一、结构与制造工艺
主要材料:
金属纤维:通常采用不锈钢(如304、316L)、哈氏合金、因科镍合金等。纤维直径可从微米级到纳米级。
保护层与支撑层:通常由不同孔径的金属丝网构成,包裹在纤维毡内外,起到保护和增强机械强度的作用。
核心工艺——真空烧结:
将多层不同粗细的金属纤维毡和丝网按特定结构叠放,放入真空烧结炉中。在高温(低于材料熔点)和真空环境下,纤维接触点相互扩散、熔合,形成一个坚固的、一体化的三维多孔结构。这个过程被称为“烧结”。
二、主要特点与优势
高过滤精度:
凭借其精细的纤维和可控的孔径,可以实现从 1μm 到 100μm 甚至更高的精确过滤。
孔径梯度分布:滤芯通常设计为由外向里或由里向外,孔径逐渐减小,实现深层纳垢,容污能力极强。
卓越的机械强度:
烧结工艺使其成为一体式结构,无脱落层,具有极高的机械强度和韧性。
能承受较高的压差(正向和反向),耐高压,不易变形和损坏。
优异的耐温性与耐腐蚀性:
根据所选材料(如316L不锈钢),可耐受 -200℃ 至 +650℃ 的高低温。
能抵抗酸、碱、有机溶剂等多种化学介质的腐蚀,适用性广。
出色的渗透性与低压差:
三维网状结构孔隙率高(通常可达75%-85%),流体通过阻力小,初始压降低,能耗小。
易于清洗与再生:
由于其坚固的结构,可以采用 高温灼烧、超声波清洗、化学浸泡、反冲洗 等多种方式进行彻底清洗,性能恢复好,使用寿命长,属于可重复使用滤芯。
无介质迁移:
与传统的纺织布或滤纸不同,金属纤维被牢固地烧结在一起,在使用过程中不会有纤维脱落污染滤液,尤其适用于高纯要求的行业。
三、主要应用领域
烧结毡滤芯因其卓越性能,被广泛应用于以下关键工业领域:
石油化工:聚合物熔体过滤(如涤纶、尼龙纺丝)、高温气体净化、催化剂回收。
化学工业:强腐蚀性化学品的过滤与提纯。
制药与生物工程:原料药、注射用水(WFI)的终端过滤,发酵用空气的无菌过滤
食品与饮料:酒类、糖浆、食用油的高精度过滤。
液压油与润滑油:飞机、轮船、重型机械的高压液压系统油品过滤,延长设备寿命。
核电与能源:核电站一回路、二回路冷却剂的过滤,气体净化。
环境保护:高温烟气除尘、污水处理的精细过滤。
四、与烧结粉末滤芯的对比
特性 烧结毡滤芯 烧结粉末滤芯
原材料 金属纤维 金属粉末(球形或不规则)
孔隙结构 三维弯曲、网状、不规则 颗粒堆积形成的孔道,相对规则
过滤方式 深度过滤为主,兼具表面过滤 以表面过滤为主
纳污容量 非常高(梯度过滤,深层纳垢) 相对较低(杂质主要截留在表面)
透气/渗透性 更高(孔隙率更高,流阻小) 相对较低
机械强度 高韧性,抗疲劳性好 高刚性,但脆性相对较大
清洗再生性 非常好,易于反冲洗和清洗 一般,深层堵塞后难清洗
成本 相对较高 相对较低
总结:烧结粉末滤芯在需要极高刚性且杂质主要在表面的应用中表现出色,而烧结毡滤芯在需要高纳污量、可反复清洗、高渗透性的深度过滤应用中更具优势。
五、选型与使用注意事项
精度选择:根据需拦截杂质的最小粒径和系统要求选择合适公称精度或绝对精度。
材质选择:根据过滤介质的化学性质(腐蚀性)、工作温度和压力,选择合适的金属材质。
结构形式:选择单层或多层结构,以及是否需要中心骨架等加强结构。
安装与操作:注意安装方向,避免机械碰撞。系统启动时应缓慢升压,避免压力冲击。
清洗维护:遵循制造商的建议,采用合适的清洗方法,避免损坏滤芯。
总结
烧结毡滤芯代表了金属过滤技术的先进水平,它通过独特的材料和工艺,实现了高强度、高精度、高纳污、耐高温、耐腐蚀和长寿命的完美结合。在众多苛刻的工业过滤环境中,它已成为保证产品质量、提升工艺效率和保护关键设备不可或缺的核心部件。