應用燒結金屬過濾介質的原則

利用燒結金屬介質的過濾技術為顆粒物質從氣體或液體中分離提供了杰出的工作性能，該技術被大量地應用于工業氣體和液體過濾。燒結金屬介質由金屬纖維或粉末制成過濾元件，被廣泛應用于化學工業、石油化工和電力工業。如為了產品的分離或滿足環保要求，生產中需要分離顆粒物以保護下游工序的設備。
    燒結金屬介質過濾器為下游的工序提供了有效的屏障。該介質具有高的除塵效率，可靠的過濾性能，有效的反沖洗性和長期的在線服務能力。燒結金屬介質過濾器的粒子捕獲效率達99．9％，若使用表面或深層介質則效率會更高。依據選擇的金屬合金，操作溫度可高達l O00~C。除了考慮過濾效率外，同等重要的技術標準還包括抗腐蝕性、操作溫度下的機械強度、沉積物的排放（自清能力）和在線工作壽命，上述因素對于實現成功有效的運行十分重要。
    該過濾介質的壽命依賴其捕獲粒子的能力和相應的壓力降。通過反沖洗循環系統塵餅能被定期去除。反沖洗循環系統和過濾器壓降回復的效率是集塵和過濾介質性能的一個決定性功能。在光滑的過濾器中成形的深層過濾介質適用于低粒子負載的場合。
    除了在單一過程中提供優越的過濾外，可在線反沖洗介質還減少了操作者暴露在加工物料和揮發性排放物下的時間，同時還能在高溫和腐蝕環境下應用。任何高操作成本的以壓力驅動的過濾工藝都有使用燒結金屬過濾技術的潛力。
    本文將討論燒結多孔金屬介質過濾器的操作參數和過濾系統的設計標準，以優化一些化工流程的性能。
    21世紀給化學工業帶來了許多經濟和環境方面的挑戰。變化的主要推動力包括市場全球化，改善環境的需求，利潤率、生產率和改變生產力的要求。未來化學加工工業的競爭優勢將是來自專利技術和技術訣竅。隨著環境影響和能源效率的提高，新的經濟性高產量和高質量工藝的特點將是許多工業化生產裝置都具有好的環境保護能力和高的能效。
    很多化工產品和工藝都包含固體（顆粒）處理過程。過濾技術提供了一種通過機械分離（借助于專利設計的過濾器和獨特的運行系統）減少固體顆粒的方法。過濾能提高產品的純度，增加生產能力，減少污染物的排放（盡量減少或防止對水和空氣的污染），并為過濾器下游的貴重設備提供保護。過濾技術的進步包括以連續工藝代替陳舊的間歇工藝技術。成本節省包括有害排放物的減少和由于新技術而帶來的勞動力節省。全自動的過濾系統能與工廠的工藝控制相結合。
    固體減少包括清除工藝廢液和清洗溶劑中的懸浮顆粒。回收的液體可被循環用作其他進料。廢棄物的***小化包括回收或再循環中有害固體物質和丟棄至垃圾處理場無害物質的減少。過濾能減少廢水中的BOD（生物耗氧量）、COD（化學耗氧量）、TSS（總懸浮顆粒）和TOC（總有機碳），根據國內外的標準，上述指標是目前排放物測量的主要參數。

    過濾的基本原則

    過濾的基本原則主要是確保過濾介質的合理設計，特有介質的***佳選擇和為每一種過濾應用設計過濾器。可以考慮兩種主要的過濾方式，如深層過濾和表層過濾。深層過濾時粒子是在介質中被捕獲，而表層過濾是粒子被截留在表面上，***后形成塵餅。
    表層過濾主要是一個粗濾的裝置，將過濾器表層前面的粒徑大于過濾介質孑L徑的粒子分離掉，阻止大粒徑粒子進入或通過氣孔。后來的粒子積累形成塵餅，隨著更多的粒子流進入過濾介質，塵餅增厚。塵餅良好的較小的孑L徑結構使其分離的粒子比過濾介質分離的粒子更細，但是塵餅在過濾過程中必須有足夠多的孑L以允許連續的氣流通過。操作可以在壓力增加的連續流動或壓力降低的連續流動下進行。因為大多數的表層過濾器不是十分光滑或沒有很均勻的孑L徑結構，會發生一些深層過濾，因而將會影響過濾器的壽命。
    深層過濾主要用于微小粒子的分離上，例如保護下游的設備不被阻塞和腐蝕，保護催化劑不中毒和產品提純。粒子進入介質中，隨后被其多層結構所捕獲。該多層結構阻止了介質的過早阻塞，并增加了介質容納污物的能力和在線壽命。因為粒子在介質的深層被捕獲，所以需要進行離線清洗。離線清洗可通過溶劑、超聲波振動、高溫分解、水蒸氣清洗或用循環水清洗來完成。介質可以打褶，這是將空間尺寸和成本降到***低的一種構形。
    了解過濾器去除氣流中粒子的能力是過濾器成功設計和運行的關鍵。對于載有少量粒狀雜質的流體采用內部多孔介質捕獲粒子的方法過濾是高效獲得粒子的關鍵。燒結金屬的結構提供了一個曲折的路徑，可在其內部將粒子捕獲。捕獲的粒子在介質表面形成塵餅，新捕獲的粒子在以前沉積的粒子之上。這類過濾器的壽命取決于其容污能力和相應的壓降。對于載有大量粒子的流體，現行的過濾設備是濾餅過濾。生成的濾餅超過了過濾元件，變成過濾層并產生附加的壓降。壓降隨著負載粒子的增加而增加。一旦在過濾循環中達到***終的壓力，過濾器就用潔凈的氣體反吹或沖洗掉濾餅。如果過濾介質的孑L徑選擇正確，介質的壓降能被恢復到初始壓降。但是，如果粒子在前面的流動中沉積在多孑L介質內部，并逐漸充填，那么過濾器的壓降在清洗循環之后可能不會完全回復。
    過濾比率受到喂入粒子濃度、粘度和溫度因素的影響。過濾器運行模式可以是恒定壓力，恒定流動率，或是過濾過程中壓力上升而流動率下降。如果粒子很快阻塞達到壓力極限，或是塵餅過濾的容塵已滿，即使沒有達到極限壓力，過濾循環都會被終止。滲透性用相對于壓降的流動率來表示，受到過濾器類型、流體溫度和固體載量的影響。