Бумага, с другой стороны, выбирается, когда заказчику требуются одноразовые фильтры. С другой стороны, для более тяжелых условий фильтрации в качестве фильтрующих сеток могут использоваться такие металлы, как нержавеющая сталь.
Что такое воздушные фильтры, где и как они применяются?
Воздушные фильтры — это устройства, используемые для минимизации или удаления нежелательных частиц из воздуха. Это может быть воздух, проходящий через систему вентиляции, или воздух, движущийся через открытое внутреннее пространство. Промышленные системы фильтрации воздуха улучшают качество воздуха в помещениях и продлевают срок службы машин, двигателей и оборудования.
Воздушные фильтры можно использовать везде, где требуется очистка воздуха. Загрязнение воздуха встречается повсеместно, поэтому воздушные фильтры пользуются достаточно высоким спросом. Фильтры используются в различных отраслях промышленности, включая очистку сточных вод, нефтегазовую промышленность, производство бумаги и пластмасс, удобрений, аэрокосмическую промышленность и фармацевтику.
В этих отраслях производители полагаются на воздушные фильтры. Однако воздушные фильтры, используемые в доме и вокруг него, например, в духовках, пылесосах, кондиционерах и увлажнителях воздуха, также важны.
Воздушные фильтры особенно полезны в домах, где есть домашние животные и избыток плесени, грибков и пыли, которые могут вызывать симптомы аллергии. Воздушные фильтры очищают воздух и удаляют частицы, вызывающие аллергию, чтобы дом и семья могли дышать более комфортно.
Для людей с астмой и затрудненным дыханием особенно важно включать фильтры в систему кровообращения. Фильтры также могут использоваться в медицинском секторе для удаления бактериальных и вирусных инфекций, переносимых молекулами воздуха.
История появления воздушных фильтров
Концепция воздушных фильтров возникла в 16 веке, когда рабочие начали носить защитные респираторы в носу и во рту, чтобы предотвратить вдыхание вредных газов, паров, газов и пыли С 1700-х по 1918-е годы такие инженеры, как Александр фон Гумбольдт и Луис П. Хаслетт, разработали и внедрили в производство воздушные фильтры. работал над созданием вентиляторов с функциями очистки воздуха. Хаслетт изобрел «защитник перекладин», в котором использовалась увлажненная шерсть и односторонний клапан с заслонкой для фильтрации пыли.
В конце 1940-х годов химическая компания армии США и Комиссия по атомной энергии США совместно разработали первый фильтр HEPA (High Efficiency Particulate Air). Первоначально называемые «фильтрами массовой изоляции», фильтры HEPA были разработаны для защиты от радиоактивных химических веществ.
После Второй мировой войны правительство США рассекретило технологию фильтров HEPA, и производители начали выпускать их для бытового и коммерческого использования. В первых фильтрах HEPA использовался асбестовый компонент, от которого отказались в конце 1950-х годов как от опасного для здоровья.
В 1960-х годах, после жалоб на отказы фильтров, Комиссия по атомной энергии ввела контроль качества. В 1963 году немецкий инженер-механик Клаус Хамес вместе со своим братом Манфредом разработал первый фильтр чистого воздуха для бытовых печей.
Фильтр состоял из фильтрующего мата и магнита, который пользователь мог прикрепить к выходу воздуха. Он улавливает и нагревает пыль в холодном воздухе, поступающем в печь, уменьшая количество «черной пыли», скапливающейся на стенках печи.
По мере того как потребители осознавали, что использование фильтров снижает проявления аллергии и астмы, система HANMES становилась все более популярной. Впоследствии компания Hammes разработала аналогичные системы фильтрации для других отопительных приборов, таких как радиаторы и агрегаты воздушного отопления и охлаждения.
Типы воздушных фильтров
В целом, системы фильтрации воздуха делятся на две категории: электрические и механические. Однако существует множество других типов оборудования для фильтрации воздуха со специфическими функциями
Плоские панельные стекловолоконные фильтры.
Эти фильтры относятся к среднему классу эффективности и доступны в рейтингах 1-4. Прочный металлический корпус предотвращает повреждение фильтра. Этот фильтр подходит для улавливания крупных компонентов воздуха, но не для улавливания более мелких компонентов, таких как пыль и бактерии.
Плиссированные фильтры.
Одноразовые полиэфирные складчатые фильтры выпускаются с 7 по 13 класс, поскольку они могут задерживать как мелкие, так и крупные предметы. Такая высокая эффективность делает складчатые фильтры идеальным выбором для бытового и коммерческого использования, с уровнем эффективности, близким к фильтрам HEPA, но по более низкой цене.
Фильтры HVAC.
Высокоэффективные сажевые коллекторы/воздушные фильтры — это устройства с эффективностью 14-16, которые обеспечивают большее сопротивление воздушному потоку и бесшумность Фильтры HVAC используются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) в домах и коммерческих зданиях.
HEPA-фильтры
Фильтры HEPA обеспечивают лучшее качество воздуха. Промышленные стандарты позволяют им удалять 99,97% всех элементов из воздуха в помещении. Эффективность этих устройств составляет от 17 до 20.HEPA-фильтры часто устанавливаются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, операционных залах больниц и фармацевтических компаний, где они в основном отвечают за удаление из воздуха аллергенов и других раздражителей.
Фильтры ULPA
Фильтры ULPA (воздух с ультранизким содержанием твердых частиц) похожи на фильтры HEPA. Они также эффективны при тонкой фильтрации; фильтры ULPA используются для удаления аллергенов и для соответствия строгим стандартам качества воздуха.
Встроенные фильтры.
Встроенные или рядные фильтры устанавливаются в существующие воздуховоды или трубопроводы для удаления примесей и жидкостей из воздушного потока.
Мембранные фильтры.
Мембранные фильтры используют тонкие микропористые мембраны для улавливания и удержания твердых частиц, находящихся в воздухе, и пропускания их через себя.
Фильтры воздушных компрессоров
Фильтры воздушных компрессоров (фильтры сжатого воздуха) удаляют из сжатого воздуха загрязняющие вещества, такие как вода, масло, пыль и пар.
Электростатические фильтры
Электростатические фильтры обеспечивают практически постоянную эффективность фильтрации. Кроме того, они не требуют источника питания и поэтому отличаются высочайшей эффективностью.
Фильтры для печей
Печные фильтры — это воздухоочистители, устанавливаемые в коммерческих и бытовых плитах для улавливания пыли, грязи, спор плесени, перхоти домашних животных и других аллергенов. Эти фильтры легко устанавливаются и заменяются.
Угольный воздушный фильтр
Инерция также действует на частицы размером более 0,3 мкм, чей вес заставляет их двигаться через воздушные потоки и сталкиваться с волокнами. Эффект увеличивается с ростом скорости.
Фильтрование растворов лаборатории
Суть фильтрации заключается во всасывании жидкости, содержащей твердые частицы, через пористую мембрану. Поры в фильтровальной лепешке настолько малы, что твердые частицы не проходят через них, в то время как жидкости проходят легко. Перегородка, задерживающая твердые частицы, называется фильтром.
Производительность фильтра, то есть количество твердых частиц различных размеров, и пропускная способность фильтра, то есть количество жидкости, которое может быть удалено через фильтр в единицу времени, прямо пропорциональны размеру пор. В процессе фильтрации осадок накапливается на фильтре, уменьшая объем пор, и в то же время сам фильтр действует как фильтр, образуя плотный фильтрующий слой.
Одним из наиболее важных факторов, влияющих на фильтрацию, является вязкость. Чем выше вязкость раствора или жидкости, тем сложнее становится фильтрация.
При обычной фильтрации жидкость проходит через фильтр под давлением лишь небольшого столба жидкости над фильтром.
Основное влияние на процесс фильтрации оказывает размер твердых частиц в жидкости. Если размер частиц больше, чем диаметр пор фильтра, фильтрация проходит легко. Однако, если размер частиц приближается к диаметру пор фильтра, фильтрация замедляется и может даже полностью прекратиться. Если размер твердых частиц меньше размера пор, взвешенные частицы не могут быть отфильтрованы.
Частицы коллоидного размера (<0,1 мкм, >1 нм) не могут быть отделены от жидкости обычной фильтрацией. В таких случаях целью является увеличение размера частиц и их агломерация, что часто достигается путем кипячения. Многие из горячих коллоидов образуют крупные хлопья, которые легче удерживаются в фильтре.
Фильтрующий материал.
Фильтрующие материалы, используемые в лаборатории, можно разделить на два класса.
Фильтрующие материалы также можно разделить на следующие категории.
К первому классу относится, например, кварцевый песок. Размер частиц может варьироваться. Это влияет на скорость фильтрации и ее эффективность. Чем крупнее размер частиц, тем больше пропускная способность фильтра, но в то же время фильтр задерживает только крупные частицы, а более мелкие частицы проходят беспрепятственно.
Часто используются пористые материалы.
Неорганические фильтрующие материалы особенно подходят для жидкостей и растворов при температуре выше 1000°C.
К распространенным материалам, используемым в лаборатории, относятся фильтровальная бумага, целлюлозная пульпа, асбест, волокнистые материалы (ткани), смешанные фильтры, прессованное стекло, обожженная глина и фарфор.
Выбор фильтрующего материала зависит как от требований к чистоте раствора, так и от его свойств.
Фильтры не должны быть изготовлены из материалов, на которые влияет фильтруемая жидкость. Например, щелочи, особенно в высоких концентрациях, не следует фильтровать через фильтры из прессованного стекла или материалов, обычно содержащих диоксид кремния (например, кварцевый песок), поскольку диоксид кремния будет растворяться в щелочи и загрязнять ее. Некоторые неорганические фильтрующие материалы, такие как глинозем, оксид циркония и оксид тория, подходят для фильтрации жидкостей, обладающих высокой агрессивностью при высоких температурах.
Для очистки больших объемов жидкости от механических примесей (или взвешенных частиц) обычно используются вертикальные насыпные фильтры, содержащие гранулированную среду для очистки воды с определенным периодом работы. Такие системы являются механическими системами.
От чего очищает и насколько эффективно?
Материал снижает концентрацию следующих примесей в жидкости
- Летучие соединения (радиоактивные газы, пары нефти, ртуть, углеводороды).
- Органические примеси, такие как хлор и озон, которые ухудшают вкус и аромат напитков.
- Яды (пестициды, гербициды).
- Нефтепродукты.
- Соли тяжелых металлов.
- Бактерии (например, сальмонелла, дизентерийные бактерии).
Примечание Почти не связывается с угарным газом, спиртами, кислотами, щелочами и большинством неорганических веществ (литий, железо, натрий, свинец, мышьяк, фтор и борная кислота).
Неэффективна против многих примесей и поэтому не используется в качестве единственного средства очистки воды.
Какой используют в фильтрах?
Существует три типа активированного угля, наиболее часто используемых в системах очистки воды.
| Типы адсорбентов для очистки воды | Маркировка | Описание продукта | Приложение |
| Порошок | ПК | Размер частиц: 0,15-0,25 мм; очищает воду при смешивании с водой. Удаляется из жидкостей путем фильтрации. | Высокоскоростные смесительные баки, гравитационные фильтры. Не используются в проточных фильтрах для центрального водоснабжения, так как могут вызвать большие потери напора. |
| Гранулированный | GAC | Размер частиц: 0,2-5 мм, производится с помощью расходных материалов для измельчения и просеивания. Может использоваться многократно для очистки больших объемов жидкостей и газов. | Проточные системы, бассейны быстрого смешивания. |
| Процесс прессования (экструзия). | EAC | Цилиндрические гранулы диаметром 1-5 мм. Изготавливается из порошкообразного углерода. | Используется при сборке бытовых фильтров. |
В проточных системах очистки воды используются два типа углерода.
- Гранулированный. В этих картриджах вода проходит через весь поддерживающий слой. Углерод действует как адсорбент, который избирательно адсорбирует пары, газы и растворенные вещества в среде.
- Прессованный. В этих устройствах слой углерода меньше, поэтому адсорбционная функция углерода ниже. Однако прессованная конструкция позволяет использовать картридж для механической очистки взвешенных твердых частиц, таких как частицы ила, песка, неорганические примеси, планктон и микроорганизмы.
