Os principais fatores que influenciam a eficiência de interceptação de elementos filtrantes microporosos dobrados
1. Tamanho dos poros do material filtrante e uniformidade do tamanho dos poros
O tamanho dos poros é o parâmetro central fundamental que determina a precisão da filtração e o limite inferior de interceptação do cartucho filtrante de membrana plissada. Geralmente, “quanto menor o tamanho dos poros, maior a precisão e eficiência da interceptação”. Por exemplo, um elemento filtrante de alta precisão de 0,1 μm pode atingir uma eficiência de interceptação superior a 99,9% para partículas do mesmo tamanho, enquanto um elemento filtrante convencional de 1 μm pode interceptar apenas cerca de 90% do tamanho de partícula correspondente. A lacuna de precisão é significativa.
Ao mesmo tempo, a uniformidade do tamanho dos poros determina diretamente a estabilidade da filtração: materiais filtrantes com tamanho de poro uniforme podem evitar completamente o problema de penetração local de grandes poros, mantendo uma eficiência de interceptação estável durante todo o processo; se a distribuição do tamanho dos poros não for uniforme, os poros ultragrandes locais formarão uma fraqueza de filtragem, causando penetração de impurezas e flutuações de eficiência, reduzindo significativamente a confiabilidade da filtragem do cartucho de filtro PP.
2. Taxa de fluxo de filtração (fator de influência dinâmica central)
A taxa de fluxo determina diretamente o contato e o tempo de residência das impurezas com o material do filtro e é um parâmetro dinâmico chave que afeta a eficiência de interceptação do cartucho de filtro dobrável. O desempenho da filtração varia muito sob diferentes condições de vazão:
- Condições de baixa vazão (5–8 m/h): O tempo de residência do fluido pode chegar a 10–15 minutos, permitindo que as partículas entrem em contato total e reajam com o material do filtro, resultando em excelente efeito de interceptação para partículas ≤ 1 μm, com uma eficiência de interceptação de mais de 95% para cartucho de filtro plissado de polipropileno.
- Condições de alta vazão (15–20 m/h): O tempo de permanência do fluido é inferior a 5 minutos e as partículas penetram rapidamente na camada do filtro antes de serem totalmente capturadas pelo material do filtro. O efeito de penetração se intensifica significativamente e a eficiência de interceptação para partículas ≤ 1 μm cai para menos de 70%, reduzindo significativamente a confiabilidade de filtragem do cartucho de filtro plissado pp.
3. Projeto de estrutura de elementos filtrantes microporosos dobrados
O projeto da estrutura científica pode efetivamente melhorar a eficiência de interceptação, aumentar a capacidade poluente e retardar o entupimento do elemento filtrante. As principais vantagens da estrutura aplicam-se a todas as especificações do cartucho filtrante de membrana plissada, incluindo três tipos:
- Estrutura de tamanho de poro gradiente (externo esparso interno denso): Adotando um design em camadas com tamanhos de poros maiores na camada externa e tamanhos de poros menores na camada interna, alcançando um efeito de filtragem hierárquica de filtração grossa para impurezas grandes e filtração fina para micro impurezas. Em comparação com o cartucho de filtro PP comum, a capacidade poluente é aumentada em mais de 30%, atrasando efetivamente o entupimento da camada do filtro e prolongando a vida útil do elemento filtrante.
- Estrutura dobrável: O design dobrável pode expandir significativamente a área de filtragem eficaz. O elemento filtrante convencional de 10 polegadas pode atingir uma área de filtração de 0,6 m², distribuindo efetivamente a carga de filtração da unidade e evitando sobrecarga e bloqueio local, garantindo degradação estável e lenta da eficiência do cartucho filtrante dobrável durante operação de longo prazo.
- Estrutura de filtração profunda: adota uma camada de filtro tridimensional em forma de malha, que pode capturar impurezas em vários níveis. Diferente da filtragem de superfície de camada única tradicional, a eficiência de interceptação abrangente pode ser aumentada em 10% - 20%, e sua capacidade de reter impurezas finas é mais proeminente para cartuchos de filtro plissados de polipropileno.
4. Características do meio fluido
- Viscosidade do fluido: Um aumento na viscosidade do meio irá desacelerar a vazão do fluido, prolongar o tempo de contato entre as partículas e o material do filtro, aumentando indiretamente a eficiência de interceptação do cartucho de filtro plissado pp. No entanto, reduzirá simultaneamente o fluxo de filtração e deve ser alcançado um equilíbrio entre eficiência e velocidade de filtração.
- Concentração de partículas: Quando a concentração de impurezas no fluido é alta, é mais provável que um efeito de ponte se forme no estágio inicial, resultando em excelente eficiência de interceptação, mas a velocidade de acumulação de partículas é rápida e o ciclo de interceptação do elemento filtrante dobrado microporoso é significativamente reduzido. O planejamento de pré-tratamento e substituição deve ser feito com antecedência para todos os produtos de cartucho filtrante de membrana plissada.
- Tensão superficial e compatibilidade de materiais: Diferentes materiais de filtro são compatíveis com diferentes meios. Materiais como PES e náilon possuem maior fluxo de água e são adequados para fluidos à base de água; materiais como o PTFE têm forte estabilidade de filtragem e baixa taxa de adsorção de impurezas, e o pré-tratamento com um agente umectante é necessário antes do uso para garantir o efeito de filtragem, que também é aplicável ao cartucho de filtro PP convencional e ao cartucho de filtro dobrável.