I moderne filtreringsteknologi bestemmer materialvalget av kassettfilter direkte deres filtreringseffektivitet, holdbarhet og applikasjonsområde. Blant dem er polypropylen (PP), polyethersulfone (PES) og rustfritt stål tre mye brukte kjernematerialer. Med sine unike fysiske og kjemiske egenskaper spiller de uerstattelige roller i forskjellige industrielle scenarier.
innhold
- Polypropylen (pp)
- Polyethersulfone (PES)
- Rustfritt stål
- Omfattende anvendelse og teknologisk utvikling av de tre materialene
Polypropylen (PP), en lett termoplastisk polymer, er et av grunnleggende materialer for patronfilter. Med en tetthet på bare 0,90 - 0,91 g/cm³ reduserer den den totale filtervekten betydelig mens den opprettholder strukturell styrke. Denne egenskapen gjør den spesielt fordelaktig i applikasjoner som små husholdningsvannsrenser og bærbare industrielle filtre, hvor hyppig utskifting av filterkassett er nødvendig. PPs betydelige fordel ligger i sin utmerkede kjemiske motstand, motstå korrosjon av de fleste syrer, baser, organiske løsningsmidler og saltoppløsninger, og opprettholder stabil ytelse innenfor et pH-område på 1-14. Den utmerker seg i applikasjoner som kjemisk råstofffiltrering og elektropliktende løsningsrensing. Et kjemisk selskap benyttet et PP -kassettfilter for å behandle avløpsvann som inneholder 5% svovelsyre. Etter tre måneders kontinuerlig drift opprettholdt filterelementet over 70% av den opprinnelige filtreringseffektiviteten, og oversteg en månedlig levetid på tradisjonelle bomullsfilterelementer.
PPs hydrofobisitet gjør den spesielt egnet for å filtrere ikke - vandige systemer som drivstoff og smøreoljer, og effektivt forhindre at filterelement tilstoppes på grunn av vannabsorpsjon og ekspansjon. I bilmotorens drivstofffiltreringssystemer,PP -filterelementerIsoler vann fra drivstoffet i bunnen av filterhuset og tapp det med jevne mellomrom gjennom en avløpsventil, og sikrer stabil motordrift. PP -filterelementer bruker typisk smeltet teknologi for å lage en gradientporestørrelsesstruktur. Det ytre lagets porestørrelse kan nå 50-100 mikron, og fange store urenheter; Det indre lagets porestørrelse synker gradvis til 0,1 mikron, og avskjærer mikrokontaminanter. Dette lagdelte filtreringsmønsteret sikrer ikke bare høye strømningshastigheter (vanligvis 5-50 liter/minutt), men forlenger også levetiden. I forbehandlingsprosessen for råvann ved et bryggeri oppnår en PP-smelte-filterelement på 10 tommer diameter, en enkelt filterkapasitet på 100 tonn, 1,5 ganger den for et konvensjonelt filterelement i samme størrelse.
PP er billig og enkel å behandle, og råstoffprisen er bare omtrent en - femte PES. Dette gir betydelige økonomiske fordeler i store - skala -applikasjoner som kommunal avløpsbehandling og mat og drikke forbehandling. Imidlertid er temperaturmotstanden begrenset (vanligvis ikke mer enn 60 grader), og krever forsiktighet når den brukes i høye - temperaturmiljøer. Ved temperaturer som overstiger 80 grader, myker PP -materialet betydelig, noe som resulterer i redusert filtreringsnøyaktighet. I høy - temperaturvæskefiltreringsscenarier er det nødvendig med en temperaturovervåkningsanordning for å sikre rettidig erstatning av filterelementet.
Polyethersulfone (PES) er en høy - Performance Engineering Plastic, og det har blitt det foretrukne materialet innen presisjonsfiltrering på grunn av dets utmerkede varmemotstand og biokompatibilitet. Glassovergangstemperaturen til PES -materiale er så høy som 225 grader, slik at den kan opprettholde stabil struktur og filtreringsytelse i høye - temperaturmiljøer. PES -filterpatroner tåler minst 20 ganger dampsterilisering ved 121 grader, og deres filtreringsytelse forverres neppe etter gjentatt sterilisering, noe som gjør dem uunnværlige i scenarier med ekstremt høye sterilitetskrav i legemiddelindustrien, for eksempel injeksjonsvannsfiltrering og biologisk middelpuriering. I vaksineproduksjonsverkstedet til en biofarmasøytisk fabrikk brukes PES -kassettfiltre for å filtrere kulturmediet. Etter 15 ganger med dampsterilisering forblir bakteriell avskjæringshastighet for filterelementet fremdeles over 99.999%, og oppfyller GMP -standardene fullt ut.
Sammenlignet med PP har PES sterkere hydrofilisitet, og vannfluksen kan økes med mer enn 30%, noe som gjør den spesielt egnet for høy - renhetsvannforberedelsessystemer. I ultrapurvannforberedelsen i elektronikkindustrien kan PES-filterelementer oppnå høye - strømningsfiltrering under lavt driftstrykk (0,2-0,3MPa), noe som reduserer energiforbruket til pumpegruppen. Den kjemiske stabiliteten er også utmerket, og tåler sterke løsningsmidler som ketoner og estere, og blir dermed mye brukt i felt som fotoresistfiltrering i elektronikkindustrien og blekkrensing i beleggindustrien. En halvlederfabrikk brukte PES -filterelementer i stedet for tradisjonelle nylonfilterelementer i fotoresistfiltreringsprosessen, noe som ikke bare forbedret filtreringseffektiviteten med 25%, men også unngikk mulig eluentforurensning av nylonmaterialer i fotoresistoppløsningsmidler.
Filtreringspresisjonen til PES -filterkassetter kan nå 0,01 mikron, som effektivt kan fjerne bakterier, kolloider og andre bittesmå forurensninger. Imidlertid gjør de høye produksjonskostnadene den mer egnet for høye - sluttpresisjonsfiltreringsscenarier. For å balansere kostnader og ytelse, tar noen foretak en sammensatt struktur av PES og PP, med det ytre laget som en PP pre - filtreringslag og det indre laget er et PES fine filtreringslag, noe som sikrer filtreringsnøyaktighet mens du reduserer den totale kostnaden.
Rustfritt stål, som en representant for metallfiltreringsmaterialer, er kjent for sin superstrukturelle styrke og evne til å motstå ekstreme miljøer. Det ofte brukte 316L rustfritt stålfilterelement inneholder 16 - 18% krom, 10 - 14% nikkel og 2-3% molybden. Tilsetningen av disse legeringselementene gir det utmerket korrosjonsmotstand og mekaniske egenskaper . 316 L rustfritt stålfilterkassetter kan tåle et temperaturområde på -270 grader til 480 grader, og utfører stabilt i arbeidsforholdene som høye temperaturolje- og gassfiltrering og kjele -fôrvannsbehandling. I det høye temperaturen råoljefiltreringssystemet til et raffineri, opererte 316L rustfritt stålfilterelementer kontinuerlig i 6 måneder ved en driftstemperatur på 300 grader, uten signifikant reduksjon i filtreringseffektiviteten, mens tradisjonelle polymerfilterelementer bare kunne brukes i 1 måned under de samme forholdene.
Korrosjonsmotstanden drar fordel av krom - nikkellegeringssammensetning, som kan motstå erosjon fra tøffe medier som sjøvann, sterke syrer og alkalier, og dermed være uunnværlig i felt som marin ingeniørvitenskap og kjemisk reaksjon kjele fôrfiltrering. En offshore boreplattform brukte 316L rustfritt stålfilterelementer for å filtrere sjøvann for kjølesystemet. Etter 1 års bruk, dukket det opp bare lette korrosjonsmerker på overflaten av filterelementene, og filtreringsytelsen forble bra. Filterkassetter i rustfritt stål er laget ved å sintrings- eller veve prosesser, med en porøsitet på 30%- 50%, noe som sikrer både filtreringseffektivitet og tilstrekkelig mekanisk styrke, og tåler arbeidstrykk opp til 10MPa. I hydrauliske oljefiltreringssystemer med høyt trykk kan filterelementer i rustfritt stål fungere stabilt under et arbeidstrykk på 8MPa uten sprekker eller deformasjon.
Rustfritt stålmaterialer kan gjenbrukes gjennom tilbakevending, ultralydrengjøring, etc., med en levetid på flere år, noe som reduserer lang - termbrukskostnader betydelig. Et kjemisk Enterprise's Reaction Kettle Feed Filtration System brukte filterelementer i rustfritt stål. Gjennom månedlig ultralydrensing nådde filterelementene i levetiden 3 år. Sammenlignet med engangspolymerfilterelementer, ble de akkumulerte kostnadene spart med mer enn 60%. Imidlertid gjør deres store vekt og høye innledende investeringer, med prisen på et enkelt 10-tommers 316L rustfritt stålfilterelement 10-15 ganger for et PP-filterelement, dem mer egnet for industrielle scenarier med ekstremt høye holdbarhetskrav.
Omfattende anvendelse og teknologisk utvikling av de tre materialene
Disse tre materialene utgjør sammen det kjernetekniske systemet for patronfilter: PP -materialer oppfyller de økonomiske behovene til konvensjonell filtrering, PES -materialer tar på seg kvalitetsansvaret for presisjonsfiltrering, og rustfritt stålmaterialer overvinner applikasjonsutfordringene i ekstreme miljøer. I praktiske anvendelser blir det ofte gjort omfattende utvalg basert på arten av det filtrerte medium, temperatur- og trykkforhold, presisjonskrav og kostnadsbudsjett. Noen ganger brukes forskjellige materialer til og med i kombinasjon, for eksempel seriekoblingen til PP Pre - filtrering og PES fin filtrering, for å oppnå effektive og økonomiske filtreringseffekter. I produksjonslinjen til en mat- og drikkefabrikk blir PP -filterelementer først brukt til å fjerne store partikkelforurensninger og kolloider i vann, og deretter brukes PES -filterelementer til presisjonsfiltrering, som ikke bare sikrer produktkvalitet, men også forlenger levetiden til PES -filterelementer.
Med utviklingen av materialteknologi oppgraderes disse grunnleggende materialene stadig. Antibakterielle PP -materialer kan hemme veksten av bakterier på overflaten av filterelementer ved å tilsette antibakterielle midler til sølvion, som er egnet for drikkevannsfiltrering; Stråling - Resistente PES -materialer kan opprettholde stabil ytelse i strålingsmiljøer og brukes til kjernevannsbehandling; Superkorrosjon - Resistent rustfritt stål forbedrer korrosjonsmotstanden ytterligere ved å øke molybdeninnholdet og optimalisere legeringssammensetningen, som er egnet for å behandle høy - konsentrasjonssyre og alkali -scenarier. Fremveksten av disse nye variantene fortsetter å utvide applikasjonsgrensene for kassettfilter, og gir mer presise løsninger for filtreringsbehov i forskjellige bransjer.