纤维过滤器十篇

纤维过滤器篇1

关键词：彗星式纤维滤料 性能曲线 压力式过滤器 水处理

0 前言

彗星式纤维滤料为一种不对称构形过滤材料，一端为松散的纤维丝束，称“彗尾”,另一端为比重较大的实心体，称“彗核”，彗尾纤维丝束固定于彗核内，整体呈彗星状[1]（见图1）。彗星式纤维滤料的不对称结构使得其兼有颗粒滤料和纤维滤料的特点[2]。

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图1 彗星式纤维滤料

与使用常规滤料的过滤器相比，彗星式纤维滤料过滤器有如下几个特点[3]：

(1) 过滤器可在滤速10m/h～100m/h的范围内运行。

(2)适应原水悬浮物浓度范围10-100mg/L。

(3) 彗星式纤维滤料过滤器的突出特点是对原水水质水量变化的适应性较强。

为了较为准确、直观地描述彗星式纤维滤料过滤器的性能，本文在总结大量试验数据的基础上，通过理论分析和数学计算，得出了彗星式纤维滤料过滤器性能曲线。

1 彗星式纤维滤料过滤器的性能参数

过滤器性能涉及众多指标，主要的指标参数如表1所示[4] [5] [6]。

研究表明[7]，表1中各项指标大多是相互关联的，但关联程度却差异很大。如，过滤器水头损失取决于滤料性质、滤床孔隙率、滤床填充高度和过滤速度，同时又决定了过滤周期的选择和系统的水力设计。

本文针对彗星式纤维滤料应用于压力过滤器的生产性试验结果[3]，选择了关联程度高的几个性能参数来分析和描述过滤器的性能，具体指标为滤速、过滤周期、水头损失及日产水量。

表1 过滤器的性能指标体系

类别滤过程。例如：在水质不变的情况下，处理水量骤增或骤减时，可相应地增加或减小滤速；水量不变的情况下，原水悬浮物浓度增加或减小时，操作者可以根据性能曲线调节滤速或改变过滤周期。

4 结论

(1) 在试验数据的基础上，结合理论分析及数值计算，归纳出彗星式纤维滤料过滤器性能曲线，包括下列三组关系：

a．日产水量（Qn）与滤速（V）曲线。

b．过滤周期（T）与滤速（V）曲线。

c．水头损失（ΔH）与滤速（V）曲线。

(2) 绘制了砂滤池及纤维球过滤器性能曲线，并与彗星式纤维滤料过滤器性能曲线进行了比较。结果表明，对运行参数可在较大范围变化的彗星式纤维滤料过滤器，性能曲线对过滤器的设计具有重要的理论意义，同时也是过滤器运行操作的有力工具。

符号表：

Ci － 进水悬浮物平均浓度，mg/L；

? 进出水悬浮物平均浓度差，mg/L；

H ? 滤床高度，m；

ΔH ? 滤床总水头损失，cm；

Qn? 单位面积过滤器日净产水量，m3/m2·d-1；

R ? 单位体积滤床纳污量，kg/m3；

T? 过滤周期，h；

V? 过滤速度，m/h；

α? 反冲洗耗水率，%。

参考文献：

[1]李振瑜，刘力群，金志刚． 彗星式纤维过滤体． 中国实用新型．ZL 98249298．7

[2]李振瑜, 王夏． 彗星式纤维过滤材料． 给水排水， 2002，6：71-74

[3]刘沫，王夏，李振瑜． 彗星式纤维滤料直接过滤废水的试验研究（待发表）

[4]许保玖． 给水处理． 北京：中国建筑工业出版社，1979

[5]Morris, Juli K．，Knocke, William R． Temperature effects on the use of metal-ion coagulants for water treatment． J． AWWA, 1984(3): 74-79

[6]Amirtharajah A． Some theoretical and conceptual views of filtration． J． AWWA, 1988 (12): 36

[7]王夏． 彗星式纤维滤料过滤器的性能及性能曲线[硕士论文]． 北京：清华大学环境科学与工程系, 2002

[8]王峰青, 乐丽孙． 均粒石英砂滤料过滤研究． 给水排水, 1999, 4：5-7

[9]熊岚等． 纤维球滤料直接过滤原水的试验研究． 中南工学院学报, 2000, 3：33-37

纤维过滤器篇2

关键词：彗星式纤维滤料 过滤材料 过滤 水处理

1.纤维过滤材料

纤维材料用于去除水中杂质在几十年前就已有应用。据作者调查，20世纪70年代初期，北京的花鸟鱼虫市场便已出现将合成纤维无纺布用于观赏鱼水处理的商品过滤材料，这种至今仍在延用的过滤材料由卷曲的纤维构成膨松的棉絮片状，俗称“过滤棉”。“过滤棉”并不能用于常规的过滤池或机械过滤器，原因在于其填充的滤床难以布置均匀，易使水流“短路”，此外，滤料清洗也无法在滤池内完成。

20世纪80年代初期，研究人员通过短纤维乱堆形成滤床的方法开始了“规格化纤维滤料”的研究与开发历程［1］。所谓“规格化纤维滤料”是指将纤维材料按规定的设计要求制成某种形式的成型体，该成型体滤料具有特定的形状和规格，与通用滤布、长丝束滤料以及“过滤棉”的最显著区别是：滤床由在水中呈散落的、无固定约束的单体滤料的集合体所构成。

2.规格化纤维滤料

2.1 发展历程

(1)短纤维单丝乱堆滤料(1980)［1］

以比重大于过滤水的短纤维单丝乱堆的方式构成滤床，在过滤器中设置隔离丝网以防止短纤维滤料流失，反洗方式为空气—水联合反冲洗。

这种滤料的缺点是显而易见的，如短纤维单丝易流失，易缠挂隔离丝网，此外，由于纤维与过滤液的比重差小，因而清洗效果差。

(2)低卷曲纤维椭球过滤材料(1981)［2］

长5-50mm的无卷缩(低卷曲)纤维丝在液体中搅拌制作椭球状纤维滤料，亦称纤维球。丝径5-100μm，滤料外型为直径5-20mm，厚3-5mm的偏平椭球体。

图1 低卷曲纤维椭球滤料

这种滤料的特征是制造简便，由于滤料在液中成型，纤维缠绕紧密，因而滤料内核较硬，变形小，但滤料内部捕捉的粒子反洗时脱落困难，此外，多次运行后从滤料上脱落的短纤维较多，见图1。

(3)“布帛片”滤料(1981)［3］

将类似于毛毡的无纺布切割成20mm厚，面积为0.5-20cm2的“毡片”，制成过滤材料，特点是纤维牢固不掉丝，但同样存在滤料内部捕集的粒子不易清洗干净的缺陷。

(4)实心纤维球(1981)［4］

采用静电植绒法将长2-50mm的纤维植于实心体上，可以通过改变实心体(核)的比重而改善滤料床的特性，见图2。

图2 实心纤维球

(5)中心结扎纤维球(1985)［5］

以纤维球直径的长度作为节距，用细绳将纤维丝束扎起来，在结扎间的中央处切断纤维丝束，形成大小一致的球状纤维滤料，亦称纤维球，见图3。

图3 中心结扎纤维球

(6)卷缩纤维中心结扎纤维球(1986)［6］

卷曲度高的纤维丝束结扎、切断后形成球状过滤材料，特点是弹性好、耐机械变形，见图4。

图4 卷缩纤维中心结扎纤维球

(7)棒状纤维过滤材料(1992)［7］

将卷曲纤维长丝集束，用粘合剂喷雾收束，纤维丝束上的纤维之间形成多点相接，成为一体的棒状，然后切开成定长度的，类似于去外皮的香烟滤嘴形状的过滤材料，见图5。

图5 棒状纤维滤料

(8)彗星式纤维过滤材料(1998)［8］

一种不对称构型过滤材料，一端为松散的纤维丝束，另一端纤维丝束固定在比重较大的实心体内，形如彗星，故命名为彗星式纤维过滤材料。

2.2 技术逻辑

第一，颗粒滤料的重要特征是可以方便地在滤池(器)内完成清洗，因此，作为纤维滤料的一个发展方向，用短纤维成型体制作滤料是合乎情理的。

第二，采用纤维材料作为过滤材料的一个出发点是鉴于其比砂或其它实体颗粒材料具有大得多的比表面积和空隙率，由此推断，由纤维材料构成的滤床应具有比常规颗粒滤料更大的纳污量。

第三，纳污量为周期产水量与去除悬浮物之积，纳污量的提高对过滤器效率的提高具有决定性的意义，因此，采用纤维材料制作过滤材料无疑是明智之举，至于纤维材料在应用上受到某些限制(如使用温度)是另外一回事。问题在于，如何充分发挥纤维材料作为滤料的特长?

第四，前面所举几例中，(2)～(7)均为对称性构型的滤料，除(4)外，滤料均含有“死区”，即部分滤料受某种约束，反冲洗时纤维无法散开，从而其间截留的悬浮物颗粒难以脱落，而降低了滤料的洗净度，因此，纤维滤料的开发应朝减少“死区”的方向发展。

第五，实心纤维球(4)的突出特点在于其实心部分（核）的比重可以根据需要进行配置，以促成反冲洗时实心部内核与纤维丝之间由于相对速度不同而产生的“甩曳力”，达到污物由于纤维摆动而脱落的清洗目的。

第六，滤料的尺度也是一个重要的考虑因素。过滤精度的提高取决于多方面的因素，其中之一是滤床横断面上滤料的空隙均匀性，一般讲，这种均匀性越高，过滤精度越高，因此，要求纤维滤料的尺度以小些为好，这样才有利于提高滤床横断面上的空隙均匀性，然而，滤料尺度小将带来制作上的困难和滤池(器)结构技术上的障碍。

第七，与常规颗粒滤料截然不同，纤维滤料构成的是弹性滤床，滤床的空隙率均可根据选择的纤维材料品种和规格进行调整，例如，由高卷曲度纤维制成的滤料比较适于高速过滤。弹性滤床的另一个优点是沿滤床纵断面空隙率是变化的，更符合“理想滤料”的构想。

综上所述，纤维滤料朝着既发挥纤维材料比表面积大的优势、又具备颗粒滤料反冲洗简便特点的方向发展，由此产生了一种新的不对称结构滤料--彗星式纤维滤料。

3 彗星式纤维过滤材料

3.1 构思［8］

如前所述，高效滤料应发挥纤维滤料和颗粒滤料的各自优点，具体而言，滤床在过滤时应接近短纤维乱堆滤层的状态，以实现滤床空隙率分布均匀(过滤断面)，无水流短路现象，提高出水水质；而在反洗时滤料应具有颗粒滤料的特点，滤料纤维在水流中散开并相互碰撞，从而清洗彻底。

基于以上分析，本研究设计了一种不对称结构滤料，并将其命名为“彗星式纤维滤料”。这种滤料的特点是一端为松散的纤维丝束，又称“彗尾”，另一端纤维丝束固定在比重较大的“彗核”内。过滤时，比重较大的彗核起到了对纤维丝束的压密作用，同时，由于彗核尺寸较小，对过滤断面空隙率分布的均匀性影响不大，从而提高了滤床的截污能力。反冲洗时，由于彗核和彗尾纤维丝的比重差，彗尾纤维随反冲洗水流而散开并摆动，产生较强的甩曳力，滤料之间的相互碰撞也加剧了纤维在水中所受到的机械作用力，滤料的不规则形状使滤料在反冲洗水流作用下产生旋转，强化了反冲洗时滤料受到的机械作用力，上述几种力的共同作用结果使附着在纤维表面的固体颗粒很容易脱落，从而提高了滤料的洗净度。

彗星式纤维滤料构成的过滤层其空隙率沿滤层高度呈梯度分布，下部滤料压实程度高，空隙率相对较小，易于保证过滤精度，整个滤床空隙率由下至上逐渐增大，滤层空隙率的分布特性将有助于实现高速和高精度过滤。

3.2 构造与规格

本研究试验了七种滤料构型，彗核外接圆直径0.7—6.0mm，丝束直径0.4—4.0mm，彗尾丝束长度7—80mm，经试验发现：

①彗核尺寸(外接圆直径)大于4mm，依丝束直径不同（2—3.5）彗尾存在无法散开的“死区”；

②彗尾长度大于50mm，则经过一段时间运行后，彗尾逐渐团在一起，有成球趋向；

③彗尾长度小于15mm，则滤料纤维在水中的“甩尾”现象不明显。

因此，确定彗星式纤维滤料尺寸为：

φ2.2×0.4—35/40 (彗核直径×丝束直径—彗尾长度)

图6 彗星式纤维滤料

4.运行性能初探

4.1 实验装置

2000年3月，德安公司大榭生产基地建立起一套标准试验系统，采用双池水循环，并投泥来实现连续过滤。试验装置如下：

过滤器规格 (1)不锈钢，Φ800，净高3.3M (2)有机玻璃，Φ230，净高3.3M

滤料型号 DA863-1

水池 2座，每座6×2.83×2=34 M3

泵 防腐泵FS80-65-160，FS80-65-160，FS65-50-160

风机 TSB650-2.05/58.8 kPa

投加混凝剂 聚合氯化铝

投药量 4-8 mg/L

4.2 典型试验结果

(1) 滤速 20 M/h

n 试验条件

设备： 过滤器内径 Φ 800 mm

过滤面积 0.5027 M2

滤料： DA863-1

水源： 自来水＋泥浆

加药系统：药剂名称 聚合氯化铝

加药量 5-8 mg/L

n 试验结果

平均过滤速度（m/h）

平均悬浮物去除率（％）

过滤周期（h）

20

100

16

反冲洗耗水率：1.56%

剩余积泥率： 1.08％

(2)滤速40 M/h

n 试验条件

设备： 过滤器内径 Φ 800 mm

过滤面积 0.5027 M2

滤料： DA863-1

水源： 自来水＋泥浆

加药系统： 药剂名称 聚合氯化铝

加药量 5-8 mg/L

n 试验结果

平均过滤速度（m/h）

平均悬浮物去除率（％）

过滤周期（h）

40

98.9

7

5.彗星式纤维过滤材料的最新进展

相应的，针对上述彗星式纤维过滤材料具有每个慧核固定的纤维数量较少，对过滤不起作用的实心慧核在滤床中所占体积较的缺点，作者设计了由两股或两股以上的纤维丝束构成的滤料，一个慧核带有多股纤维丝束，提高纤维在滤床中所占的体积，从而提高滤床的容积利用率；从生产上讲，相同滤床体积下，改进后的滤料减少了所需单个滤料的数量，这样更加便于生产制造，提高滤料的生产效率。

下图为典型的两种经改进后的滤料形态：

图9 彗星式纤维过滤材料的新构型

6.结语

规格化纤维滤料的发展经历了短纤维原丝乱堆、对称结构纤维滤料成型体、不对称结构纤维滤料成型体三个阶段。彗星式纤维滤料的构思源于将颗粒滤粒与纤维材料的优点结合在一起。初步研究结果表明，该滤料设计新颖，综合技术指标优于常规滤料，值得进一步深入研究。

本研究的试验工作是在浙江德安公司的研究与开发基地完成的，马立峰先生、张复龙先生、王昀先生、傅俊安先生和董爱军先生参加了试验工作，俞清林先生、阮黎波先生和毛建平先生具体负责彗星式纤维过滤材料的试制与生产，俞建德先生提供了新型滤料及过滤技术的生产及试验条件。

参考文献

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[2] 井田宏明，藤井正博，春田俊男. 水处理媒体的制造方法.日本公告特许.平1-26726(特开昭 57-156012). 1981.3

[3] 井田宏明，藤井正博.过滤装置.日本公开特许. 昭 57-197011. 1981.5

[4] 加藤幸喜.水处理用媒体.日本公开特许.昭58-17818. 1981.7

[5] 金实，王占生，张崇华.纤维球滤料.中国实用新型. ZL 85200039.1. 1985.4

[6] ?木信?冢?涮镄倚郏?街腥笠? 过滤装置.日本公开特许. 昭63-93312. 1986.10

[7] 北山博，?V田靖保，上原??水处理材. 日本公开特许. 平5-285318. 1992.4

纤维过滤器篇3

彗星式纤维滤料是近年发展的结合颗粒滤料与纤维成形体滤料特点的一种新型滤料[1，2]，它既能发挥纤维滤料比表面积大的优势，又具备颗粒过滤材料反冲洗简便的特点。本文考察了以彗星式纤维滤料应用于压力式过滤器的悬浮物去除率、过滤周期、水头损失、截污量、反洗耗水率和剩余积泥率等指标，并针对试验结果进行了讨论。

1 试验系统与装置

1.1 试验系统及测试方法

试验采用投加絮凝剂进行压力式直接过滤的方法，工艺流程见图1。原水为粘土和淤泥自配水。过滤器直径Ф800mm，碳钢焊制，上下隔板间距2.8m。采用聚合氯化铝（PAC）溶液为絮凝剂，投加量5-8mg/L，接触絮凝时间1-3min。滤速范围20-100m/h，操作压力0.04-0.35MPa，出水浊度≤1NTU。采用气-水联合方式进行反冲洗。

1.2 试验滤料

滤料规格为Ф2.5×0.7×(25-30)（彗核直径/mm×丝束直径/mm×彗尾长度/mm），彗核相对密度为1.1，滤料所用纤维为聚酯纤维，纤维丝径20-40μm，卷曲数为7-10个/cm。

2 试验结果

2.1 过滤试验

彗星式纤维滤料过滤器的操作方式为压力式。出水浊度控制指标为1NTU，试验过程中滤床的水头损失处于操作压力范围之内，因而最大过滤时间由出水泄漏浊度控制。

2.1.1 典型试验曲线

图2为彗星式滤料过滤器在滤速80m/h下的过滤曲线。

2.1.2 试验结果

表1给出了彗星式纤维滤料压力过滤器进水平均浊度在17-61NTU之间、滤速为20-100m/h的试验结果[3]。

纤维过滤器篇4

1、前言

熔铝炉与保温炉的燃料通常为柴油、天然气或煤气，燃烧废气主要含有CO2、CO、N、H0、A10，粉尘、炭粉、氯化盐（NaC1、KC1）及少量酸性气体（HC1、C12、HF）。其中，粉尘浓度约为300～600mg/m3；HC1约280mg/m3（保温炉精练时）；C12约为161mg/m3（保温炉精练时）熔铝炉粉尘的粒径分布：≤1μm的占72.5%；1～30μm的占14.9%；≥30μm的占12.6%。熔铝炉的烟尘特点是粉尘细而轻，当燃料为柴油或天然气时湿度较大，有一定的腐蚀性。对于较细粉尘的治理须采用高效除尘器，如电除尘器或袋式除尘器。由于电除尘经烟气调质后易结露产生酸雾，腐蚀极板与机体构件，所以不适用于熔铝炉烟气治理，且已有过失败的案例。因此熔铝炉烟气治理比较切合实际的技术就是袋式除尘器，关键是选择合理的机型和合适的滤料。

2、袋式除尘器

袋式除尘器是目前应用广泛、实用高效的除尘设备，技术发展成熟，种类繁多。滤料和结构是袋式除尘器的根本。

2.1 袋式除尘器的滤料

滤料是袋式除尘器的核心，除尘器的效率、阻力及寿命都与滤料有关。

2.1.1 国内生产及应用较多的滤料

2.1.1.1 耐温l30℃以下的聚脂类滤布：涤纶“208”绒布、“729”筒形聚脂平布、涤纶针刺毡等；

2.1.1.2 耐温220℃以下的合成纤维滤布，其主要纤维有诺美克斯（NOMEX）、芳矾纶，可以做成机织平布，也可以做成针刺毡；

2.1.1.3 耐温260℃以下的玻纤布，通常都经过“硅油一石墨一聚四氟乙烯”处理。此外，还有氟美斯针刺毡。

2.1.2 国外品牌滤料

国外滤料品种很多，现在许多外商也通过独资或合资的方式在国内生产，可以满足各种不同条件下（如温度、耐酸、碱性等）的需要，其中值得注意的有以下几种：

2.1.2.1 聚丙烯酸纤维（Dralon—T），耐温135℃，具有良好的性能，特别在耐酸方面优于聚脂和诺美克斯，是工业炉窑烟气除尘较为理想的滤料；

2.1.2.2 Ryton（赖登）和P一84滤料。这两种滤料耐温较高，分别达190℃和260℃，并具有良好的除尘效率、阻力特性和耐酸性能，用于熔铝炉收尘比较理想，但其造价要比Dralon—T高；

2.1.2.3 聚四氟乙烯（Teflon）滤料，性能很好，也可以用于熔铝炉烟气除尘，只是造价也偏高，难以广泛应用；

2.1.2.4 玻纤滤料。国外在玻纤滤料应用方面非常注重滤料的处理，除了硅油、石墨、聚四氟乙烯（STG）处理外，还有防酸处理、TeflonB处理；特别是近年来提出的Blue—Max—CRF/70处理方法，可明显改善玻纤性能尤其是柔韧性和抗疲劳性。这些处理技术使玻璃纤维的应用范围大为扩大，美国的工业窑炉烟气净化系统主要采用经过这些方法处理的玻纤滤料，其性能价格比也比较适中。用玻璃纤维制成的针刺毡，除了有良好的耐热性能外，还有足够的强度，可用于脉冲袋式除尘器，例如美国的Huys就是用超细玻璃纤维制成的针刺毡；

2.1.2.5 GORE—TEX滤料。这是一种薄膜滤料，是由一层很薄的、极其光滑、多微孔的膨体聚四氟乙烯薄膜和底布粘结而成。根据耐温的要求，底层布可以采用涤纶毡、诺美克斯毡、玻纤毡或织布。底布只起支撑薄膜和增大强度的作用。由于薄膜上的微孔非常细，粉尘不易侵入基材纤维，易清灰，其除尘效率可达99.999%以上。采用GORE—TEX滤料，排放浓度很低，可以将含尘空气经除尘后送回车间，实现空气再循环，这对采暖车间的节能具有重要意义。熔铝炉烟尘温较低、烟气易结露、含油含水，采用这种防油防水性好、不易糊袋的滤料就显得很有意义。但是，熔铝炉燃烧尾气含有有毒气体，不允许进行空气循环，因此在这种应用中无节能作用。

2.1.2.6 抗静电滤料。在一些有可能发生爆炸的除尘系统（如煤粉系统）中，袋式除尘器经常会发生爆炸和燃烧，因此应采用防静电滤料。这种滤料通常是在基布上按一定间距均匀地布置一些导电纤维。导电纤维的材质与基布相同，但其表面涂有金属层（主体为铁元素，添加少量镍、铬、钼、钴、锰等元素），纤维直径0.142mm。有些熔铝炉的烧咀燃烧不充分，粉尘中炭粉含量很高，致使收尘系统有爆炸嫌疑，可考虑选用防静电滤料，以防万一。

2.2 各种袋式除尘器的结构与清灰

多年来我国先后引进了许多国家的袋式除尘器，再加上消化改进，还有外商的介人，因此国内市场上的袋式除尘器种类很多。袋式除尘器的结构与清灰方式密切相关。本文主要介绍脉冲清灰袋式除尘器

2.2.1 脉冲喷吹清灰袋式除尘器有以下几种：

2.2.1.1 离线分室停风低压喷吹脉冲袋式除尘器

其主要特点是分室组合，清灰时逐室停风、下进风过滤。过滤风速1.3m/min，压缩空气压力为0.2～0.3MPa。离线清灰对熔铝炉收尘很有利，由于清灰彻底，可降低运行费用；除尘器阻力小；组合后的处理风量可达1.1×106m3/h。

2.2.1.2 在线低压长袋大型袋式除尘器

其主要特点是除尘袋长达6m，必要时可再加长1～2m；采用直通型双薄膜片阀，喷吹压力0.2～0.4MPa，过滤风速1.0～2.0 m/min；分单元组合，组合后的处理风量可达1.1×107m3/h。

2.2.1.3 气箱式高压脉冲清灰袋式除尘器

这是由美国富尔公司引进的技术，采用分室结构，停风整室脉冲喷吹清灰。喷吹压力0.5～0.7MPa MPa，过滤风速1.2 m/min，处理风量可达3.1×105m3/h。该除尘器也是离线清灰，对熔铝炉收尘比较理想；

2.2.1.4 回转臂脉冲喷吹袋式除尘器

这是澳大利亚鲁奇公司的技术。通常回转臂反吹袋式除尘器是用高压风机反吹的，而鲁奇是用大型脉冲阀（整个除尘器只用一个脉冲阀）及压缩空气喷吹。喷吹压力0.2～0.25MPa，清灰强度大。滤袋长度可达6m，断面为椭圆形，与回转臂垂直布置。回转臂为双肩，一侧臂吹单数圈，另一侧臂则吹双数圈。过滤风速1.2 m/min，处理风量可达1.9×105m3/h。此项技术清灰强度大，对于熔铝炉收尘也应是不错的选择；

3、烟气温度控制

为了保护滤袋并延长其使用寿命，进入除尘器的烟气温度不得超过滤料使用温度，因此在吸风口附近和除尘器前的烟气通道上各设置一测温点（测温表），测温点之间装有混风阀，混风阀打开时，管道内混入冷风，从而达到控制烟气温度的目的。

4、烟气捕集部分

在不影响工艺及工人操作和检修的前提下，尽量罩住炉门及各个扬尘点。当除尘器工作时，罩内产生负压，而且高温烟气又具有一定的上升力，依靠吸力及上升力使产生的粉尘及烟气不断的被吸入罩内进入除尘器。捕集罩的特点：

4.1 冶炼全过程捕集，捕集率高。

4.2 除尘系统工艺的短流程化，系统阻力低。

4.3 烟气温度波动不会出现高温或低温现象，不烧布袋，不易结露。

4.4 操作简单，维护方便。

5、喷吹系统用气要求

压缩空气气源接入除尘器专设的储气罐，并进行除油、脱水处理。经减压阀减压后将洁净空气供给除尘器。

6、结语

袋式除尘器技术成熟，种类繁多，性能各有千秋。对于熔铝炉烟尘治理，应选用耐热、防腐、低阻高效、经济实用、维护简便的袋式除尘器。

参考文献

1 工业炉设计手册。北京：机械工业出版社。2006.8

纤维过滤器篇5

关键词：硅藻土；纤维素；助滤剂；助滤性能；微污染原水

中图分类号：TU991.2

文献标志码：A 文章编号：1674-4764（2016）03-0090-06

Abstract：The diatomite/cellulose filter aids were prepared using raw diatomite and cellulose via sol-gel technique. The effect of cellulose/diatomite， distilled water/cellulose， EtOH/diatomite， ammonia concentration and temperature on the properties of diatomite/cellulose filter aids were investigated. The filtration efficiency of diatomite， cellulose and diatomite/cellulose filter aids was compared. The influence of diatomite/cellulose filter aids on slightly polluted water filtration was studied. Results indicated that when 40 mL distilled water dissolved 1.0 g cellulose， 20 mLEtOH carried 1.5 g diatomite， the ratio of diatomite to cellulose was 0.67， the concentration of ammonia was 5×10-4mol/L， the temperature was 60 ℃，the best diatomite/cellulose filter aids were achieved. The efficiency of diatomite/cellulose filter aids was obviously better than that by diatomite and cellulose filter aids. The pollutants removal efficiency could increase by using the diatomite/cellulose filter aids in the direct filtration process to treat the micro-polluted raw water. The results showed that the combination of filtration and micro-filtration membrane could achieve excellent permeate water， which met the Standards for Drinking Water Quality（GB5749―2006）.

Keywords：diatomite； cellulose； filter aids； filter performance；micro-polluted raw water

现如今微污染水体已越来越多地作为人们生活用水水源之一。在微污染水处理过程中直接过滤是常用的一种水处理工艺，而直接过滤时，滤浆中的颗粒极易形成滤饼堵塞过滤介质的孔道，使过滤的效率降低甚至无法继续进行[1]。为解决这一问题，可在过滤时加入助滤剂以强化过滤过程[2]。理想的助滤剂具有空隙率大，孔隙结构丰富，比表面积大和形状不规则，不可压缩的性质，而且可形成结构疏松几乎不可压缩的滤饼，形成通畅的液体流道，从而减小滤饼的过滤阻力。同时可以阻止悬浮液中小颗粒穿透和堵塞过滤介质，提高过滤速度和滤液的澄清度[3]。助滤剂过滤可滤除滤浆中的固体颗粒及悬浮物，吸附胶体粒子、大部分细菌、病毒及部分有害元素等[4]，其过滤作用主要是对污染物的机械截留作用和吸附作用，将简单的介质表面过滤变为深层过滤，产生较强的净化过滤作用。

目前常用的助滤剂有硅藻土、纤维素等，但其在实际应用中各有优缺点：硅藻土具有孔隙结构发达、硬度高、稳定性好、化学杂质含量少的特点[5-6]，但是滤速相对缓慢，堆密度较大，按其质量加入往往达不到预期要求，多加又将使成本上升[7-8]。纤维素助滤剂在水中带负电荷，吸附阳离子，具有一定的吸附性能，所以同时可用作吸附剂，但过滤之后滤液的澄清度不太好[9-11]。目前对于纤维素和硅藻土的改性研究甚多，方法也多种多样，但同时结合两种以上助滤剂材料来制备复合助滤剂并探讨其性能的研究甚少。

本研究以纤维素和硅藻土为原料，通过溶胶凝胶法制备了硅藻土/纤维素无机有机复合助滤剂，并分析了纤硅比（纤维素与硅藻土的质量之比）、氨水浓度、蒸馏水/纤维素、无水乙醇/硅藻土以及水浴温度这5个因素对复合助滤剂的影响，以得到最佳的制备条件，同时在不同进水浊度和不同滤速条件下对硅藻土、纤维素和硅藻土/纤维素复合助滤剂的助滤性能进行了比较，并研究了硅藻土/纤维素复合助滤剂对实际微污染原水过滤效果的影响。

1 材料与方法

1.1 实验材料和主要仪器

本研究所使用的药品主要为微晶纤维素，柱层析；无水乙醇，分析纯；稀硫酸，分析纯；氨水，分析纯；均为国药集团化学试剂有限公司生产；硅藻土，武汉百惠生物科技有限公司提供；蒸馏水，自制。主要仪器为DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器，HACH 2100P 高精度便携式浊度仪。

1.2 硅藻土/纤维素助滤剂的制备

将微晶纤维素分散于蒸馏水中作有机前驱物，待其完全浸润后抽滤，并用无水乙醇洗涤多次以除去残余水分。将1.0 g处理过的纤维素溶于一定量的蒸馏水 （1.0 g纤维素/30 mL蒸馏水） 中制得溶液A，向溶液A中逐滴加入1 mL的1 mol/L的稀硫酸，装入三角烧瓶并置于60 ℃恒温加热磁力搅拌器内搅拌预水解10 min。将1.5 g硅藻土与无水乙醇（EtOH）按1.5 g硅藻土/20 mLEtOH的比例配成溶液B，将溶液B加入溶液A中，恒温搅拌10 min后，加入1.8 mL的氨水（5×10-4 mol/L），反应10 min后，降至室温，用磁力搅拌器低速（20 r/min）搅拌，持续搅拌24 h，制得纤维素/硅藻土溶胶，过滤洗涤去除杂化物，在45 ℃干燥24 h，再放入恒温干燥箱105 ℃下继续干燥24 h，研磨成粉后即可得到硅藻土/纤维素复合助滤剂。

分别改变纤硅比、氨水浓度、蒸馏水/纤维素、无水乙醇/硅藻土以及水浴温度，做纤维素含量变化的对照试验，以确定最佳的制备条件，复合助滤剂材料中纤维素含量可由硅藻土的质量增量来求得。助滤剂中硅藻土的增量越高，说明纤维素和硅藻土的复合效果越好，助滤剂的助滤性能就会越好。

1.3 硅藻土/纤维素助滤剂性能的测试

采用直径为25 mm，高1 500 mm的透明有机玻璃柱为模型滤柱。滤柱中填充粒径d=0.6～1.2 mm的石英砂滤料，滤层厚H=280 mm。采用砾石作为承托层，从上到下粒径逐渐增大，总厚度100 mm。由于滤柱模型内径较小，故基本可以保证配水均匀性。取3份1 L自来水，分别投加100 mg自然黏土，充分搅拌混合，配成原水，各添加1 mg纤维素、1 mg硅藻土和1 mg硅藻土/纤维素复合助滤剂，经过滤柱过滤。过滤中尽量保持进、出水流量稳定和原水浊度稳定，通过单因素实验，在不同的进水浊度和滤速下，测出水浊度。另取两份1 L的武汉南湖水为实际微污染原水，并向其中一份投加1 mg硅藻土/纤维素复合助滤剂，经过滤柱过滤，测出水中各污染物的含量。2 结果与讨论

2.1 硅藻土/纤维素复合助滤剂的最佳制备条件分析

2.1.1 纤硅比对硅藻土/纤维素助滤剂制备的影响

保持其他条件不变，测定不同纤硅比对硅藻土增量百分比（硅藻土增加的量/纤维素质量）的影响。如图1所示，当纤硅比为0.33时，硅藻土的增量百分比最小，只有64%；当纤硅比为0.67～1.67时，硅藻土的增量百分比都趋于平稳，稳定在85%左右。纳米SiO2/纤维素复合材料中，无机SiO2纳米粒子以薄片和球状颗粒形式存在，SiO2纳米颗粒由于纤维素聚合物链的包覆作用而均匀地分散在树枝状的纤维素基体中，纤维素聚合物链对SiO2纳米颗粒的包覆作用主要是通过氢键[12]。纤维素分子链上所有的羟基都处于分子链内或者分子链间的氢键中[13]，羟基的数量是一定的，只能包覆一定量的SiO2纳米颗粒。硅藻土的化学成分主要是SiO2，因此，当纤硅比大于0.67之后，纤维素都只能与一定量的硅藻土复合，故硅藻土的增量百分比保持在85%左右。

2.1.2 蒸馏水/纤维素对硅藻土/纤维素助滤剂制备的影响

保持其他条件不变，改变蒸馏水/纤维素的大小。如图2所示，随着蒸馏水/纤维素的增加，硅藻土增量百分比先增大后减小。在蒸馏水/纤维素为40 mL/g时，硅藻土增量百分比达到最大值93%；纤维素的水解需要一定的水分，当蒸馏水/纤维素小于40 mL/g时，蒸馏水的投加量不足，只有部分纤维素水解，此时纤维素的水解产物与未水解的纤维素分子之间继续聚合，形成大分子溶液，体系内无固液界面，属于热力学稳定系统，复合效果不好；当蒸馏水/纤维素达到40 mL/g时，纤维素得以充分水解，体系内形成存在固液界面的热力学不稳定系统，与硅藻土复合效果最好；当蒸馏水/纤维素大于40 mL/g时，体系内剩余水分过多，稀释了聚合物的浓度，减少了颗粒之间碰撞的几率，与硅藻土产生凝胶质量较差，从而导致助滤剂复合效率降低。

纤维过滤器篇6

研发和生产过程

记者：开发该纤维的背景是什么？

李文俊：早在2010年底的上海国际会展上，日、美等国的公司已经开始主推细旦纤维，而当时国内普通的过滤性纤维才刚刚起步，日、美等国对该技术具有垄断权，该纤维制品的定价也非常昂贵。我们当时就觉得，随着环保要求的提高，过滤材料从粗旦发展到细旦，不断提高精度是一种趋势。于是，从2011年初开始，与四川大学合作研发，最终在2012年底成功开发出了具有国际先进水平的细旦聚苯硫醚纤维，实现了国内零的突破。

记者：该技术开发过程中遇到了哪些难点？

李文俊：当时国内粗旦纤维技术都不够成熟，细旦纤维的开发难度更不用说。首先是原料供应商很难找，为此，只能是买进原料后，自己进行反复的试验，将其改进为适合生产细旦的原料。其次，设备和工艺技术方面，都没有可借鉴的例子，我们只有根据经验，不断尝试改进生产设备。其实，该纤维生产的关键难点就是纺丝技术的突破，只要突破关节点，其他问题就能迎刃而解。为此，我们跟四川大学进行了合作研究。最后是下游企业的试用。为了证明产品的可信度，必须找社会认可度高的企业进行试用，由于当时研发是在小机器上生产的，后来试用又要转到大机器设备，这期间又花费了很长时间。

聚苯硫醚纤维，又称PPS纤维，我们研发了该纤维的流动改性剂，改善了PPS树脂的熔融流动性，提高了PPS细旦纤维的可纺性。开发了全封闭式、脱硫、脱湿、除尘、脱氧、结晶干燥一体化连续式节能干燥；研究设计了细旦PPS纤维专用熔体静态混合器，进一步提高了熔体的均匀性；而且设计了特殊的纺丝组件、建立了聚苯硫醚细旦纤维的成套产业化技术。该项目经四川省科技厅组织的专家委员会鉴定认为：项目工艺、设备的国产化率达到了 100%，项目总体技术达到国际先进水平。本项目申请发明专利2项，实用新型专利6项，其中6项已获授权，此次获得纺织科技奖三等奖，也是实至名归。

性能和环保优势

记者：与常规纤维的过滤性能相比，细旦聚苯硫醚纤维有哪些优势？

李文俊：线密度为1.1dtex的细旦纤维比常规2.2dtex及2.2dtex以上纤维比表面积大40%以上。单位克重相同的过滤毡、纤维直径，线密度（旦数）越小、纤维滤料单位体积的纤维数量就越多，纤维的表面积就越大，过滤效率、精度就越高。该纤维细度小，纤维之间缠绕紧密，同样厚度情况下，其孔径小、过滤性能更优。因此，同样工况条件下，对于处理同样的一般性粉尘颗粒，细旦纤维滤料的效率会比普通纤维滤料高出许多，出口排放浓度相当低，在这一点上，细旦纤维滤料可以取代覆膜滤料，提高使用效率。

记者：其在环保方面的优势体现在哪些方面，有无例子？

李文俊：聚苯硫醚（PPS）细旦纤维是一种新型的耐高温、耐腐蚀纤维材料，在200℃下不溶于任何化学溶剂；还具有良好的阻燃、绝缘、耐辐射等优异性能过滤材料，目前已成为燃煤电厂烟道气除尘、城市垃圾焚烧厂尾气过滤及除尘升级的首选滤材。烟尘的危害众所周知，烟气除尘是治理污染的重要组成部分，其中袋式除尘是治理烟气的重要方法。采用耐高温、耐腐蚀纤维制造袋式除尘器进行烟道气除尘，可以取得良好的效果。这种除尘器除尘效率高，达到99.99%；粉尘排放浓度低，低于30mg/Nm3，细旦纤维可使排烟含尘减少到15mg/Nm3以下。

应用前景和规划

记者：该纤维应用前景如何？

李文俊：首先，随着全球环境问题日益严重，对污染物排放的标准要求也将越来越高，具有更佳过滤性能的细旦PPS纤维，将有巨大的发展潜力。据预测，全球PPS纤维需求年增长率约10%。目前的需求量为4万吨/年左右。该纤维最大的市场是亚太地区，占市场的54%，其次是美国占25%，欧洲占20%。尤其是我国雾霾天气日益严重，国家已经从2013年开始加大环境污染的治理，这必将使细旦PPS纤维用量急剧增长。

其次，新材料技术、信息技术、生物技术被认为是21世纪三大支柱性高新技术，也是当前全球高度关注的最为重要、发展最快的科学技术领域之一。“十二五”期间，国家重点发展碳纤维、聚苯硫醚、聚四氟乙烯等高技术纤维。高强细旦单丝滤料的产业化也是“十二五”产业用化纤的重要发展方向。

再者，该纤维在环境保护、化学工业过滤和军事等领域中广泛应用，火力发电烟道除尘尤为突出，市场应用前景可见一斑。

纤维过滤器篇7

关键词：转染基因Nanog内皮细胞上皮细胞混合种植聚砜膜中空纤维肾小管

生物人工肾(bioartificialkidney，BAK)是肾脏组织工程研究的重点之一。BAK的研究包括两个方面：生物人工肾小管和生物人工肾小球。当前，肾脏组织工程研究已取得了极大的进展，但仍存在关键的问题有待解决。如何在一定时间内快速获得大量的组织工程种子细胞；如何让构建的生物人工滤器既有生物人工肾小球的滤过与抗凝功能，同时又有生物人工肾小管的重吸收及内分泌功能。针对如何提高一定时间内种子细胞产量的问题，我们在先前的研究中应用促细胞增殖的人Nanog基因(hNanog)来促进种子细胞的增殖。而对生物人工滤器功能兼备的问题，在本研究中我们采用了种子细胞混合种植的方法。

一、材料与方法

1、材料伊格尔最低浓度必需介质(EMEM)培养基(美国Gibco)，胎牛血清(FCS，美国Hyclone)，胰酶(美国Sig-ma)，PKH26及PKH67(美国Sigma)，Hoechst33342(美国Sigma)。JSM—6000F扫描电镜(日本JEOL公司)。肾小管上皮细胞(HKC)由南京医科大学杨俊伟教授馈赠，血管内皮细胞(ECV304)由军事医学科学院三所细胞室赠送，转染种子细胞的rAAV2-hNanog重组病毒由北京本元正阳生物技术公司包装完成，转染rAAV2-hNanog重组病毒的2种细胞ECV304、HKC由本实验室制备并保存。

2、中空纤维上混合细胞的分布

2.1混合细胞的PKH26/PKH67标记：将转染hNanog基因的两种细胞ECV304及HKC细胞各接种在75cm塑料培养瓶中，置于37℃、体积分数为0.05的CO2孵箱中，用10%的FCSEMEM进行培养。当两种细胞各生长至汇合时，用0.25%的胰酶消化、离心并沉淀细胞后，然后再用无血清的EMEM洗涤细胞，400g/min离心，共5min，然后弃去上清，使残留上清不要超过25μl，然后在获得的细胞沉淀中加入1ml稀释剂C溶液，轻轻吹打形成细胞悬液；按照PKH26和PKH67试剂盒说明书分别配制4×10-6mol/L的PKH26溶液和4×10-6mol/L的PKH67溶液，然后把ECV304细胞悬液加入到PKH26染液、HKC细胞加入到PKH67染液中，各自吹打均匀，并于室温下放置2～5min。之后加入2ml血清，室温下放置1min，再用10%EMEM4ml稀释上述细胞悬液，25℃条件下1200r/min离心，共10min，弃去上清，去除染色液。用10%EMEM冲洗ECV304、HKC细胞4次，然后将细胞移到另一新管中，加入10ml完全培养基，离心，重悬，使两种细胞各自的密度调整在(1.0～2.0)×107/ml，然后把两种转染细胞ECV304与HKC细胞悬液等体积混合，轻轻吹打均匀，制成混合细胞悬液。

2.2标记细胞的种植：将实验组及对照组的AV400滤器(Fresenius公司0.7m2)均用无血清的EMEM培养基冲洗，再把无血清EMEM配制的层黏连蛋白0.74mg/ml[1]注入滤器中，置于37℃孵箱中1h，之后将其抽去。然后把标记的种子细胞混合液平均分成4次注入滤器内腔，两次注射时间间隔为1h，每次注射完毕后按方向标记放置滤器，待下次注射结束后依照固定方向将滤器转动90°，总共进行4次，完成360°循环。对照组只在AV400滤器中注入不含细胞的培养基，注射方法及放置方法同实验组。最后把两组滤器的外腔注满培养基，置于37℃、体积分数为0.05的CO2孵箱中培养，滤器中培养液pH<7.2时即予以更换。于培养第5天时从两组滤器中取出中空纤维，用刀片将纤维丝纵向剖开，磷酸盐缓冲液(PBS)溶液冲洗2次，然后在荧光显微镜下观察2种转染细胞在中空纤维上的分布。

3、混合细胞在中空纤维上生长状态的观察把2种已转染人Nanog基因的ECV304、HKC置于37℃、体积分数为0.05的CO2孵箱中，用10%FCSEMEM进行培养。当两种细胞生长至汇合状态时，用0.25%的胰酶消化，并对2种种子细胞进行细胞计数。实验组及对照组所用AV400滤器仍用层黏连蛋白包被。把2种转染细胞的密度调至(1.0～2.0)×107/ml，然后把两者等体积混合，轻轻吹打均匀，制成混合细胞悬液，然后把细胞混悬液注入滤器内腔，注射方法与放置方法同2.2部分。对照组只在AV400滤器中注入不含细胞的培养基，注射方法及放置方法同实验组。最后将两组滤器外腔注满培养液，置于37℃、体积分数为0.05的CO2孵箱中培养，滤器中培养液pH<7.2时即予以置换。第7天时从两组滤器中取出中空纤维，用0.1mol/LPBS冲洗1次，然后再用2.5%戊二醛于4℃冰箱中固定2h，之后再用0.1mol/LPBS溶液冲洗，用刀片将中空纤维沿纵向剖开，再用0.1mol/LPBS溶液冲洗2次，最后把剖开的中空纤维置于1%锇酸中，4℃冰箱中固定1h。标本制作完成后，进行扫描电镜检测。

二、结果

1、中空纤维上混合细胞PKH26及PKH67标记检测：经PKH26染色的ECV304转染细胞及经PKH67染色的HKC转染细胞混合种植于聚砜膜中空纤维上后，可见两种种子细胞呈点片状分布在聚砜膜中空纤维上。荧光显微镜下，ECV304细胞呈现红色，而HKC呈现黄绿色。而对照组则无红色或黄绿色的点片状细胞群分布。

2、中空纤维上混合细胞的生长形态：转染的ECV304细胞与转染的HKC细胞混合种植于聚砜膜中空纤维内腔7d后，扫描电镜检测：对照组未见细胞生长；混合细胞在中空纤维内腔上呈片状生长，并可见细胞表面的微绒毛。

三、讨论

早期的肾脏组织工程主要是模仿肾小球的滤过功能，人们利用具有类似肾小球滤过功能的生物膜(如聚砜膜)建立了血液透析的方法。然而，血滤器在血透过程中易出现血栓，最终导致滤过功能下降。为解决血滤器中出现血栓的问题，有人将转染水蛭素基因的内皮细胞种植在生物膜材料上，制成生物人工肾小球[3，4]，但这种具有抗凝功能的生物人工肾小球只能对小分子溶质进行清除和滤过，缺乏物质重吸收及内分泌等重要功能。

生物人工肾小管是把肾小管上皮细胞种植在中空纤维腔内，上皮细胞在中空纤维内腔的表面黏附生长并形成单层，从而发挥小管上皮内分泌、重吸收作用[4-8]，但它缺乏抗凝的功能。在透析过程中，生物人工肾小管仍需要使用肝素抗凝。对血透患者来说，长期使用普通肝素(UFH)可引起脂质代谢异常，加重患者的脂质代谢紊乱[9，10]。尽管有研究认为，血透过程中使用低相对分子质量肝素(LMWH)在一定程度上可以缓解高脂血症和改善脂质代谢，但John等[11]的研究证明，无论使用UFH还是LMWH，均有导致严重的肝素诱发性血小板减少症的可能(heparin-in-ducedthrombocytopenia，HIT)。因此，把两种种子细胞混合种植在聚砜膜中空纤维上，构建一种兼备血管内皮细胞抗凝功能、小管上皮细胞内分泌及重吸收功能的新型生物人工肾小管，是克服既往生物人工肾小球/肾小管不足的一个可行的方法。

纤维过滤器篇8

关键词：粉末树脂过滤器；压密；爆膜；空冷导；

中图分类号：TG434.1+1 文献标识码：A

引言

乌拉特发电厂三期工程为2×300MW直接空冷机组，分别于2006年6月、9月完成168试用，空冷导为中国哈空调厂家生产，精处理采用粉末树脂过滤器。近几年来由于水资源的减少，直接空冷机组增加与此相对应的粉末树脂过滤器已成为趋势，但有一些热力发电厂的粉末树脂过滤器运行周期短，出水水质达不到设计值，我们就此问题并结合我厂调试时的经验与大家共同分析。

1 粉末树脂过滤器简单介绍

1.1 水源特征

1.1.1 凝结水含氧量大、含盐量小、水质稳定、含铁量大。

由于采用直接空冷系统不存在水冷机组的凝器泄漏。因此含盐量很小，但由于空冷导在背压下运行，运行中漏入大量空气使氧腐蚀加剧、二氧化碳渗入增加，造成水质铁含量增大。

1.1.2 化学补给水含盐量小、稳定、PH值低

化学补给水是机组主要补充水的来源对水质要求很严。阴离子交换器或混合离子交换器失效，如监督不及时将直接造成凝结水含硅量增大。

1.1.3 疏水含氧量大、含铁量大、含盐量小

疏水箱水由于接触大气含氧量大、含铁量大，但疏水是蒸汽直接冷凝而成因此含盐量小且稳定。当疏水箱腐蚀严重时，铁含量会很快升高。

1.2 粉末树脂过滤器的设计

精处理设两台粉末树脂过滤器可100%过滤或一用一备，凝结水进水总管设手动和自动旁路门，当入口管温度超过85℃（有的75℃）以及单套粉末树脂过滤器压差超过0.175MPa自动旁路门打开，护膜泵启动，进出口门关。

1.3 粉末树脂过滤器的原理

将一定量的树脂粉与纤维粉溶解形成料浆，输运到粉末树脂过滤器中，同时粉末树脂过滤器内水回流至再循环箱，此时大部分料浆铺到滤元上形成蓬松的过滤层，当凝结水投运后，高速的凝结水带动粉末树脂过滤器内的料浆，从没有铺上料浆的滤元上经过使粉末树脂过滤器的滤元铺上均匀的过滤层。

滤元上铺有纤维粉与树脂粉，因此具有从前覆盖过滤器所具有的过滤与吸附作用，同时树脂粉又可与溶解固形物发生反应，并且由于树脂粉特别细小没有吸附层和扩散层，因此反应特别快，利用率提高很多至60%-95%

1.4 粉末树脂过滤器的运行

1.4.1 参数；DD：≤0.15us/cmSiO2：≤15ug/LFe：≤8ug/Lp：≤0.175MPa

1.4.2 启动与运行

启动时先从旁路门升压，待压力平衡后，开进出水门，投入运行防止压差过高冲击滤元。按规定过滤器一般运行20天左右。我厂现在两套同时投运，运行时间达到20-40天，达到设计要求。

1.4.3 保护

当粉末树脂过滤器流量低于176.5T/H时，护膜泵启动，高于250T/H时护膜泵自停。

1.4.4 注意事项

在运行中树脂的加入量是很少的。以我厂为例：每次铺膜总量100公斤。启动初期混合树脂2:1（氢型或铵型与氢氧型）和纤维一起使用，树脂与纤维的比率在1:2，树脂加入量只有33公斤。正常运行阶段：混合树脂2:1（氢型或铵型与氢氧型）和纤维一起使用，树脂与纤维的比率在1:1。树脂加入量只有50公斤。因此用粉末树脂来使启动初期的水质达到设计要求是不可能的。而且凝结水温度较高，一般大于56℃，对溶解硅的去除是较差的。所以在启动初期，最好通过加强锅炉排污使凝结水达到合格。

2 原因分析及处理

2.1 空冷导的冲洗

空冷导管道轧制、加工过程中形成的氧化轧皮；存放和安装过程中产生的腐蚀产物；焊渣，泥沙污染物及溶液于水形成胶体物质，这些杂质在投运前必须冲洗干净，我厂在吹管时，对空冷导五组分别进行了长时间冲洗，控制指标为：

这些杂质如不及时清洗会粘附在滤元上，有的插入液元绕丝内，在爆膜时脱落不下来。

2.2 滤元装反

如果在安装过程中有几根成数根滤元装反，致使过滤后的水不能流入出水集水装置，压差会很快升高。

2.3 铺膜量过大

为了达到水质指标，人为增加铺膜量，过滤层厚，过滤阻力大，压差会很快升高如果只加树脂粉，这样不仅铺膜不均匀，而且压差也会很快升高。

2.4 流速过大

当使用一台粉末树脂过滤器时，由于滤速过大使滤元表面的过滤层压密增大，致使压差急速升高，可投两套粉末树脂过滤器或手动旁门保持一定开度。

2.5 爆膜不干净

2.5.1 爆气量不足：

2.5.1.1 开关时间短或信号反馈有毛病。

2.5.1.2 压缩空气罐气压低，压缩空气罐入口管细不能及时补充爆膜消耗的压缩

空气，压缩空气罐在最后几次爆膜时，压缩空气罐内没压力。我厂因入口管安装不对，在爆膜最后几次时压缩空气罐内压力仅为0.2MPa。后来经改造，压缩空气罐爆膜开始为0.7MPa，爆膜结束为0.4MPa。基本保证爆膜用气压力。

2.5.2 增加爆膜次数

在爆膜最后一步排水时，观察看水质是否清澈，如很脏可再次爆膜，直至水质清澈透明。

2.5.3 参数不合理

因为爆膜过程中粉末树脂过滤器内水位是一项很重要的指标，根据水位在低部、三分之一、三分之二、分三个部件进行爆膜，厂家提供参数与实际有一定的差别，必须经实际操作后重新设定。例如：反洗泵流量100T/H充满过滤器是三分钟，现在反洗泵流量140T/H充满过滤器是二分钟,这样爆膜步序时间必须全部更改。

2.6 启动初期水质差

新机组在一年内系统内部都会有很多死角或缺陷使水质不合格，这需要长期的分析处理。我厂精处理168试运完成后，粉末树脂过滤器运行周期为7天左右。当过滤器停运后，导电度很快升高，表明系统还是很脏，后经大量排污，水质逐渐达到要求，运行周期也延长到20-30天。

3 综合分析

3.1 粉末树脂过滤器爆膜完成后空投（不铺膜），此时压差小，表明粉末树脂过滤器流量大或铺膜量大，，可通过开一定旁路或投两套粉末树脂过滤器，减小压密的增大速度。新机组在启动初期，应增加排污量，保证水质。

3.2 粉末树脂过滤器爆膜完成后空投（不铺膜），此时压差大，表明滤元表面干净，应增大爆膜进气量、延长爆膜时间、重复爆膜和调整参数。如压差仍大可将滤元取下用柠檬酸酸洗。

4 解决问题

4.1 每次铺膜时应从再循环溢流管，取样看有无树脂粉或纤维粉，防止爆膜时压缩空气冲断滤元。这是唯一判断是否跑树脂的方法。如果树脂进入炉水，PH会降低、导电度增大。

4.2 铺膜时过滤器罐体高再循环箱低过滤器上部会无水，可在再循环管出口加装挡板或投运后让高速凝结水带动多余纤维粉和树脂粉自动填充未铺上的滤元。

4.3 投运时开旁路，压力平衡后方可投运，防止高压凝结水冲断滤元。

结束语

总之，粉末树脂过滤器具有占地少、自动化高、可无人值班、无酸减废液等特点，它对凝结水，疏水产生的铁腐蚀产物具有很高的去除率，但对补给水产生硅酸盐杂质很难去除。为了保障炉水水质，我们应从全方位考虑精处理的运行方式,即要保证运行周期，又要使凝结水水质合格.

纤维过滤器篇9

论文关键词：核安全3级,自主研发,填补国内空白

1.1 主要用途

田湾核电站KPL3系统高效过滤器滤芯主要用于田湾核电站一回路储罐排气净化系统，其功能为将含有放射性液体废物的储罐所排气体中的放射性气溶胶净化处理至低于限定值。

1.2 背景介绍

田湾核电站KPL3系统高效过滤器滤芯原为俄供产品，存在采购价格较高，供货周期长，缺少配套技术服务等问题，产品采购受制于国外厂家。通过本项目的开发研制降低该类型过滤器滤芯的采购成本，并实现该类型过滤器的国产化，填补国内产品的空白。

2 产品相关技术要求

2.1 主要技术指标

2.1.1 设备分级

安全等级：核安全3级

质保等级：QA2

抗震等级：抗震Ⅱ类

2.1.2 环境条件

温度：15～45℃

相对压力：-50Pa

相对湿度：≤90%

体积放射性活度：≤0.1×106Bq/l

2.2 结构设计

高效过滤器滤芯主要由上下端盖、支撑杆、预过滤滤芯、高效滤芯、排水口、密封垫等组成。上下端盖通过支撑杆连接，保证整体刚性；采用两级过滤，预过滤采用金属烧结毡，可去除气溶胶中的大颗粒物质，延长高效滤纸寿命；高效滤芯采用密褶型玻璃纤维纸，结构更加紧凑，相同尺寸可达到更大的过滤面积，保证过滤器整体通风量，延长过滤器寿命。下端盖上设置有排水口，可排出腔体内的凝结水。

3 关键技术与技术难点

3.1 关键技术

田湾核电站KPL3系统高效过滤器滤芯研制的关键技术有以下三个方面：

3.1.1 高效过滤器整体结构设计

原俄供高效过滤器滤芯尺寸较大，重量较重，安装更换操作不便。在满足系统风量要求的前提下，优化过滤器整体结构，减小过滤器尺寸，减轻过滤器重量，满足抗震要求，同时改进过滤器安装方式，满足原设备接口要求，是本项目过滤器设计的一项关键技术。

3.1.2 滤芯设计

滤芯材质及结构直接影响过滤器的效率、阻力、容尘量、使用寿命等关键指标，滤材的选型，滤材的成形、密封工艺，是本项目的关键技术之一。

3.1.3 排水口滤材选型

排水口的功能要求为：既可排出腔体内的凝结水，又能过滤气溶胶，保证整机的过滤效率。在之前的过滤器产品中从未涉及到该结构，没有相关设计经验。选择什么样的排水口滤材来保证排水口的功能要求，是本项目的一项关键技术。

3.2 技术难点

田湾核电站KPL3系统高效过滤器滤芯研制的技术难点主要有以下两个方面：

3.2.1 滤芯设计

常规核电通风高效过滤器使用寿命不超过1年，本项目中要求过滤器设计寿命为在正常工况下，未使用过的滤芯安装在系统中使用1.5年后，其阻力不超过1.0kPa，过滤效率不低于99.9%（荧光素钠法）。

为保证过滤器寿命，主要采取了两方面措施：第一，增加高效滤纸过滤面积，增大容尘量；第二，增设预过滤段，滤除大颗粒物质，延长高效滤纸寿命。在预过滤段滤材的选型上，我们采用理论数据分析与试验相结合的方法，最终选定20μm不锈钢烧结毡作为预过滤滤材，整体初始阻力达到了理想的效果。

3.2.2 排水口设计

本项目中过滤器使用环境湿度较大，需设置排水口，其功能要求为：医学论文既可排出腔体内的凝结水，又能过滤气溶胶，保证整机的过滤效率。该结构在之前的过滤器设计中从未涉及。

为实现排水口功能，我们筛选了多种滤材。常规的玻璃纤维高效滤纸常压下不具有透水性，而效率相对较低的玻纤毡、玻纤纸和玻璃棉透水性较好。通过进一步的试验玻纤毡和玻纤纸无论采用什么样的填充方法，对气溶胶的过滤效率均不能满足要求，而玻璃棉对气溶胶的过滤效率可满足高效过滤器的要求。最终我们选定玻璃棉为排水口内的填充滤材。

4 创新性与先进性

4.1 创新点

田湾核电站KPL3系统高效过滤器滤芯国产化研制项目的技术创新点主要有以下四点：

1）优化了高效过滤器结构

原设备尺寸较大，重量较重，安装方式较为繁琐，需借助安装框架将过滤器固定密封在罐体中，操作人员劳动强度及安装更换所需空间较大；优化后的过滤器结构减小了过滤器尺寸，减轻了过滤器重量，安装更换更为便捷，减轻了人员劳动强度，缩短了工作时间。

2）过滤器与法兰连接设置不脱出螺栓

过滤器上端盖与法兰的连接采用不脱出螺栓，避免了安装更换过程中螺栓脱落，降低了操作风险。

3）过滤器滤芯设置两级过滤

过滤器采用两级过滤，预过滤采用金属烧结毡，可去除气溶胶中的大颗粒物质，延长高效滤纸寿命；高效滤芯采用密褶型玻璃纤维纸，结构更加紧凑，相同尺寸可达到更大的过滤面积，保证过滤器整体通风量，延长过滤器寿命。

4）过滤器底部设置排水口结构

原俄供高效过滤器排水口设置在安装框架的下法兰上，过滤器本身不带有排水功能。本项目中将排水口与过滤器设计为一体，排水口设置在过滤器底部，排水口内填充玻璃棉作为滤材，既可排出腔体内的凝结水，又能过滤气溶胶，保证整机的过滤效率。

4.2 先进性

本项目研制的高效过滤器，其先进性体现在以下几个方面：

1）过滤效率、初阻力性能优良

技术规格书要求过滤效率同时满足0.3μm计数法≥99.97%及荧光素钠法≥99.9%，初阻力<0.325Pa。样机实测过滤效率达0.3μm计数法99.995%以上，荧光素钠法99.995%，初阻力<0.12Pa，明显优于技术规格书所要求的性能参数。

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2）优化过滤器结构，便于安装更换

原俄供高效过滤器滤芯尺寸较大，重量较重，安装更换操作不便。本项目所设计过滤器尺寸更小，重量更轻，安装方式更合理，便于人员操作，减轻了劳动强度。

3）两级滤芯设计，使用寿命更长

本项目过滤器滤芯设计为预过滤滤芯及高效滤芯，预过滤采用金属烧结毡，可去除气溶胶中的大颗粒物质，延长高效滤纸寿命；高效滤芯采用密褶型玻璃纤维纸，结构更加紧凑，相同尺寸可达到更大的过滤面积，保证过滤器整体通风量，延长过滤器寿命。

5 应用和效益

田湾核电站KPL3系统现有高效过滤器为俄罗斯进口产品，产品采购受制于国外厂家。本项目的顺利研发打破国外厂家的垄断局面，填补了国内自主供货的空白，在核电快速发展的道路上迈出了坚实的一步。

纤维过滤器篇10

1MasterConti工艺的由来

用溶解法工业化生产纤维素纤维已超过25年。连续操作进行溶解，在混合阶段用溶剂溶解纤维素，生产纤维素纺丝原液。然后把这种纤维素纺丝原液泵送至过滤器和喷丝板生产纤维。由母料试验获知，在大容量卧式捏合器/反应器中高黏稠相进行溶解时，纤维素的溶解更快、更完全。高黏度混合物的剪切使纤维素更好地均匀化。然而，在这样高的黏度，由于通过过滤器和喷丝板的压降，连续的过滤和纺丝工艺不能进行。图1所示为典型的纤维素纺丝原液的最佳溶解黏度和纺丝黏度。溶解工艺的质量和通过量受到制约，因而泵送到过滤器和喷丝板的物料应足够稀薄。这导致了“母料工艺中能够实现的快速和完全的溶解，如何在连续工艺中实现?”的问题，答案是开发专利MasterConti工艺，断开溶解工艺与纺丝工艺的联系。在图2所示工艺中，在高黏稠条件下进行溶解，提供最佳混合，后面是List公司的动态混合器－稀释器，使黏度降低到最佳的纺丝黏度。可调节纺丝步骤的黏度而不影响溶解工艺的效率，从而使整个工艺强化。

2工艺原理的验证