袋式過濾器的濾袋截留過濾原理核心是利用濾袋的多孔結構對流體中的顆粒物進行物理攔截與分離,其截留過程并非單一機制,而是多種作用協同的結果,最終實現 “流體通過、顆粒物留存” 的過濾效果。
袋式過濾器的濾袋截留過濾原理核心是利用濾袋的多孔結構對流體中的顆粒物進行物理攔截與分離,其截留過程并非單一機制,而是多種作用協同的結果,最終實現 “流體通過、顆粒物留存” 的過濾效果。具體可從濾袋結構特性和截留機制兩方面解析:
一、濾袋的結構基礎:決定截留能力的核心
濾袋是過濾的核心元件,其材質(如尼龍、聚丙烯、聚酯等)和織造工藝(如針刺、編織、熔噴)直接決定孔隙大小、分布及截留精度(通常以 “微米級” 標注,如 1μm、5μm、10μm)。
孔隙梯度設計:優質濾袋多采用 “表面致密、內部疏松” 的梯度結構(如深層過濾袋),表面孔徑較?。ㄖ苯訑r截細小顆粒),內部孔隙較大(容納更多污染物,延長使用壽命)。
表面特性:部分濾袋通過親水處理(如用于水過濾)或疏水涂層(如用于油過濾)優化材質與流體的兼容性,避免濾袋被流體浸潤后孔隙堵塞(如親水濾袋可減少水中懸浮物在表面的黏附)。
二、核心截留機制:四種作用共同實現過濾
濾袋對顆粒物的截留并非簡單的 “篩網過濾”,而是根據顆粒物粒徑與濾袋孔隙的相對大小,通過以下四種機制協同完成:
1. 篩分截留(最基礎的攔截作用)
當流體流經濾袋時,粒徑大于濾袋表面孔隙的顆粒物會被直接阻擋在濾袋表面,無法通過孔隙進入下游,如同 “篩子篩沙子”—— 大顆粒留在篩面,小顆粒通過篩孔。
適用場景:主要攔截較大顆粒物(如 5μm 以上的泥沙、纖維雜質)。例如:10μm 精度的濾袋可直接截留 10μm 及以上的顆粒,去除效率可達 95% 以上。
特點:截留的顆粒物會在濾袋表面形成 “濾餅層”,隨著過濾進行,濾餅層本身也會成為新的 “過濾介質”(濾餅的孔隙可能比濾袋更細),進一步提升對細小顆粒的截留能力(如原本 10μm 濾袋在形成濾餅后,可截留部分 5μm 左右的顆粒)。
2. 慣性碰撞(針對中速流動中的顆粒物)
當流體以一定速度流經濾袋時,粒徑較小但質量較大的顆粒物(如 3-5μm 的金屬碎屑)因慣性作用難以隨流體流線彎曲繞過濾袋纖維,會直接碰撞到濾袋表面并被吸附截留。
關鍵影響因素:流體流速 —— 流速越快,慣性碰撞作用越強(流速過低時,顆粒會隨流線繞過纖維,難以碰撞)。例如:在工業循環水過濾中,當流速控制在 1-3m/s 時,慣性碰撞對 5μm 顆粒的截留貢獻可達 30%-40%。
3. 吸附截留(針對微小顆粒的黏附作用)
對于粒徑遠小于濾袋孔隙的顆粒物(如 1μm 以下的膠體、粉塵),雖然能通過濾袋表面孔隙進入內部,但會因以下兩種力被吸附在濾袋纖維上:
范德華力:濾袋纖維與顆粒物之間的分子引力(類似灰塵黏附在衣物上);
靜電吸附(部分濾袋):若濾袋為化纖材質(如聚丙烯),流體摩擦會使濾袋帶電,可吸附帶相反電荷的顆粒物(如水中的膠體顆粒多帶負電,帶正電的濾袋可增強吸附)。
效果:對 0.1-1μm 的微小顆粒,吸附截留的貢獻可達 50% 以上(單純篩分截留難以作用于這類顆粒)。例如:電子工業用水預處理中,0.2μm 精度的濾袋通過吸附作用,可將水中膠體硅的含量從 0.5mg/L 降至 0.1mg/L 以下。
4. 深層截留(利用濾袋內部空間容納污染物)
對于 “深層過濾袋”(內部為蓬松的纖維結構,而非致密的表面層),部分顆粒物(尤其是 1-5μm 的顆粒)會進入濾袋內部,被內部交錯的纖維攔截、纏繞,最終留在濾袋深層,而非僅堆積在表面。
優勢:避免表面快速形成濾餅層導致阻力驟增,延長過濾周期。例如:普通表面過濾袋可能 1 小時就因表面堵塞需更換,而深層過濾袋可維持 4-6 小時的穩定過濾。
三、過濾過程的動態變化:從 “高效” 到 “失效”
濾袋的截留效率并非一成不變,而是隨過濾時間動態變化:
初始階段:濾袋干凈,主要通過篩分和慣性碰撞截留大顆粒,微小顆??赡苌倭看┩福^濾效率隨截留顆粒增多逐漸提升(表面開始形成濾餅)。
穩定階段:濾袋表面形成穩定濾餅層,孔隙進一步細化,結合深層吸附作用,過濾效率達到最高(如濁度去除率從初始 70% 升至 90% 以上)。
失效階段:濾餅層過厚或深層孔隙被填滿,流體阻力急劇增大(過濾器進出口壓差超過設定值,如 0.1MPa),部分顆粒被高壓 “擠壓” 穿透濾袋,出水水質惡化,此時需更換濾袋。