Дизайн фільтра безпеки та вибір розрахунку

Захисні фільтри в основному використовуються для видалення дрібних частинок (таких як зважені тверді речовини, колоїди, мікроорганізми тощо) з рідин для захисту обладнання, що йде далі (таких як мембрани зворотного осмосу, іонообмінні смоли тощо). Їх конструкція та вибір вимагають комплексного розгляду таких факторів, як властивості рідини, точність фільтрації, швидкість потоку, перепад тиску та сумісність матеріалів. Нижче наведено основні кроки та ключові моменти вибору проекту та розрахунку:

1. Визначте вимоги до фільтрації

Фільтруюче середовище: рідина (вода, масло, хімічний розчин).

Цільові забруднювачі: тип частинок (наприклад, мул, іржа, мікроорганізми), діапазон розмірів частинок, концентрація.

Точність фільтрації: зазвичай 1~100 мікрон (зазвичай 1 мкм, 5 мкм, 10 мкм), визначається відповідно до вимог до обладнання, що знаходиться нижче.

Вимоги до витрати: максимальна/мінімальна швидкість потоку (м³/год або л/хв).

Умови експлуатації: температура, тиск (робочий тиск і максимальний витримуваний тиск), значення pH, хімічна сумісність.

2. Вибір типу фільтра

Картриджний фільтр: підходить для сценаріїв високої-точності та низького{1}}потоку (наприклад, попередня обробка зворотним осмосом).

Мішковий фільтр: підходить для високої швидкості потоку та середньої точності (10~100 мкм).

Свічковий фільтр: підходить для середовищ з високою в'язкістю або високим вмістом твердих речовин.

Самоочисний-фільтр: підходить для сценаріїв, які потребують високої автоматизації та мінімального обслуговування.

3. Вибір матеріалу

Картридж фільтра: поліпропілен (PP), політетрафторетилен (PTFE), нейлон, спечений метал.

Матеріал корпусу: нержавіюча сталь (304/316L), вуглецева сталь (з анти-корозійним покриттям), PP/UPVC (стійкий до корозії).

Ущільнювальний матеріал: EPDM, силікон, фторкаучук (вибирається на основі хімічних властивостей середовища).

4. Визначення параметрів картриджа фільтра

Область фільтрації: визначає здатність утримувати бруд і перепад тиску; вимагає розрахунку витрати.

Довжина картриджа фільтра: стандартні розміри: 10 дюймів, 20 дюймів, 30 дюймів і 40 дюймів.

Тип з'єднання: патронний, різьбовий, фланцевий.

1. 1. Розрахунок площі фільтра

A: Загальна площа фільтрації (м²);

Q: Витрата (м³/год);

V: Швидкість фільтруючого середовища (м/год), зазвичай 0,1~0,3 м³/(м²·год) (відповідно до типу фільтруючого матеріалу);

η: коефіцієнт використання картриджа фільтра (зазвичай 0,8~0,9).

2. Розрахунок кількості картриджа фільтра

N: кількість картриджа фільтра;

A (один): Ефективна площа фільтрації одного картриджа фільтра (надається виробником, наприклад, 0,5~1,5 м²/картридж).

3. Оцінка перепаду тиску

▲P: початкове падіння тиску (Па);

μ: в'язкість рідини (Па·с);

L: товщина картриджа фільтра (м);

K: Коефіцієнт проникності фільтруючого середовища (м², потрібні експериментальні дані або дані виробника).

Примітка. Фактичне падіння тиску збільшуватиметься з накопиченням забруднюючих речовин; необхідний запас міцності в 1,5-2 рази.

4. Розрахунок ємності для утримання бруду

C: Ємність для утримання бруду (г);

ρ: Щільність бруду (г/м³);

V: Об'єм картриджа фільтра (м³);

ηc: пористість картриджа фільтра (надається виробником, наприклад, 60%~90%)

Відповідність точності фільтрації: Вимоги до обладнання для подальшого потоку: наприклад, для систем зворотного осмосу потрібна точність менше 5 мкм. Фактичний розподіл частинок: виберіть відповідний рівень точності за допомогою тестування лічильника частинок.

Швидкість потоку та баланс падіння тиску: Надмірна швидкість потоку може призвести до надмірного падіння тиску або скорочення терміну служби картриджа фільтра. Вибирайте кількість і площу картриджів фільтра, виходячи з обмежень тиску в системі.

Перевірка хімічної сумісності: фільтруючий матеріал і ущільнювальні матеріали повинні бути стійкими до корозії (див. перевірку хімічної сумісності). (Таблиця хімічної сумісності).

Технічне обслуговування та оптимізація витрат: Частота заміни фільтрів: для сценаріїв із високим-забрудненням обирайте фільтри-великої місткості або само-дизайни очищення. Економічність: порівняйте-довгострокові витрати на одноразові та миючі фільтри.

Захист перед-фільтрацією: установіть фільтр грубого очищення (наприклад, 100 мкм) перед захисним фільтром, щоб продовжити термін служби фільтра.

Випуск і дренаж: у конструкції корпусу повинні бути передбачені випускні та зливні клапани, щоб уникнути блокування повітря та утворення осаду.

Тестування перевірки: пройдіть тест на точку кипіння (для перевірки цілісності фільтра) і тест на відторгнення часток.

Запас безпеки: Рекомендується мати на 10%~20% більше фільтруючих картриджів, щоб впоратися з раптовим забрудненням або коливаннями потоку.