Čo je to ihlou dierované netkané filtračné médium a ako sa porovnáva s inými priemyselnými filtračnými materiálmi?

Priemyselná filtrácia je základným procesom vo výrobe, energetike, environmentálnom manažmente a kontrole kvality ovzdušia. Každý vreckový filter v cementárni, každý zberač prachu v drevospracujúcom zariadení, každý systém filtrácie kvapalín v chemickom procese a každý vzduchotechnika HVAC v komerčnej budove sa spolieha na filtračné médium – materiál, ktorého štruktúra riadených pórov zachytáva častice a zároveň umožňuje nosnej tekutine (vzduchu, plynu alebo kvapaline) prejsť cez prijateľný odpor prúdenia.

Ihlou vpichovaná netkaná textília je celosvetovo jedným z najpoužívanejších priemyselných filtračných médií a v mnohých filtračných aplikáciách je dominantným alebo jediným materiálom výberu. Pre inžinierov špecifikujúcich filtračné médiá, nákupných manažérov, ktorí získavajú náhradné filtračné vrecká alebo rolky filtračnej tkaniny a výrobcov zariadení, ktorí navrhujú filtračné systémy, je základom efektívneho výberu filtračného média pochopenie toho, čo je netkané filtračné médium vpichované ihlou, ako funguje v porovnaní s alternatívnymi materiálmi a aké parametre špecifikácie určujú jeho vhodnosť pre danú aplikáciu.

Ako funguje ihlou dierované netkané filtračné médium

Ihlou vpichované netkané filtračné médium je trojrozmerná vláknitá štruktúra vytvorená mechanickým spletením siete strižových vlákien opakovaným prenikaním ihlovej dosky. Na rozdiel od tkaných filtračných tkanín – ktoré majú pravidelnú mriežku štvorcových alebo obdĺžnikových otvorov definovaných väzbovou štruktúrou – ihlou vpichované netkané textílie majú kľukatú, trojrozmernú štruktúru pórov tvorenú náhodným usporiadaním zapletených vlákien. Tento štrukturálny rozdiel má zásadný vplyv na výkon filtrácie.

V tkanej filtračnej tkanine voľne prechádzajú častice menšie ako je veľkosť otvoru; častice väčšie ako otvor sa zachytávajú na povrchu. Filtračným mechanizmom je primárne povrchové preosievanie a výkon filtra je do značnej miery určený veľkosťou jeho výpletových otvorov. V ihlou dierovanej netkanej textílii vytvára kľukatá trojrozmerná sieť pórov viacero zachytávacích mechanizmov pracujúcich súčasne:

Odpočúvanie Nastáva vtedy, keď sa častica, ktorá prechádza prúdnicou cez vláknitú matricu, dostane dostatočne blízko k povrchu vlákna, aby sa dotkla a priľnula k nemu. Pretože matrica vlákien vytvára veľa zmien dráhy toku, častice majú veľa príležitostí na kontakt s vláknami, aj keď ich zotrvačnosť neodvádza z hlavného prúdu.

Náraz nastáva, keď zotrvačnosť častice ju odnesie zo zakrivenej prúdnice okolo vlákna a dostane sa do kontaktu s povrchom vlákna. Tento mechanizmus je najúčinnejší pre väčšie, hustejšie častice pri vyšších rýchlostiach prúdenia.

Difúzia sa vyskytuje pre veľmi malé častice (menej ako približne 1 mikrón), ktorých náhodný Brownov pohyb spôsobuje, že sa odchyľujú od prúdnic a kontaktných povrchov vlákien častejšie, než by ich veľkosť predpovedala zo samotného dopadu. Kľukatá cesta cez hrubé ihlou vpichované médium poskytuje viac príležitostí na zachytenie difúzie ako tenká tkaná látka.

Kombinácia týchto mechanizmov – fungujúcich súčasne v celej hrúbke ihlou vpichovaného média, a nie len na povrchu – dáva ihlou dierovanému netkanému filtračnému médiu jeho charakteristickú schopnosť hĺbkovej filtrácie: schopnosť zachytiť celý rad veľkostí častíc v celej hrúbke filtra a nie len na povrchu, čo odďaľuje upchávanie povrchu a predlžuje životnosť filtra medzi čistiacimi cyklami.

Kľúčové priemyselné aplikácie pre ihlou dierované netkané filtračné médiá

Vreckové filtre na zber priemyselného prachu

Najväčším aplikačným segmentom pre vpichované netkané filtračné médiá sú vrecové filtre (filtračné vrecká) používané v systémoch na zachytávanie prachu s pulznou tryskou, trepačkou a reverzným vzduchom v ťažkom priemysle. Výroba cementu a vápna, spracovanie ocele a kovov, výroba energie (manipulácia s uhoľným popolom), drevospracujúci a nábytkársky priemysel, spracovanie potravín (múka, cukor, škrob), chemická výroba a farmaceutická výroba, to všetko vytvára prúdy procesného prachu, ktoré musia byť filtrované pred výfukom do atmosféry alebo recirkuláciou v rámci zariadenia.

Filtračné vrecká pre zberače prachu s pulznou tryskou sú zvyčajne valcové vrecká z vpichovanej netkanej textílie, podopreté vnútornými drôtenými klietkami, cez ktoré prúdi prašný vzduch zvonku dovnútra. Častice sa zachytávajú na vonkajšom povrchu a v hĺbke tkaniny; zhromaždený prach je periodicky uvoľňovaný spätným impulzom stlačeného vzduchu, ktorý padá do násypky pod ním. Tkanina filtračného vrecka musí vydržať tisíce pulzných čistiacich cyklov bez únavy tkaniny alebo vypadávania vlákien, pričom si zachováva účinnosť filtrácie počas celej životnosti (zvyčajne 1–3 roky v bežnej priemyselnej prevádzke).

Filtrácia kvapalín

Ihlou vpichované netkané filtračné médiá sa vo veľkej miere používajú v aplikáciách na filtráciu kvapalín – filtračné vrecká a filtračné vložky na filtráciu procesnej vody, priemyselnú filtráciu chladiva v kovoobrábaní, filtráciu farieb a náterov, čírenie kvapalín pri chemických procesoch, výrobu potravín a nápojov a čistenie odpadových vôd. Pri filtrácii kvapaliny si filtračné médium musí zachovať svoju štrukturálnu integritu, keď je mokré (pevnosť v ťahu za mokra), odolávať chemickému prostrediu kvapaliny, ktorá sa filtruje, a poskytovať konzistentnú štruktúru pórov, aby sa dosiahla menovitá účinnosť filtrácie.

Konštrukcie filtračných vreciek na filtráciu kvapalín sú zvyčajne vyrobené z plstenej vpichovanej tkaniny, ktorá bola tepelne alebo chemicky povrchovo upravená tak, aby poskytovala hladký, hustý filtračný povrch, ktorý minimalizuje migráciu vlákien do filtrátu a poskytuje účinné zachytávanie častíc. Konštrukcia plsti – hustejšia a jednotnejšia vo veľkosti pórov ako štandardná ihlou vpichovaná tkanina – je štandardom pre aplikácie, kde je špecifikovaná účinnosť zadržiavania častíc pri definovanej mikrónovej hodnote.

HVAC a vzduchotechnická filtrácia

Pre komerčné systémy HVAC a priemyselnú vzduchotechniku slúžia vpichované netkané textílie ako filtračné médium v panelových filtroch, vrecových filtroch a skladaných filtračných prvkoch. V aplikáciách HVAC musí filter vyvážiť účinnosť filtrácie (zachytenie definovaného podielu častíc v definovaných veľkostiach – hodnotené podľa MERV, triedy účinnosti EN779/ISO 16890) a poklesu tlaku (odolnosť voči prúdeniu vzduchu, ktorá určuje spotrebu energie vzduchotechnického systému). Vyššia účinnosť filtrácie vyžaduje jemnejšie štruktúry vlákien a vyššiu hustotu média, čo zvyšuje tlakovú stratu. Ihlou vpichované netkané médiá pre aplikácie HVAC sú navrhnuté tak, aby poskytovali cieľovú účinnosť pri minimálnom poklese tlaku optimalizáciou jemnosti vlákna (deniera), hmotnosti média a konštrukcie.

Geotextília Filtrácia

V stavebníctve a stavebníctve vpichované netkané geotextílie slúžia ako filtračné vrstvy v drenážnych systémoch, oporných múroch, násypoch a prácach na ochranu brehov. Geotextilná filtračná tkanina prepúšťa vodu a zároveň zadržiava jemné častice pôdy, ktoré by inak migrovali do drenážneho média a upchávali ho. Ihlou vpichované netkané geotextilné filtračné tkaniny sú špecifikované svojou zdanlivou veľkosťou otvoru (AOS alebo O90 – veľkosť pórov, ktorá zadrží 90 % častíc v štandardizovanom kalovom teste) a ich priepustnosťou pre vodu.

Ihlou dierovaná netkaná textília vs. iné typy filtračných médií

Výber správneho vlákna pre netkané filtračné médiá

Zloženie vlákien vpichovanej netkanej textílie je najdôležitejšou špecifikačnou premennou pre chemickú a teplotnú odolnosť pri priemyselnej filtrácii. Správny výber vlákna musí byť potvrdený pre konkrétnu chémiu prúdu plynu, teplotu a typ častíc v aplikácii:

Polyester (PET) je najpoužívanejšie vlákno pre štandardné priemyselné aplikácie na zachytávanie prachu. Polyester je odolný voči väčšine minerálnych kyselín pri miernych koncentráciách a teplotách, má dobrú odolnosť voči hydrolýze pri miernych teplotách a poskytuje nepretržitú prevádzku do približne 130–150 °C. Nie je vhodný pre koncentrované kyslé alebo alkalické prostredia alebo pre trvalé teploty nad 150°C.

Polypropylén (PP) poskytuje vynikajúcu odolnosť voči väčšine kyselín a zásad, ale má nižšiu tepelnú odolnosť ako polyester, zvyčajne obmedzenú na 90–100 °C nepretržite. Široko používaný v aplikáciách na filtráciu kvapalín (odolnosť voči kyselinám, zásadám a rozpúšťadlám) a pri filtrácii priemyselných plynov pri nízkych teplotách, kde je prioritou silná chemická odolnosť.

PPS (polyfenylénsulfid, Ryton®) je odolný voči väčšine chemických prostredí pri zvýšených teplotách a poskytuje nepretržitú prevádzku do približne 190 °C. Je to štandardná špecifikácia pre filtráciu popolčeka z uhoľných elektrární, kde sú teploty plynu zvýšené a prúd plynu môže obsahovať kyslé kondenzáty. Drahšie ako polyester alebo polypropylén, ale správna voľba pre horúce, chemicky agresívne prúdy plynov.

P84 (polyimid) poskytuje nepretržitú prevádzku do približne 240 °C a má vynikajúcu odolnosť voči kyslému prostrediu. Používa sa vo vysokoteplotných aplikáciách, ako je filtrácia cementových pecí, kde sa teploty blížia alebo prekračujú schopnosti PPS.

PTFE (polytetrafluóretylén) je chemicky najviac inertné filtračné vlákno, odolné prakticky voči všetkým kyselinám, zásadám a rozpúšťadlám, s trvalou teplotou približne 260 °C. PTFE vlákno sa používa v najagresívnejších chemických prostrediach, kde iné vlákna zlyhávajú. PTFE membrána laminovaná na ihlou dierovanom substráte (na zaistenie štrukturálnej pevnosti) je štandardným riešením pre veľmi jemnú filtráciu častíc (podmienky pre submikrónové emisie) v náročných priemyselných aplikáciách.

Aramid / Nomex® poskytuje vynikajúcu mechanickú pevnosť a dobrú teplotnú odolnosť do približne 200 °C, s dobrou odolnosťou voči väčšine organických chemikálií. Používa sa tam, kde je mechanická odolnosť a odolnosť proti únave pri pulznom čistení rovnako dôležitá ako teplotný výkon – veľké filtračné vrecká vo vysokorýchlostných priemyselných systémoch ťažia z vynikajúcej pevnosti vlákna v ťahu.

Kľúčové parametre špecifikácie pri nákupe netkaného filtračného média

Plošná hmotnosť (g/m²) — vyššia hmotnosť poskytuje väčšiu hĺbku pre zadržiavanie častíc a všeobecne vyššiu účinnosť, ale zvyšuje pokles tlaku. Typické médium priemyselného filtračného vrecka: 400–700 g/m².

Hrúbka (mm) — určuje dostupnú hĺbku pre prenikanie prachu a kapacitu zadržania. Súvisí s plošnou hmotnosťou, ale je ovplyvnený aj zvlnením vlákna a hustotou vpichu.

Priepustnosť vzduchu (L/m²/s alebo CFM/ft²) pri štandardnom tlaku — prietokový odpor čistého média. Vyššia priepustnosť znamená nižší pokles tlaku cez čistý filter, čo je dôležité pre energetickú účinnosť, ale musí byť vyvážené s účinnosťou filtrácie.

Účinnosť filtrácie (%) pri definovanej veľkosti častíc — aké percento častíc definovanej veľkosti si médium zachová za štandardných testovacích podmienok. Pre priemyselné zberače prachu je referenčnou normou EN ISO 11057 (test filtračného média pre aplikácie s pulznou tryskou) alebo ekvivalentné testovanie.

Typ vlákna a rozsah prevádzkových teplôt — musí zodpovedať prúdu plynu alebo kvapalnej chémii a teplote aplikácie.

Povrchová úprava — opaľovanie (tepelné spracovanie povrchu tak, aby sa roztavili a vyhladili konce vlákien na povrchu, zníženie povrchového odporu a zlepšenie uvoľňovania prachu), kalandrovanie (stlačenie povrchu naplocho pre zlepšenie povrchovej filtrácie), laminácia membrány PTFE (pre najvyššiu účinnosť a výkon pri uvoľňovaní prachu) alebo antistatická úprava (pre aplikácie s horľavým prachom).

Často kladené otázky

Aký je rozdiel medzi plsťou a vpichovanou netkanou textíliou vo filtrácii?

V terminológii priemyselnej filtrácie „filc“ filtračná tkanina a „ihlou vpichovaná netkaná textília“ označujú v podstate rovnaký typ materiálu – oba sa vyrábajú mechanickým zapletením strižových vlákien vpichovaním. Termín „plsť“ sa historicky používal pre hrubšie, hustejšie ihlou vpichované materiály používané v aplikáciách ťažkého priemyslu (najmä filtračné vrecká a lisovacie filtre), zatiaľ čo „netkané“ bol širší pojem pokrývajúci celú škálu vpichovaných výrobkov od ľahkých až po ťažké. V modernom používaní sú tieto dva pojmy pre priemyselné filtračné médiá do značnej miery zameniteľné a špecifická výkonová špecifikácia (plošná hmotnosť, typ vlákna, priepustnosť, povrchová úprava) je informatívnejšia ako názov produktu.

Ako často by sa mali vymieňať priemyselné ihlou dierované filtračné vrecká?

Životnosť závisí od zaťaženia prachom pri aplikácii, teploty a chémie plynu, frekvencie a tlaku pulzného čistenia a od vlákna a konštrukčnej špecifikácie filtračného vrecka. V bežných priemyselných aplikáciách zberu prachu so správne špecifikovanými vláknami a plošnou hmotnosťou poskytujú filtračné vrecká s pulznou tryskou zvyčajne 1 až 3 roky nepretržitej prevádzky, kým je potrebná výmena. Znaky, že je potrebná výmena, zahŕňajú: zvyšujúci sa pokles tlaku na filtri, ktorý sa po pulznom cykle čistenia neobnoví na takmer čistú úroveň (čo naznačuje zaslepenie média – prenikanie častíc do hĺbky média a jeho zablokovanie); viditeľné diery alebo trhliny vo filtračnom vrecku (ktoré možno zistiť emisiami častíc na výstupe čistého vzduchu); alebo kolaps filtračného vrecka v dôsledku štrukturálnej únavy z opakovaných pulzných čistiacich cyklov. Dodržiavanie plánu preventívnej výmeny na základe odporúčania výrobcu týkajúceho sa životnosti filtra namiesto toho, aby došlo ku katastrofálnej poruche, minimalizuje neplánované prestoje a zabraňuje prieniku pevných častíc.

Je možné vpichované netkané filtračné médiá vyčistiť a opätovne použiť pri filtrácii tekutín?

Ihlou dierované netkané filtračné vrecká na filtráciu kvapalín možno niekedy vyčistiť a znova použiť v závislosti od aplikácie a povahy filtrovaných častíc. V prípade relatívne suchých, neadhezívnych častíc v relatívne čistých kvapalinách môžete zachytené častice odstrániť prepláchnutím filtračného vrecka čistou kvapalinou, prevrátením a pretrepaním alebo použitím nízkotlakového oplachu a obnoviť využiteľnú kapacitu prietoku. Úplné obnovenie pôvodnej účinnosti filtrácie a prietokového odporu podľa špecifikácie nového vrecúška je však len zriedka možné dosiahnuť čistením – určité zachytené častice a vlákna zostanú zaslepené. Pre kritické filtračné aplikácie, kde sa musí udržiavať konzistentne menovitá účinnosť, alebo pre aplikácie zahŕňajúce lepidlo, olejom potiahnuté alebo chemicky reaktívne častice, ktoré odolávajú čisteniu, je štandardnou praxou jednorazová výmena. Vhodnosť čistenia a opätovného použitia by sa mala overiť pre každú konkrétnu aplikáciu predtým, ako ju zavediete ako postup údržby.

Netkané filtračné médiá od Changshu Mingyun Hongshun

Changshu Mingyun Hongshun Nonwoven Products Co., Ltd. , Changshu, Jiangsu, vyrába ihlou dierované netkané filtračné médiá na priemyselné zachytávanie prachu, filtráciu tekutín a filtráciu vzduchu. Dostupné typy vlákien zahŕňajú polyester, polypropylén, PPS, P84 a PTFE. Plošné hmotnosti od 200 g/m² do 1 000 g/m². Možnosti povrchovej úpravy zahŕňajú pálenie, kalandrovanie a lamináciu membrány PTFE. K dispozícii sú rolky tkaniny s filtračnými vreckami a hotové filtračné vrecká pre systémy s pulznou tryskou, trepačkou a spätným zberačom vzduchu. Vlastné špecifikácie podľa požiadaviek zákazníka. Výroba OEM/ODM pre výrobcov filtrov a systémových integrátorov.

Ak chcete získať odporúčanie a cenu filtračného média, kontaktujte nás s podrobnosťami o prúde plynu alebo kvapalín vašej aplikácie, prevádzkovej teplote, type a koncentrácii prachu a požadovanej účinnosti filtrácie.

Súvisiace produkty: Netkaný filtračný materiál | Netkaná látka pre interiér automobilov | Plsť | Funkčná ihlou dierovaná netkaná textília | Lekárske netkané textílie