過濾機理顆粒遷移

1. 壓縮空氣過濾器怎麼按機理和濾材分類

壓縮空氣來過濾器按過濾自材質的不同可分為：
1、纖維（fibre）過濾器：採用束狀纖維（或纖維節）為過濾器的濾料，吸附能力強，過濾阻力小。
2、微孔（pore）過濾器：如膜過濾器，此類過濾器通常為絕對過濾器，常用在過濾器微生物上。
3、粒子過濾器：如活性炭過濾器，其濾芯由活性炭顆粒組成。
壓縮空氣過濾器按過濾機理的不同可分為：
1、表面（surface）過濾器：如濾芯為過濾紙或過濾布的過濾器，此類過濾器過濾效率不穩定，因為濾材的空隙直徑較大（典型的有布袋除塵器），可以再生。
2、深層 （depth） 過濾器： 如纖維過濾器， 過濾器效率高， 不可再生。

2. 　離心過濾機

離心過濾是以離心力為推動力，用過濾方式來分離固液兩相混合物的操作。懸浮液中的固相顆粒在離心力場中為過濾介質所截留，並不斷堆積成濾餅層，液體借離心力通過所形成的多孔濾餅而分離。

一、過濾機理

離心過濾可獲得比離心沉降較乾的渣，機理較為復雜，不同的物料在同樣條件下進行離心過濾，常得到含有不同數量液相的渣，這與液體充滿濾渣孔隙的程度有關，可將濾渣孔隙中的液體有條件地分為吸附的、薄膜的、毛細管的和自由的液體。

離心過濾過程可分為三個主要階段：①濾渣的形成，②濾渣的壓緊，③被毛細管和分子吸引力所保留於濾渣中的液體排除（或稱濾渣機械乾燥）。在此三個階段中，第一階段與一般過濾相似，但這時的壓力差主要取決於離心力場作用在懸浮液上所產生的液壓頭，濾渣和過濾介質有較大的曲率，過濾面積隨半徑而變化，而濾渣不僅在液體作用下，而且還在濾渣骨架質量力作用下受到壓緊。

第二階段也可稱為濾渣的集聚階段，在此時間內被離心分離的物料實際上是兩相物系，開始時固體顆粒排列並不緊湊，彼此間有最小的接觸點。在濾渣上，由於有力場的作用，它的骨架力圖使顆粒排列得更密實。這時除骨架作用在液相上所產生的壓力以外，由於離心力場的作用，對液相產生壓力。擠壓時壓力的變化取決於濾渣中所含的液體量。在第二階段，濾渣的排出過程的速度取決於這些壓力及渣的流體阻力。隨著離心過濾過程的進行，骨架中壓力增大的同時產生的濾渣被壓緊，當渣的壓緊結束時，離心力場作用在固相顆粒上所產生的全部壓力完全轉移到渣的骨架上。

第三階段開始時，在顆粒接觸處和顆粒的表面上保留有毛細管力和分子力所保持的液體。其中一部分在離心力、慣性和流經濾渣的空氣流的作用下向濾網方向從一個接頭向另一個接頭，藉助機械方法除去。

在工業生產中，一般為濃度較高物料的離心過濾，這種情況沒有濾渣形成階段，或者持續時間很短。實際上，由濾渣壓緊和機械乾燥組成的這個過程稱為離心擠壓。

二、三足式離心機構造與操作

過濾式離心機有三足式、上懸式、刮刀卸料式、活塞推料式、振動式等。三足式離心機是一種常用的人工卸料的間歇式離心機。圖6-6為其結構示意圖。

圖6-6上部卸料三足式離心機

1-底盤；2-支柱；3-緩沖彈簧；4-擺桿；5-轉鼓體；6-轉鼓底；7-攔液板；8-機蓋；9-主軸；10-軸承座；11-制動器把手；12-外殼；13-電動機；14-三角皮帶輪；15-制動輪；16-濾液出口；17-機座

三足式離心機的主要部件是一籃式轉鼓，壁面鑽有許多小孔，內壁襯有金屬絲網及濾布。整個機座和外罩藉三根拉桿彈簧懸掛於三足支柱上，以減輕運轉時的振動。料液加入轉鼓後，濾液穿過轉鼓於機座下部排出，濾渣沉積於轉鼓內壁，待一批料液過濾完畢，或轉鼓內的濾液量達到設備允許的最大值時，可停止加料並繼續運轉一段時間以瀝干濾液。必要時，也可於濾餅表面灑以清水進行洗滌，然後停車卸料，清洗設備。

三足式離心機的轉鼓一般較大，直徑為335～2000mm，容積為7.5～100L，轉鼓轉速600～3350r/min，分離因數400～2120。

三足式離心機對物料的適應性強，過濾、洗滌時能按需要隨時調節，可得到較乾的濾渣和進行充分的洗滌，固體顆粒幾乎不受破壞。此外還具有機器運轉平穩、結構簡單、造價低廉等優點。但是其為間歇操作，生產中輔助時間長，生產能力低，勞動強度大。在一些工廠中仍作為脫水設備。

過濾式三足離心機根據其卸料方式的不同，有：三足式上部人工卸料離心機，國家標准規定的代號為SS，三足式下部人工卸料離心機（SX），三足式自動上部卸料離心機（SS2），三足式自動下部卸料離心機（SX2）。

表6-2列出部分三足式離心機的技術性能。

表6-2三足式離心機技術性能

3. 過濾過程中的遷移機理有哪些作用

過濾過程中的遷移機理有哪些作用
遷移機理 在過濾過程中,濾層孔隙中的水流一般處於層流狀態,且存在一個速度梯度

4. 試述快濾池的過濾機理

過濾原理：
深床反硝化濾池採用粗粒石英砂濾料作為過濾介質和微生物膜載體，濾除污水中的SS 和脫氮。
過濾機理：
- 機械過濾（濾床上層截流）
- 縱向滲透（Q=V*A，A↓—V↑，顆粒向下遷移）
- 表面擴散（布朗運動）
能夠濾除的顆粒物粒徑為：D顆粒〉20%x D10（D10為濾料有效粒徑）
懸浮物在濾床中的堆積負荷 < 濾料體積 x 0.45 x0.1
- 0.41：濾料的空隙率
- 0.1： 濾床中水相體積的10%

5. 空氣過濾器的過濾原理是什麼

空氣過濾器的過濾原理將壓縮空氣中的液態水、液態油滴分離出來，並濾去空氣中的灰塵和固體雜質，但不能除去氣態的水和油。

空氣中顆粒物去除技術主要有機械過濾、吸附、靜電除塵、負離子和等離子體法及靜電駐極過濾等。

機械過濾一般主要通過以下3種方式捕獲微粒：直接攔截，慣性碰撞，布朗擴散機理，其對細小顆粒物收集效果好但風阻大，為了獲得高的凈化效率，濾芯需要緻密並定期更換。

吸附是利用材料的大表面積及多孔結構捕獲顆粒污染物，很容易堵塞，用於氣體污染物去除效果更顯著；

靜電除塵是利用高壓靜電場使氣體電離從而使塵粒帶電吸附到電極上的收塵方法，其風阻雖小但對較大顆粒和纖維捕集效果差，會引起放電，且清洗麻煩費時，易產生臭氧，形成二次污染。

負離子和等離子體法去除室內顆粒污染物的工作原理類似，都是通過使空氣中的顆粒物帶電，聚結形成較大顆粒而沉降，但顆粒物實際上並未移除，只是附著於附近的表面上，易導致再次揚塵。

靜電駐極過濾有效阻隔空氣中顆粒污染物，如粉塵、毛屑、花粉、細菌等，同時超低阻抗確保空調穩定運行及製冷效果。

傳統的標准過濾介質能非常有效地去除10微米以上的顆粒物。當顆粒物的粒徑除至5微米，2微米甚至亞微米的范圍時，高效的機械式過濾系統就會變得比較昂貴，且風阻會顯著增加。通過靜電駐極空氣過濾材料過濾,能以較低的能源消耗達到很高的捕獲效率，同時兼具靜電除塵低風阻的優點，但無需外接上萬伏的電壓，故不會產生臭氧,且由於其組成為聚丙烯材質，很方便拋棄處理。

攔截

空氣中的塵埃粒子，隨氣流作慣性運動或無規則布朗運動或受某種場力的作用而移動，當微粒運動撞到其它物體，物體間存在的范德華力（是分子與分子、分子團與分子團之間的力）使微粒粘到纖維表面。進入過濾介質的塵埃有較多撞擊介質的機會，撞上介質就會被粘住。較小的粉塵相互碰撞會相互粘結形成較大顆粒而沉降，空氣中粉塵的顆粒濃度相對穩定。室內及牆壁的退色就因為這原因。

把纖維過濾器像篩子一樣看待是錯誤的。

慣性和擴散

顆粒粉塵在氣流中作慣性運動，當遇到排列雜亂的纖維時，氣流改變方向，粒因慣性偏離方向，撞到纖維上而被粘結。粒子越大越容易撞擊，效果越好。

小顆粒粉塵作無規則的布朗運動。顆粒越小，無規則運動越劇烈，撞擊障礙物的機會越多，過濾效果也會越好。空氣中小於0.1微米的顆粒主要作布朗運動，粒子小，過濾效果好。大於0.3微米的粒子主要作慣性運動,粒子越大效率越高。擴散和慣性都不明顯得粒子最難過濾掉。測量高效過濾器性能時，人們經常規定測量最難測量的粉塵效率值。

靜電作用

由於某種原因，纖維和微粒可能帶上電荷，產生靜電效應。帶靜電的過濾材料過濾效果可以明顯改善。原因：靜電使粉塵改變運動軌跡並撞上障礙物，靜電使粉塵在介質上粘的更牢。

能長期帶靜電的材料也稱作"駐極體"材料。材料帶靜電後阻力不變，過濾效果會明顯改善。靜電在過濾效果中不起決定作用，只起輔助作用。

化學過濾

化學過濾器主要有選擇性的吸附有害氣體分子。

活性碳材料中有大量看不見的微孔，有較大的吸附面積。米粒大小的活性碳中，微孔內面積有十幾平方米大。

游離分子接觸活性碳後，在微孔中凝聚成液體因毛細管原理呆在微孔中，有的與材料和而為一體。沒有明顯化學反應的吸附稱為物理吸附。

有的對活性碳進行處理，被吸附的顆粒與材料進行反應，生成固體物質或無害氣體，稱為化學吸附。

活性碳在使用過程中材料的吸附能力不斷減弱，當減弱到某一程度，過濾器將報廢。如果僅為物理吸附，用加熱或水蒸汽熏可使有害氣體脫離活性碳，使活性碳再生。

重力效應

微粒通過纖維層時，在重力作用下，發生脫離氣流流線的位移而沉降在纖維表面上，這種作用只有在微粒較大（>0.5um)時存在，這是微粒重力作用太小，當它還沒有沉降到纖維上時已隨氣流通過纖維層。因而，對粒徑小於0.5um的微粒的過濾，重力沉降完全可以忽略。

6. 空氣過濾器的工作原理

1.空氣過濾技術主要採用過濾分離方法：通過設置不同性能的過濾器，除去空氣中的懸塵埃粒子和微生物，也即通過濾料將塵埃粒子捕集截留下來，以保證送入風量的潔凈度要求。它所用的濾料為較細直徑的纖維，既能使氣流順利通過，也能有效地捕集塵埃粒子。

2.潔凈技術控制過濾的灰塵一般是0.1---10μm的塵埃粒子，粒徑較小，包含有固態微粒和液態微粒；大氣中懸浮的有機微粒有微生物、植物的花粉、花絮與絨毛，微生物一般包括病毒、立克次氏菌、細菌、菌類、原生蟲和藻類。空氣凈化控制的主要是細菌和菌類、病毒。因為微生物主要附著在塵埃粒子上，因此將空氣中的塵埃粒子有效地控制，也就能有效地控制空氣中的細菌、菌類及病毒。要做到這一點，必須通過阻隔性質的微粒過濾器，方可加以過濾。一般地，普通高效過濾器對細菌的過濾效率可達99.996%，基本上可以滿足生物潔凈室的過濾凈化要求。。

過濾器的過濾層捕集微粒的作用主要有5種：

1.攔截效應：當某一粒徑的粒子運動到纖維表面附近時，其中心線到纖維表面的距離小於微粒半徑，灰塵粒子就會被濾料纖維攔截而沉積下來。

2.慣性效應：當微粒質量較大或速度較大時，由於慣性而碰撞在纖維表面而沉積下來。

3.擴散效應：小粒徑的粒子布朗運動較強而容易碰撞到纖維表面上。

4.重力效應：微粒通過纖維層時，因重力沉降而沉積在纖維上。

5.靜電效應：纖維或粒子都可能帶電荷，產生吸引微粒的靜電效應，而將粒子吸到纖維表面上。 圖很難找，我爭取。

7. 過濾的原理是什麼

原理：利用物質的溶解性差異，將液體和不溶於液體的固體分離開來的一種方法。如用過濾法除去粗食鹽中少量的泥沙。

過濾是使水通過濾料時去除水中懸浮物和微生物等的凈水過程。濾池通常設在沉澱池或澄清池之後。目的是使濾後水的濁度達到水質標準的要求。

水經過濾後，殘留的細菌、病毒失去了懸浮物的保護作用，從而為過濾後消毒創造了條件。所以，在以地面水為水源的飲用水凈化中，有時可省去沉澱或澄清，但過濾是不可缺少的。

(7)過濾機理顆粒遷移擴展閱讀

粗鹽水的過濾的實驗步驟

1、儀器組裝

（1）取一台帶鐵圈的鐵架台，將小燒杯放在鐵架台檯面上。

（2）將漏斗放入鐵圈中，並調整鐵圈的高度，使漏斗末端的管口緊貼燒杯內壁。

（3）取一片濾紙，對折兩次，分開，使一邊三層，另一邊一層，放入漏斗中，濾紙的邊緣低於漏鬥口，並用少量蒸餾水潤濕濾紙，使其緊貼漏斗，即濾紙與漏斗壁間無氣泡。

2、過濾

（1）用燒杯取適量粗鹽水，倒粗鹽水時，試劑瓶蓋倒放，標簽向著手心，瓶口緊挨燒杯口，沿玻璃棒倒入漏斗中，燒杯的尖嘴輕靠在玻璃棒上。

（2）玻璃棒下端輕靠在三層濾紙上，倒入的粗鹽水液面要低於濾紙的邊緣。

3、整理

將用過的濾紙丟入垃圾箱中，鹽水倒入廢液缸中，用清水洗滌儀器，擦乾凈實驗台。

8. 水處理石英砂濾料是如何過濾的

石英砂在水處理方面起到越來越重要的作用，去除懸浮物起到過濾作用，就像水版經過砂石滲透到地權下一樣，將水中的那些懸浮物阻攔下來，主要針對那些細微的懸浮物。 1．用於要求出水濁度≤5mg/L能符合飲用水質標準的工業用水、生活用水及市政給水系統； 2．工業污水中的懸浮物、固體物的去除； 3．可用作離子交換法軟化、除鹽系統中的預處理設備，對水質要求不高的工業給水的粗過濾設備；以及用在游泳池循環處理系統、冷卻循環水凈化系統等。

9. 元素硫顆粒運移沉積機理

目前，地層中顆粒的運動特徵及規律、控制其運動的方法、運移對儲層的傷害得到了廣泛的重視^{［79～87］}，顆粒在儲層孔喉處沉積的因素也隨之得以認識。因為固相顆粒的密度往往大於氣體的密度，所以在靜態的流體中，固相顆粒會因為重力的影響而沉降。但在流動的流體中，由於氣流攜帶的作用，固相顆粒則可能會隨氣流一起運移或者沉降。同時，實驗研究發現原生顆粒之間的膠結作用遠遠大於沉積到儲層孔隙表面的顆粒與儲層孔隙表面的膠結作用。所以，在流速足夠大的時候，也就是能量足夠強的時候，水動力的機械沖刷能夠將沉降在孔隙壁面的顆粒攜帶剝離而發生運移。通過大量的研究發現，固相顆粒在儲層孔隙中被捕集的兩種主要機理為：

1）顆粒尺寸大於孔喉尺寸而在喉道處被捕獲。這是微粒運移造成堵塞的主要機理。

2）由於靜電力、水動力、重力等的作用，使顆粒沉降在孔隙表面，稱之為光滑沉降，這是過濾效應的主要機理。

這兩種主要機理表現出來有如圖4.1所示的三種形式：橋堵、捕獲、沉降。

1）橋堵：也稱為卡塞，當單個或者多個固體顆粒運移到儲層孔喉時，其可能會停留粘合在孔喉壁面從而導致滲流通道堵塞。

2）捕獲：由於流體速度能量較高，導致顆粒具有較大的能量，同時又由於儲層中流通通道的表面粗糙不光滑，固體顆粒則會隨著流體壓降方向運移，而流動邊界往往是不穩定的，所以固體顆粒也就容易與壁面發生碰撞而被儲層孔隙壁面所捕獲。

3）沉降：由於重力和靜電引力的作用，固態顆粒被捕集而沉積在岩石孔隙表面上。如果考慮動力場的存在，一般就是流體流量不高或者顆粒自身質量較大的時候，沉降現象才會出現。

圖4.1地層損害的三種形式

10. 濾清器中的介質遷移的試驗是什麼意思

高效空氣過濾器
高效空氣過濾器(HEPA filter)廣泛地應用於要求清潔無菌的房間(電子產品和葯品的生產場所、手術室)以及其他應用領域(如空氣凈化器、真空袋式除塵器和口罩)。超細玻璃纖維墊、熔噴(MB)纖網、靜電紡纖網和ePTFE薄膜等各種介質都可達到HEPA的過濾要求。
過濾介質用超細纖維或納米纖維製成，或具有纖維狀結構，以使其有較大的纖維表面積或是在原纖結構中存在很多微孔。過濾介質的面密度、集塵量和使用壽命各不相同，不同成分和結構的材料更有著迥異的壓降。與亞微米級超細玻璃纖維和納米纖維靜電紡纖網相比，熔噴纖網的超細纖維直徑較粗，必須經過駐極化(EC)才能達到HEPA級的過濾效率，其他一些介質也可經駐極化提高過濾效率而不會增加壓降。應用駐極化的熔噴聚丙烯纖網的優勢在於其低壓降和較高的集塵量。盡管熔噴聚丙烯纖網的電荷衰減很慢，但進入的油粒和發動機排出的廢氣對其長期儲存和使用有影響。本文將對經過駐極和未經駐極的各種介質在用於HEPA過濾時的過濾效率、壓降和使用壽命進行比較。
1 HEPA過濾介質
本實驗選用的材料是駐極熔噴(ECMB)材料、超細玻璃纖維紙、ePTFE薄膜和靜電紡納米纖維網。熔噴材料是在TANDEC的Reicofil 24」雙組分熔噴生產線上生產的，駐極是在適用於厚型和高面密度產品的TANTRET T—II上完成的。靜電紡聚醯胺納米纖維直徑范圍為50～60 nm，在TANDEC的靜電紡設備上生產，超細玻璃纖維紙和ePrFE薄膜都是工業產品。
2 實驗
用TSI 8130自動過濾測試儀測定熔噴材料和口罩在載入NaCI和DOP顆粒時的效率。測試中採用的NaCI平均粒徑為0．067 m，幾何標准偏差(GSD)為1．6 m；DOP平均粒徑為0．2 m，幾何標准偏差與前者相同。用於過濾效率(FE)比較時，氣溶膠濃度為100 mg／m ，流動速率分別為1632、64和96 L／min。微粒載入試驗也用於研究材料的衰減性(過濾效率的衰減和DOP的增加)。過濾面積為100 em ，氣溶膠流動速率為32 L／min，相當於過濾速度為5．3 cm／s。
3 結果與討論
從表1可見，90 g／m 駐極熔噴材料在流動速率為32 L／min(過濾速度為5．3 cm／s)時，過濾效率可達到99．996％，壓降為84．3 Pa。而其他材料要達到所要求的HEPA過濾效率，其壓降比駐極熔噴材料高得多，如玻璃纖維紙壓降達到409．6 Pa，ePTFE薄膜是1 129．0 Pa，靜電紡納米纖維材料是590．9 Pa。駐極熔噴材料的過濾效率隨過濾速度的增加而下降。當過濾速度增加時，氣溶膠的遷移力將克服靜電力，因此靜電力將失去對移動微粒的捕獲能力。依照布朗擴散機理，HEPA過濾介質的作用就是捕獲以低過濾速度(如2．5 cm／s)移動的微小顆粒，而高速運動的大顆粒則通過使用預濾器，由慣性撞擊或直接攔截機理的作用而被捕獲。
DOP氣溶膠在駐極熔噴材料上的過濾效率比NaC1在該材料上的過濾效率低得
多。DOP不帶電，介電常數很高。由於介電常數大，駐極熔噴材料纖維中由電荷形成的電場將會減弱，對DOP顆粒的吸引力也因此而下降。如同從NaC1中觀察到的情況一樣，駐極熔噴材料的過濾效率將隨DOP過濾速度的提高而下降，其他材料的過濾效率隨過濾速度的提高無明顯變化。
過濾介質的使用壽命是十分重要的指標。駐極熔噴材料的過濾效率隨NaC1微粒的載入而增加(圖2，這是由於NaC1微粒在過濾材料上會粘結成餅，其他介質的情況也是如此。然而，隨DOP微粒的載入，駐極熔噴材料的過濾效率卻會下降，這是由於DOP微粒凝聚在纖維表面，形成了覆蓋層，由於DOP層的高介電常數，使得由纖維中的電荷形成的電場強度下降。

經TANTRET T—II充電的駐極熔噴材料耐DOP衰減的能力要比普通的工業用駐極熔噴材料強得多。充電方法的選擇對於介質有效帶電及耐DOP衰減是一個重要課題。應用較高面密度(例如180 g／m )的駐極熔噴材料，可在很大程度上彌補DOP載入對降低過濾效率的影響(圖4)，這是由於DOP微粒可有更長的時間使電荷停滯在駐極熔噴纖維上。
、

HEPA級的ePTFE薄膜有很高的壓降，因而限制了其在過濾方面的應用。ePTFE可以製成壓降較小的多孔薄膜，但其過濾效率也隨著相應下降。ePTFE薄膜多用於表面過濾，因此在薄膜上會很快形成塵餅，壓降驟然
當ePTFE薄膜遇上油粒(如DOP)時，薄膜將被顆粒浸濕，孔隙很快被油填滿，薄膜上的有效孔隙就會減少，薄膜的過濾速度將隨有效孔隙容積的下降而上升，因此ePTFE薄膜隨油粒載入增加，其過濾效率下降而壓降上升。
4 結論
在達到相同HEPA過濾要求時，駐極熔噴材料的壓降比其他材料的壓降低很多。在遇到DOP顆粒時，駐極熔噴材料的過濾效率較低。隨著DOP的載入，駐極熔噴材料的過濾效率下降，但可通過採用不同的充電方式來減慢駐極熔噴材料過濾效率下降的速度，使用較大面密度的駐極熔噴材料也可達到這一目的。玻璃纖維紙隨DOP的載入，其過濾效率和壓降都無明顯變化，但隨NaCI的載入，其過濾效率和壓降都上升。ePTFE薄膜隨油粒的載入，其過濾效率下降而壓降上升，但隨NaCI的載入，其過濾效率和壓降都上升。