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工业过滤布的生产及应用领域

过滤就是利用一种介质对气固、液固等混合物进行分离。气固分离称为干式过滤，液固分离称为湿式过滤，用于过滤的介质就被称为过滤材料。过滤材料的种类很多，常用的有陶瓷、金属丝网、塑料多孔板、过滤纸、过滤布等。其中发展较快，应用领域较广的材料就是纺织过滤材料-过滤布。过滤布已广泛应用于食品、制糖、制药、医疗、化工、冶金、钢铁、石油、陶瓷、造纸、降尘、环保等各个行业及领域。

过滤材料与浮于流体的颗粒发生碰撞将流体中的颗粒滞留，这样在过滤材料捕获颗粒的同时，流体得到了净化，达到了过滤的目的。以纺织品制成的过滤材料，机织布主要是由纱线间隙构成的孔眼来进行过滤，非织造布则是基于单根纤维之间所构成的微小空隙来进行过滤。织物中空隙所占的体积与织物总体积之比称为孔隙率，孔隙率的大小及孔隙的分布影响过滤布的过滤效率。纺织过滤材料的孔径一般在10～100um 之间，但却能捕获小于 0.1um 的颗粒尘埃，因此过滤布的过滤过程不只是简单的筛分作用，过滤机理比较复杂。在过滤的初期靠滤布自身进行过滤，主要是捕获比过滤布孔径大的颗粒。随着过滤的进行，在滤布表面形成颗粒层，在滤布内部形成吸附沉积，滤布的孔隙率降低。比过滤布孔径小的颗粒过滤机理主要有以下几种原理。

①拦截：当颗粒与纤维表面(或纤维上附着的颗粒)的距离小于其半径时，无法越过纤维表面，与纤维碰撞而截留或沉积。
②惯性沉降：当流体通过滤布的空隙时发生绕流，颗粒由于惯性作用脱离绕流线，直接与纤维碰撞而被捕获。颗粒及流速越大，惯性作用也越大。
③随机扩散：由于布朗运动，流体中的颗粒运动轨迹曲曲折折，容易与纤维发生碰撞而被捕获。颗粒越小，流速越低，越容易被捕获。
④静电吸附：颗粒在运动中由于摩擦产生静电，静电能吸附较小的颗粒。
⑤凝聚作用：微小颗粒发生凝聚而被截留或沉积。因此在湿式过滤中适当添加凝聚剂促进凝聚作用，提高过滤效率。
2 用于过滤布的纺织材料
纺织过滤材料可设计性较强，选用不同的纤维材料可以得到不同性能的过滤布。如选用陶瓷纤维、金属纤维、玻璃纤维、聚酰亚胺、聚四氟乙烯等高性能纤维，可使过滤布具有耐高温性和阻燃性，是进行高温烟气过滤的主要纺织过滤材料。丙纶耐酸碱性很好，比重很小，且价格便宜，是化工行业常用的纺织过滤材料。合理选择纤维材料，使滤布不仅能完成所需的过滤效率，而且过滤量大，能耗小，滤渣剥离性好，寿命长，价格性能比优良。

3 过滤布的生产和主要品种
3.1 国内外过滤布的生产情况
我国过滤布的生产和使用在10年前还很不起眼，如今随着我国加入WTO和对环境污染的重视，我国正逐步与世界接轨，过滤材料的生产和使用增长很快，过滤材料由过去常用的棉纤维、聚酯纤维，逐步向多元化发展，尤其是芳香族聚酰胺纤维、聚四氟乙烯纤维、玻璃纤维等多功能、高性能纤维的使用，使过滤布的产品档次大大的提高。织物类型也由传统的机织物、针织物向非织造布、复合材料发展。
在发达国家用于气体过滤的袋式除尘器已广泛渗透到燃煤发电、垃圾焚化等高温烟气过滤以及供热、空调、通风等领域；液体过滤主要用于工业用水处理、血液过滤等方面。
我国的经济正处于发展时期，为保护环境，更加重视气体过滤和液体过滤。袋式除尘滤料正迅速发展，随着汽车工业的发展，汽车用过滤材料也将快速增长；此外，污水处理过滤材料、血液过滤材料、高温过滤材料等都有很大的市场潜力。
3.2 过滤布的组织结构
机织过滤布常用的织物组织大多为三原组织，也有重组织、双层组织、管状组织。平纹组织交织点多，结构紧密，纱线之间相对位置较稳定，一般用于较细颗粒的过滤。缎纹组织交织点少，结构松软，表面光滑，易于清除滤渣，但捕集性差。对织物进行起绒整理可提高过滤效率。
非织造过滤布大多为针刺毡，具有三维结构，织物厚度较厚，延长了流体的过滤路程，过滤效率高于机织过滤布。非织造过滤布不易堵塞，容易清除滤渣，纱线间没有滑移，一般用于气体过滤，也用于食品过滤、血液过滤、血液透析等。
3.3 过滤布的主要品种及应用领域
①食品、制药用过滤材料。这类过滤材料要无毒、无害，主要采用棉、丝等纤维，也可用涤纶、丙纶等纤维。织物组织采用平纹和斜纹组织。
②粘胶纤维原液用过滤材料。以棉织物为主，采用平布、单面绒、双面绒、府绸等组合成多层过滤布，进行多道过滤。用于化纤厂。
③高密过滤材料。用于生产氧化铝时的过滤。在过滤过程中，碱浓度高达20％，温度在 95-98℃，过滤材料要具有一定的耐碱性和耐热性，常用的品种为锦纶单丝平纹组织过滤布。

④袋式除尘过滤材料。主要为针刺毡，采用涤纶、锦纶、丙纶等，高温袋式除尘过滤材料需采用聚四氟乙烯等高性能材料，用于垃圾焚烧烟气净化、燃煤发电烟气净化、高炉烟气净化等领域。
⑤玻纤空气滤纸。采用过滤效率高，阻力小，化学稳定性好的玻璃纤维，用于空气洁净室的过滤。
⑥医用过滤材料。主要采用非织造布和复合材料，用于血液透析和血液过滤。
⑦造纸用过滤材料。用于造纸行业的纸浆过滤成形。
4 过滤布的性能指针及测试
纺织过滤材料的使用领域越来越广，而纺织过滤材料标准我国目前还不够完善，这给过滤产品的生产经营造成了不便。下面介绍一些常用的纺织过滤材料性能指针。
①透气率
透气率是指在一定的压差下，过滤材料每单位面积在单位时间内通过的空气量。各国在测试时规定的压差值不尽相同，日本、美国采用128Pa，德国采用200Pa，我国采用130Pa。透气率大，过滤阻力小，能耗低。透气率指针用于气体过滤时的测试。 
②过滤效率
过滤效率=入口处粉尘浓度-出口处粉尘浓度/入口处粉尘浓度
过滤效率指针用于气体过滤时的测试。液体过滤时，有时以滤渣为产品，有时以滤液为产品，其过滤效率很高，测试该指针意义不大。
③压力损失 (压力降)
压力降是指过滤前后的静压差值。气体过滤压力降小，液体过滤压力降大，滤布的寿命随压力降增加而变短。
④容尘量
容尘量是指过滤材料容纳污物的*。容尘量大，清灰周期长，可延长使用寿命。
⑤孔径
过滤材料的孔径测试方法是将滤材浸泡在试验液中，在滤材一端施加微压气体，用气体以气泡形式从滤材另一端溢出时的压力值计算溢泡点的微孔尺寸，以微米标称。
⑥物理性能指针
指导过滤材料的密度、厚度、强力、伸长、耐温性等。
⑦耐化学性能指针
指过滤材料的耐酸性、耐碱性、耐腐蚀性等。