合层的纳污量比较.(复合层比滤纸精度低,不影响滤纸的透气度) 滤纸编号平米重g/m2透气度Cm3/cm2.S最大孔径μm纳污量g/m2A1374565211A加40482B1263385154B加33395C1494554144C加45393D1662045118D加201922.2.过滤介质是水:我国的水资源人均占有量2094M3/a,水世界平均值的1/4。世界上153个国家排名121位。冰岛第一位，科威特是153位。国际上确定，人均水资源占有量1000M3/a为生存起码需求标准。南方是4000M3/a，北方是900M3/a，河北省只有300M3/a，我们豫北地区是更严重的缺水地区。就是这样的情况水的污染是非常严重的。水净化：一般工业用水的净化:主要是水的循环使用和净化后水的的非饮用水。有水予过滤、微滤(MF)、高纯水用反渗透(RO)、超滤(UF)、纳滤(NF)水予过滤:主要去除大于5μm的粒子。有线绕式滤芯、溶喷式滤芯、片隙式滤芯、梯型丝缠绕式、和金属网滤芯、布袋式滤芯、活性碳滤芯,还有叫布水器的滤芯等。微滤(MF):又称微孔过滤,属于精密过滤。应用于制药行业的除菌。主要去除0.1—10μm的微粒。操作压力0.7—7KPa反渗透(RO):属于无孔致密膜它是针对海水和苦咸水除盐开发的.主要应用于工业超纯水和饮料业用水。对NaCL的截流率达99.5%操作压力1.4—2MPa。除盐，不能反洗。可水力冲洗和化学清洗剂清洗。超滤(UF):中空纤维就属于超滤.除去水中的胶体和高质量大的物质。不能除盐。能反洗。操作压力0.07—0.7MPa。纳滤(NF):具有纳米级孔径的分子级过滤。膜本体带有电荷。截流特性不仅取决于膜孔大小，还有膜静电作用。能去除1nm溶质粒子。操作压力0.3—0.7MPa人们都想自动工作的自洁式水过滤器，如下原理图。2.3.过滤介质是油或油水混合液:油滤:按用途分有:泵前吸油滤、泵后的主油滤和回油滤及支路油滤等。。在过滤的技术参数中分两大类：一类是借助其它物量单位来测定滤材的参数，如尺寸、重量、耐温、强度、透气度等。只有过滤精度是滤材和过滤器独有的单位。他是评定滤材和过滤器效果的重要指标。这里只说液体过滤时的精度，测定有三部分组成:1、试验介质（那类液体）2、被过滤的粒子性质和状态如原用AC粉又改用SiO2小球。3、在什么流动参数下通过。一次通过法还是多次通过法。只有这些因素为确定值后才能谈精度值，也就是说多大粒子通过的效率是多少,或者用滤材前后粒子数比即过滤比β例β3≥200就是说对3μ粒子通过滤材前后的粒子数比--过滤比是200。β=N0/NXN0---滤前粒子颗粒数NX---滤后粒子颗粒数过滤效率和过滤比β的关系：只有这些因素为确定值后才能谈精度值，也就是说多大粒子通过的效率是多少,或者用滤材前后粒子数比即过滤比β例β3≥200就是说对3μ粒子通过滤材前后的粒子数比--过滤比是200。β=N0/NXN0---滤前粒子颗粒数NX---滤后粒子颗粒数过滤效率和过滤比β的关系：过滤效率η=(N0-NX)/N0=1-(N0/NX)=1-1/(N0/NX)=1-1/β过滤比β=200过滤效率η=1-1/200=99.5%过滤器和滤材必须有这样的一个精度指标,才能区分高和低。但滤材的精度不是过滤器的精度。过滤器包含着过滤器壳体内部形状的绕流和离散作用，滤材形状和面积不同一样。在过滤器的使用过程中，由于污染阻力增加，也可以说是过滤器滤芯的有效面积变小了，当然流速也变大了，精度也变化了。过滤精度在工作过程中是变化的量。所以过滤器有一个允许的压力差，压力差变大说明滤芯的有效面积在变小。同样的过滤器在使用中液体粘度不同，流速也不同，精度也变化了。有了滤材必须要设计过滤器，滤材是确定过滤器精度的先决条件，但不是什么精度的滤材就是什么精度的过滤器。水在油中也是污染物,反之油在水中也是水的污染物。这里要说液液分离。其流程是：固液分离----破乳----聚结（也叫粗粒化）----分离-----吸附固液分离：如果在液体内有大固体颗粒，混合液微粒就会以颗粒为核心浮在上面，破乳不能把固体颗粒切开。破乳：要把油包的水（或水包的油）切出来，切割的纤维就要具备比乳泡更小的细纤维，而且细纤维在液体的冲击下不能有变化。聚结：及时的把破乳后的微粒变大。(微粒在液体中升降的速度是极低的)分离：油在水中的上浮速度是水在油中下降速度的50—80倍（等同颗粒）。液液分离都是在低流速和低压力下进行的。1.本来水是清澈透明的,油也是清洁的。机械的运行中,产生污染和运行中的混合作用,在水多的状态下,形成了O/W水包油的乳化液(也会有W/O油包水又包在水中的乳状混合液)在试验时用280份的水和1份油(重柴油和混合油各一半),在2880转/分的离心泵长期循环作用下,形成了乳化液(即使放置数日也不会改变)。做为分离用的试验液。2.破乳聚结:要把水中油除掉,先要把包着的油从水中取出(切开)这个过程就是破乳。试验用超细无机纤维滤层的深层过滤，因为无机纤维的尺寸微细和纤维的稳定性,乳液在多层的细纤维上实现破乳(切割)。又利用无机纤维的亲油性使细微的油粒挂在纤维上,油粒在纤维上数量的增多变成大滴。实现了最初的聚结。压向下一层纤维,压力作用是油滴被压向下一层纤维，然后在聚结增大，又移向下游油滴更大。所以说破乳和聚结是几乎同时产生的。3.利用油水的滤速比K分离水中油:破乳聚结后有了游离状的油、游离状的水、和仍是有油有水的。混合液经过滤层时，水粘度小通过的速度很快，油粘度大通过的慢,利用速度差大的滤材进行油水分离。如果K=U油/U水=1/50K---油水的滤速比U油---有通过滤层的速度U水----水通过的速度，也就是说有50份的水通过时只有1份油通过。在滤层中如果有2层过滤则K1=K×K=K2=（1/50）2=1/2500滤层中如果有3层过滤则分离过滤过程：K2=K3=（1/50）3=1/125000也就是说在12.5万份水中只有1份油。滤层中如果有N层过滤则:KN=KN=1/50N在滤层结构中有多层无机纤维过滤,每一个单元层都有再破乳,再聚结，再过滤的过程，实现了油水分离。 油水分离：下图中聚结和分离滤芯的数量比是，6：2，比值越大聚结效果越好，分离速度越快。目前这两种滤芯的直径已经标准化了，是φ102×φ52（内带波纹固液分离层）和φ152×φ90（不带波纹固液分离层）在滤纸上附一层毛状纤维纸可以大大提高滤芯寿命,即是护网也能承担一部分纳污能力。在管道和滤器壳体上也能想办法增加过滤器的使用寿命。过滤器的性能决定于滤芯的性能,要有自行设计的滤芯和过滤器，少去跟随国外滤芯跑。滤器的种类是随着社会的进步越来越多，我们可以把今天做为起步，发展新产品，开拓新思路。为净化我们的生存环境共同努力创造吧！新乡市绿叶环保机电设备有限公司王宏兴2011年10月10日