金属纤维烧结毡过滤材料的行业应用
☆ 摘要：
随着污染控制技术的发展及过滤理论的深入研究，金属纤维烧结毡作为新型的过滤材料在化工、化纤、冶金、石化、食品加工、机械设备、环保等行业得到广泛应用。金属纤维烧结毡过滤材料采用不锈钢纤维（镍纤维），利用纤维杂乱交织碾压烧结，形成无数不规则孔隙，用此来拦截液流中的污染物。宝鸡市盈高金属材料生产的烧结毡具有无脱落、高过滤精度、高纳污容量、耐高温、耐高压、耐有机溶剂、可折波、可焊接、可反复清洗等特点。
1、金属纤维烧结毡过滤材料过滤性能定义的区别：
1.1 过滤效果定义的不同：
目前市场上销售和在实际使用的过滤材料，尽管其实际标注的过滤精度相同，但很混乱，其实际过滤精度与过滤效果相差很大。过滤材料在实际应用过程中，在着旁通与滞留的随机关系。旁通是指没有被过滤材料截获的污染物数量；滞留是指被过滤材料捕获的污染物数量。过滤精度是指过滤材料过滤精密程度和度量，它是指过滤材料能够有效拦截的最小颗粒尺寸。只有掌握过滤精度的含义，才能帮助设计部门和使用单位有效地区分不同过滤效率的过滤材料：
βx≥2过滤效率为50%，可定义为平均过滤精度，是对过滤材料过滤效率较低的要求。
βx≥20过滤效率为90%，可定义为有效过滤精度，是对过滤材料过滤效率较高的要求。
βx≥200过滤效率为99.5%，可定义为绝对过滤精度，是对过滤材料过滤效率十分严格的要求，也是过滤材料技术水平的发展方向。
βx为过滤比。过滤比是过滤器上游油液单位体积内所含大于某一给定尺寸（X）的颗粒数，与下游油液单位体积内所含大于同一尺寸的颗粒数之比。
βx即某一给定尺寸（μ）的过滤比。
Nu: 过滤器上游油液单位体积内所含尺寸大于X(μ)的颗粒数。
Nd: 过滤器下游油液单位体积内所含尺寸大于X(μ)的颗粒数。
过滤效率(η)是过滤材料阻留的有害污染物的百分率。
1.2过滤效果定义的不同：
金属纤维烧结毡过滤材料的整个厚度是由许多金属纤维薄层组成的，在每个薄层之间交界处存在孔隙结构相互影响的问题，当许多个纤维层组合在一起，就会形成许多上通下达，弯弯曲曲的迷宫式微孔通道（毛细管）。这样，当流体通过过滤材料时，流体在过滤材料内部的流通是弯弯曲曲的，其实际路径要比过滤材料厚度长。
金属纤维烧结毡过滤材料对流体过滤过程分两个阶段：
第一阶段（即稳定阶段）：金属纤维烧结毡过滤材料原始是清洁的，其材料结构形状固定不变。过滤的初始阶段，当含尘流体通过过滤材料孔隙通道时，在各种过滤机理的共同作用下，夹杂着污染颗粒的流体会很快弥散，填满过滤材料的各个通道，积储于其内孔表面或过滤材料表面。随着渗流的继续，液流主要是沿着法向的孔道运动。这时候，过滤材料阻力相对稳定，本阶段实际上是短暂的，很快就会结束。
第二阶段（即非稳定阶段）：随着过滤材料孔隙变得越来越狭窄，甚至逐渐被堵塞，污染颗料在过滤材料表面不断积累，形成滤饼，构成新的过滤层。这个过程才是过滤材料的主要工况。在这种状态下，系统污染颗粒要同时受到滤饼和过滤材料的双重过滤。这时过滤材料阻力不断上升，过滤作用处于非稳定状态之下。其过滤效率要比过滤材料表面滤饼未忝胆高得多。它的过滤效率关系是：
η滤饼形成后 η＞滤饼形成前 η＞清洁过滤材料
了解了金属纤维烧结毡过滤材料过滤机理之后，再谈其采用AC粉尘和硬质玻璃球两种试验专用粉尘作过滤性能试验所得的两种不同结果。
AC粉尘是一种非规则污染控制试验用标准粉尘（国际标准化组织推广使用），其材料质量及颗粒大小分布与实际系统污染颗粒有极其相同之处。用AC粉尘对新乡市豫强过滤器材有很公司和比利时BKIPOR公司的不同过滤精度的金属纤维烧结毡过滤材料作试验后，结果见下表1：
|
材料牌号 |
产地 |
试验用物质 |
过 滤 比 |
|||||
|
β5 |
β10 |
β20 |
β30 |
β40 |
β50 |
|||
|
10KIA3 |
豫强 |
AC粉尘 |
2．7 |
9．3 |
248．3 |
656．0 |
872．9 |
1182．3 |
|
ST10AL3 |
比利时 |
AC粉尘 |
2．7 |
10．7 |
236．4 |
573．8 |
913．6 |
1482．8 |
|
25KIA3 |
豫强 |
AC粉尘 |
0．9 |
6．8 |
22．0 |
30．5 |
41．6 |
53．5 |
|
ST25 AL3 |
比利时 |
AC粉尘 |
1．1 |
6．6 |
20．8 |
31．3 |
42．5 |
60．7 |
|
40KIA3 |
豫强 |
AC粉尘 |
0．3 |
3．8 |
8．6 |
12．8 |
25．1 |
31．8 |
|
ST40 AL3 |
比利时 |
AC粉尘 |
0．4 |
4．2 |
9．3 |
13．5 |
24．0 |
33．2 |
玻璃球是一种形状规则的圆形硬质球体，它是试验室专门用来试验过滤材料（过滤器）过滤精度试验物质。用玻璃球对不同过滤精度的金属纤维烧结毡过滤材料作试验，结果见下表2.
|
材料牌号 |
产地 |
试验用物质 |
过 滤 比 |
|||||
|
β5 |
β10 |
β20 |
β30 |
β40 |
β50 |
|||
|
10KIA3 |
豫强 |
AC粉尘 |
11．2 |
30．8 |
561．1 |
872．9 |
1165．2 |
∞ |
|
ST10AL3 |
比利时 |
AC粉尘 |
12．3 |
31．2 |
582．9 |
889．3 |
1238．1 |
∞ |
|
25KIA3 |
豫强 |
AC粉尘 |
3．4 |
25．6 |
126．0 |
385．0 |
677．7 |
∞ |
|
ST25 AL3 |
比利时 |
AC粉尘 |
5．3 |
21．9 |
114．1 |
413．0 |
654．9 |
∞ |
|
40KIA3 |
豫强 |
AC粉尘 |
1．9 |
2．2 |
6．8 |
11．4 |
174．6 |
761．2 |
|
ST40 AL3 |
比利时 |
AC粉尘 |
2．4 |
2．9 |
5．7 |
24．2 |
230．7 |
1268．6 |
从AC粉尘和玻璃球两种试验方法得出的试验结果可以看出，用AC试验粉尘是一种不规则试验物质，颗粒形状无规则可言。小于金属纤维烧结毡过滤材料孔隙的颗粒在流体力的作用下，极易通过过滤材料，不易被捕捉到。即使用权总体面积大于过滤材料孔隙的狭长颗粒，也易通过过滤材料。而玻璃球是一规则球体试验物质，规则的外表体积使它不易通过过滤材料狭窄的孔隙，被子滞留在过滤材料表面，即使用权有小于过滤材料孔隙尺寸的玻璃球随液流进入过滤材料内部也会被过滤材料弯曲的孔道吸附拦截。由此可见，采用两种不同试验物质的试验方法，有着不同的试验结果。而在过滤材料实际使用过程中，首先要搞清其标注的过滤精度等级的过滤材料，用在过滤系统为不规则开头污染颗粒时是恰当的，而用其去过滤球型（规则开头污染颗粒时，是不妥当的。反之，如果先用用玻璃球试验物质试验后标注过滤精度等级的过滤材料用在过滤系统为不规则开头的污染物颗粒时，过滤效率将达不到设计要求。
1.3 估算过滤精度公式的应用：
“过滤精度=37000P”是BKIPOR公司通过大量验证试验得出的经验公式，是利用金属纤维烧结毡过滤材料的冒泡点压力P和其独特的结构形式来估算其过滤精度。目前许多过滤材料和过滤器生产，使用单位，盲目通牒此公式来估算各种万分材料的过滤材料和过滤器的过滤精度。这是一个极大的错误。因为该公式是BKIPOR公司通过大量验证数据科学推导得出的，是专用于材料成分为金属纤维烧结毡的过滤材料。对于其他成分材料的过滤材料由于其材质和结构组成等因素的不同，应用该公式估算其过滤精度是极不科学的。
2、结构优化与使用区别：
2.1 增加厚度与功效倍增：
金属纤维烧结毡过滤材料是窬贮式过滤材料，即属于纵深过滤，也就是三维过滤。如果把该过滤材料改进成疏松性的金属纤维烧结毡过滤材料，纤维之间的间隔孔隙常常比所过滤的尘埃粒径大若干倍，甚至几十倍，但过滤作用依旧明显。每个单层（或单根）纤维的捕尘率低，但随厚度增加，过滤材料的纵深厚度起着广泛的过滤作用，过滤材料受厚度的影响，过滤效率增至1.4倍，容尘量增至1.9倍。厚度得到增加的过滤材料具有疏松的结构，孔隙率大于90%，在空气过滤方面得到广泛应用。
2.2 特殊行业的有效应用：
金属纤维烧结毡过滤材料可用于：
★ 高温，高精度熔融聚合物的过滤净化
★ 高敏感度和高精度的X光胶片和感光乳液的过滤；
★ 电子及其相关行业中的相关流体过滤；
★ 半导体行业的精密气体过滤；
★ 核工业中的二氧化碳气体及核反应扒壳体通风过滤；
★ 环保中除尘，脱水，油水分离的过滤；
金属纤维烧结毡过滤材料还可用镍纤维制成过滤材料，解决了特殊行业使用过滤器因过滤材料与过滤介质不相融无材选择的难题。我公司宝鸡市盈高金属材料可根据客户要求定制各型号金属纤维烧结毡。
