Apsaugos filtrų dizainas ir skaičiavimo pasirinkimas

Apsauginiai filtrai dažniausiai naudojami mažoms dalelėms (pvz., suspenduotoms dalelėms, koloidams, mikroorganizmams ir kt.) pašalinti iš skysčių, siekiant apsaugoti paskesnę įrangą (pvz., atvirkštinio osmoso membranas, jonų mainų dervas ir kt.). Projektuojant ir parenkant reikia visapusiškai atsižvelgti į tokius veiksnius kaip skysčio savybės, filtravimo tikslumas, srautas, slėgio kritimas ir medžiagų suderinamumas. Toliau pateikiami pagrindiniai projektavimo ir skaičiavimo pasirinkimo žingsniai ir punktai:

1. Apibrėžkite filtravimo reikalavimus

Filtravimo medžiaga: Skystis (vanduo, aliejus, cheminis tirpalas).

Tiksliniai teršalai: dalelių tipas (pvz., dumblas, rūdys, mikroorganizmai), dalelių dydžio diapazonas, koncentracija.

Filtravimo tikslumas: paprastai 1–100 mikronų (dažniausiai 1 μm, 5 μm, 10 μm), nustatomas pagal paskesnės įrangos reikalavimus.

Reikalavimai debitui: Maksimalus/minimalus debitas (m³/h arba L/min).

Eksploatavimo sąlygos: temperatūra, slėgis (darbinis slėgis ir didžiausias atsparumas slėgiui), pH vertė, cheminis suderinamumas.

2. Filtro tipo pasirinkimas

Kasetinis filtras: tinka didelio{0}}tikslumo, mažo srauto{1}}scenarijoms (pvz., pirminiam apdorojimui atvirkštinio osmoso būdu).

Maišinis filtras: tinka dideliam srautui ir vidutiniam tikslumui (10 ~ 100 μm).

Žvakių filtras: tinka terpėms su dideliu klampumu arba dideliu kietųjų medžiagų kiekiu.

Savaiminio-valymo filtras: tinka scenarijams, kai reikia didelio automatizavimo ir minimalios priežiūros.

3. Medžiagos parinkimas

Filtro kasetė: polipropilenas (PP), politetrafluoretilenas (PTFE), nailonas, sukepintas metalas.

Korpuso medžiaga: nerūdijantis plienas (304/316L), anglinis plienas (su antikoroziniu pamušalu), PP/UPVC (atsparus korozijai).

Sandarinimo medžiaga: EPDM, silikonas, fluoro guma (parenkama pagal terpės chemines savybes).

4. Filtro kasetės parametrų nustatymas

Filtravimo sritis: nustato nešvarumų sulaikymą ir slėgio kritimą; reikia apskaičiuoti srauto greitį.

Filtro kasetės ilgis: standartiniai dydžiai yra 10 colių, 20 colių, 30 colių ir 40 colių.

Jungties tipas: griebtuvo tipas, srieginis tipas, flanšo tipas.

1. 1. Filtro srities skaičiavimas

A: Bendras filtravimo plotas (m²);

K: Debitas (m³/h);

V: filtro terpės greitis (m/h), paprastai 0,1–0,3 m³/(m²·h) (pritaikytas pagal filtravimo medžiagos tipą);

η: filtro kasetės panaudojimo koeficientas (dažniausiai 0,8–0,9).

2. Filtro kasetės kiekio apskaičiavimas

N: filtro kasetės kiekis;

A (vienas): efektyvus vienos filtro kasetės filtravimo plotas (pateikiamas gamintojo, pvz., 0,5–1,5 m²/kasetei).

3. Slėgio kritimo įvertinimas

▲P: pradinis slėgio kritimas (Pa);

μ: skysčio klampumas (Pa·s);

L: filtro kasetės storis (m);

K: filtro terpės pralaidumo koeficientas (m², reikalingi eksperimentiniai arba gamintojo duomenys).

Pastaba: faktinis slėgio kritimas padidės, kai kaupiasi teršalai; reikalinga 1,5–2 kartų saugos riba.

4. Purvo sulaikymo talpos skaičiavimas

C: nešvarumų sulaikymo talpa (g);

ρ: purvo tankis (g/m³);

V: filtro kasetės tūris (m³);

ηc: filtro kasetės poringumas (pateikiamas gamintojo, pvz., 60% ~ 90%)

Filtravimo tikslumo atitikimas: reikalavimai pasroviui įrangai: pavyzdžiui, atvirkštinio osmoso sistemoms reikalingas mažesnis nei 5 μm tikslumas. Faktinis dalelių pasiskirstymas: atlikdami dalelių skaitiklio bandymą pasirinkite tinkamą tikslumo lygį.

Srauto greičio ir slėgio kritimo balansas: dėl per didelio srauto gali sumažėti slėgis arba sutrumpėti filtro kasetės tarnavimo laikas. Pasirinkite filtrų kasečių skaičių ir plotą, atsižvelgdami į sistemos slėgio apribojimus.

Cheminio suderinamumo patikra: filtravimo medžiaga ir sandarinimo medžiagos turi būti atsparios terpės korozijai (žr. cheminio suderinamumo patikrą). (Cheminio suderinamumo lentelė).

Priežiūra ir išlaidų optimizavimas: filtrų keitimo dažnis: esant dideliam-užteršimo scenarijui, rinkitės didelės-talpos filtrus arba savaime{2}}išsivalančius dizainus. Ekonomiškumas: palyginkite ilgalaikes-vienkartinių ir plaunamų filtrų išlaidas.

Apsauga prieš-filtravimą: prieš apsauginį filtrą įdiekite šiurkštų filtrą (pvz., 100 μm), kad prailgintumėte filtro tarnavimo laiką.

Išmetimas ir drenažas: Korpuso konstrukcijoje turi būti atsižvelgta į išmetimo ir išleidimo vožtuvus, kad būtų išvengta oro užsikimšimo ir nuosėdų.

Patvirtinimo bandymas: išlaikykite burbulo taško testą (siekdami patikrinti filtro vientisumą) ir dalelių atmetimo greičio testą.

Saugos riba: Rekomenduojama turėti 10–20 % daugiau filtrų kasečių, kad būtų galima susidoroti su staigiu užteršimu ar srauto svyravimais.