2011-01-12 17:50:34.000

復(fù)合金屬濾材過(guò)濾性能試驗(yàn)研究

摘要針對(duì)傳統(tǒng)的天然氣過(guò)濾分離器存在孔隙率低，比表面積小，過(guò)濾速度慢，過(guò)濾周期短，濾芯再生能力差，濾芯價(jià)格高和壽命短等問(wèn)題，對(duì)10種不同性能的天然氣濾材進(jìn)行了性能試驗(yàn)研究。從分析研究綜合價(jià)格、反沖洗效果和可再生性能等因素來(lái)看，復(fù)合金屬濾材的效果良好。試驗(yàn)表明，3?和5?復(fù)合金屬濾材效果好，對(duì)粒徑1?Ixm以上機(jī)械雜質(zhì)的分離效率達(dá)到98．9％?，3I．Lm以上的機(jī)械雜質(zhì)分離效率達(dá)到99．2％?，5?Ixm以上的機(jī)械雜質(zhì)分離效率達(dá)到999％?；對(duì)粒徑1、3、5?Ixm以上液體水的分離效率分別達(dá)到98．5％?、99．1％?、99．9％?。
試?驗(yàn)?研?究
1．濾材的選擇
筆者對(duì)天然氣濾材進(jìn)行了全面的調(diào)查與研究，從非金屬濾材、纖維濾材、金屬濾材人手，收集并評(píng)價(jià)了陶瓷、玻璃纖維、復(fù)合金屬等多種性能優(yōu)良的濾材數(shù)l0種，通過(guò)試驗(yàn)初步選出l0種不同性能的復(fù)合金屬濾材，進(jìn)行了深入的試驗(yàn)和研究。
2．綜合分析
(1)從價(jià)格看，聚丙烯纖維層壓濾管元件單價(jià)低，其次為聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜，貴為復(fù)合金屬網(wǎng)濾管，同樣外徑下其單價(jià)為聚丙烯纖維層壓濾管元件的20～30倍；
(2)從過(guò)濾元件的單件面積看，聚丙烯纖維層壓濾管為圓柱形深層過(guò)濾層壓濾管，其過(guò)濾元件過(guò)濾面積只與圓柱體面積和過(guò)濾元件長(zhǎng)度有關(guān)，單個(gè)元件有效過(guò)濾面積小，濾管也可以采用折疊型式，單個(gè)元件過(guò)濾面積可增大l0倍以上。
(3)從反沖洗效果看，聚丙烯纖維層壓濾管為圓柱形深層過(guò)濾層壓濾管，基本上不能反沖洗，元件只能拆卸進(jìn)行表面沖洗，能重復(fù)使用2～3次。其余過(guò)濾元件均可進(jìn)行正沖洗和反沖洗，特別是復(fù)合金屬網(wǎng)濾管，其正沖洗和反沖洗條件范圍寬，沖洗效果好，可多次使用。
以綜合價(jià)格和反沖洗效果看，復(fù)合金屬網(wǎng)濾管效果好，雖然其一次投資較大，但是它既能滿足天然氣過(guò)濾的要求，且能長(zhǎng)期使用。
(4)現(xiàn)有天然氣過(guò)濾分離設(shè)備中的過(guò)濾元件基本上使用聚丙烯纖維層壓濾管和類似的圓柱形深層過(guò)濾層壓濾管，都沿用臥式分離器相應(yīng)結(jié)構(gòu)。筆者吸取其他行業(yè)中成熟先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，采用制水、制藥、制酒行業(yè)中的濾管——?復(fù)合金屬網(wǎng)濾管聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜，均能滿足天然氣過(guò)濾設(shè)備的要求。
(5)復(fù)合金屬濾材是采用多層金屬編織絲網(wǎng)為原料，通過(guò)特殊的疊層設(shè)計(jì)、復(fù)合壓制和真空(或保護(hù)氣氛)燒結(jié)等工藝制備而成的一種新型多孔結(jié)構(gòu)與功能的材料。它既能保持普通金屬編織絲網(wǎng)孔隙結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、網(wǎng)孔尺寸均勻的特性，又克服了強(qiáng)度低、整體性差、網(wǎng)孔形狀不穩(wěn)定等不足，還可以靈活地對(duì)材料的孔隙尺寸、滲透性能和機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行合理匹配與設(shè)計(jì)，其綜合特性明顯優(yōu)于復(fù)合金屬粉末、陶瓷、纖維、濾紙、濾布等類型多孔材料。
復(fù)合金屬濾材通過(guò)高溫?cái)U(kuò)散燒結(jié)固定網(wǎng)孔的多層濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其過(guò)濾機(jī)制以表層網(wǎng)孔和濾餅捕捉為主，由單層較細(xì)金屬絲網(wǎng)燒結(jié)形成的過(guò)濾層屬于直接攔截過(guò)濾，其優(yōu)點(diǎn)是將具有一定尺寸分布的雜質(zhì)顆粒直接攔截在濾網(wǎng)外層表面，形成一層均勻?yàn)V餅，隨著濾餅的逐漸形成，又可以攔截更小規(guī)格的顆粒；濾材料表面形態(tài)均勻規(guī)則，網(wǎng)孔內(nèi)部孔道光滑，既有利于濾餅層的快速形成，又便于濾渣的清
除分離，因而可以獲得過(guò)濾精度高、可靠性好、工藝過(guò)程穩(wěn)定的效果，還具有承壓強(qiáng)度高、操作壓降小、濾餅形成均勻和適于反沖洗操作等特點(diǎn)，具有優(yōu)異的反洗再生特性，可以長(zhǎng)期反復(fù)使用，特別適用于系統(tǒng)連續(xù)化運(yùn)行和自動(dòng)化操作，并且易于成型、加工和焊接，組裝方便，可制成各種形式的過(guò)
濾元件。
從綜合價(jià)格、反沖洗效果和可再生性能等因素看，復(fù)合金屬濾材的效果好。
3．試驗(yàn)設(shè)備
試驗(yàn)裝置有SzD一1散射光臺(tái)式濁度儀，測(cè)量范圍0—100?NTU；AX204電子天平，測(cè)量精度1／10萬(wàn)g；z—0．3／7—1空氣壓縮機(jī)，排氣壓力0．7MPa，標(biāo)準(zhǔn)排氣量0．3?m?／min；E2Hl024一P—W102單螺桿泵；LZB一25玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，測(cè)量范圍1—10?rll?／h(氣體)。
4．試驗(yàn)流程
采用復(fù)合金屬膜片過(guò)濾裝置為中心試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)?zāi)康氖强疾鞆?fù)合金屬在氣體過(guò)濾、污水過(guò)濾及反洗再生效果的性能。復(fù)合金屬過(guò)濾性能試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1。

試驗(yàn)采用HIR一10粉塵，試驗(yàn)對(duì)象為10種復(fù)合金屬膜片，膜片大小為?8?mm。表1列出10種復(fù)合金屬膜片基本技術(shù)參數(shù)。

將試件放人過(guò)濾試驗(yàn)裝置中，將粉塵放人噴嘴人口處，啟動(dòng)空壓機(jī)，在流量14．2?L／min條件下，流量計(jì)測(cè)量氣體流量，每小時(shí)測(cè)試1次。試驗(yàn)結(jié)果與分析
復(fù)合金屬膜片氣體過(guò)濾試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可看出：5?多層金屬?gòu)?fù)合網(wǎng)濾片、3?不銹鋼纖維濾材效果好，粒徑1?Ixm以上機(jī)械雜質(zhì)的分離效率達(dá)99．1％?，3?m以上機(jī)械雜質(zhì)分離效率達(dá)99．3％?，5?Ixm?l~A_k的機(jī)械雜質(zhì)分離效率達(dá)99．9％?；粒徑1、3、5?m以上液體水的分離效?率分別為98．5％?、99．1％?、99．9％?。

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