Филтрите играят незаменима роля в съвременната индустрия, живот и технологии. От пречистването на питейната вода в ежедневието до пречистването на химическите суровини в промишленото производство, до скрининга на информацията при обработката на данни, филтрите са навсякъде. За да разберете задълбочено механизма на работа и работата на филтрите, е много важно да изясните техните вътрешни елементи.
Съдържание
1. Елементи от филтърен материал
(I) Влакнести материали
(II) Порести материали
2. Функционални елементи
(I) Магнитни материали
(II) Йонообменни смоли
3. Подпорни и конструктивни елементи
(I) Метални рамки
(II) Уплътнителни пръстени
4. Данни за индустрията
(I) Размер на пазара
(II) Дел на търсенето на филтърен материал
5. Тенденция на развитие на филтърните елементи
(I) Изследване и развитие на-материали с висока ефективност
(II) Интелигентност и функционална интеграция
(III) Приложение на зелени и екологично чисти материали
(I) Влакнести материали
Синтетични влакна: Полиестерните влакна и полипропиленовите влакна обикновено се използват във филтри сред синтетичните влакна. Полиестерните влакна имат характеристиките на висока якост, устойчивост на износване и устойчивост на химическа корозия. Те се използват широко във въздушни филтри и могат ефективно да улавят замърсители от прахови частици като прах и полени във въздуха. Например във вентилационната система на промишлени предприятия въздушните филтри със средна-ефективност, направени от полиестерни влакна, могат да филтрират частици с размер над 1 микрон, с ефективност на филтриране до 85%. Полипропиленовите влакна често се използват във филтри за вода поради тяхната добра химическа стабилност и хидрофобност и могат ефективно да отстраняват суспендирани вещества, колоиди и други примеси във водата. В етапа на предварително третиране на пречиствателните станции за отпадни води филтрите от полипропиленови влакна могат да намалят концентрацията на суспендирани вещества в суровата вода от 100 mg/L до около 20 mg/L.
Естествени влакна: Естествените влакна като памук и вълна също могат да се използват като филтърни материали. Памучните влакна са евтини и широко достъпни и се използват в някои прости сценарии за филтриране на течности. Например, когато правите домашно вино у дома, памук може да се използва за филтриране на остатъците във виното. Вълнените влакна имат определена адсорбционна способност и могат да се използват за филтриране на вещества като масло. При филтрирането на хранително масло в малки предприятия за преработка на храни филтрите от вълнени влакна могат ефективно да премахнат примесите в маслото и значително да подобрят бистротата на хранителното масло.
(II) Порести материали
Керамика: Керамичните материали се характеризират с устойчивост на висока температура, устойчивост на корозия и висока механична якост и се представят добре в областта на високо-температурното филтриране на газ и високо-прецизното филтриране на течности. Например, при високо-пречистване на димни газове в стоманодобивната промишленост, керамичните филтри могат да работят стабилно в среда с висока температура над 800 градуса, като ефективно филтрират частиците прах в димните газове, така че концентрацията на емисиите на димни газове да отговаря на стандартите за опазване на околната среда (по-малко от 50 mg/m³). При филтрирането на течни лекарства във фармацевтичната индустрия керамичните филтри могат да постигнат високо-прецизно филтриране, прихващане на микроорганизми и примеси с размер на частиците по-малък от 0,1 микрона и осигуряване на чистотата и безопасността на течните лекарства.
Активен въглен: Активният въглен има богата структура на порите и огромна специфична повърхност и има силен адсорбционен капацитет. Той се използва широко в областта на пречистването на въздуха и водата. В пречиствателите на въздуха на закрито филтрите с активен въглен могат ефективно да адсорбират вредни газове като формалдехид и бензол, намалявайки концентрацията на вредни газове в помещението. Експериментални данни показват, че в наскоро реновирани стаи използването на филтри с активен въглен може да намали концентрациите на формалдехид от 0,3 mg/m³ до под 0,1 mg/m³ в рамките на 24 часа. При обработката на питейната вода филтрите с активен въглен могат да премахнат миризми, пигменти и някои органични замърсители във водата, подобрявайки вкуса и качеството на питейната вода.
Функционални елементи
(I) Магнитни материали
Магнитните материали играят важна роля при филтрирането на течности, съдържащи феромагнитни примеси. Например в системата за циркулация на флуид за рязане на металообработващата промишленост магнитните филтри, направени от постоянни магнити или електромагнити, могат бързо да абсорбират магнитни примеси като железни стружки и железен прах в флуида за рязане, да поддържат флуида за рязане чист и да удължат експлоатационния му живот. Според статистиката, след използване на магнитни филтри, цикълът на смяна на течността за рязане може да бъде удължен от първоначалния 1 месец до 3-4 месеца, което ефективно намалява производствените разходи.
(II) Йонообменна смола
Йонообменната смола е полимерен материал с йонообменна функция, който обикновено се използва в областта на пречистването на водата. Силно киселинната катионобменна смола може да премахне калциеви, магнезиеви и други йони във водата, да намали твърдостта на водата и да предотврати образуването на котлен камък. При третиране на бойлерна вода, след третиране с филтри от йонообменна смола, твърдостта на водата може да бъде намалена от 300mg/L (изчислено като калциев карбонат) до под 50mg/L, ефективно защитавайки котелното оборудване и намалявайки разходите за поддръжка. Силната алкална анионообменна смола може да премахне аниони като хлоридни йони и сулфатни йони във вода, за да подобри чистотата на водата.
Подпорни и структурни елементи
(I) Метална рамка
Металната рамка осигурява структурна опора за филтъра, за да гарантира, че филтърният материал остава стабилен по време на работа. Рамките от неръждаема стомана се използват широко във филтри в химическата, хранително-вкусовата и други индустрии поради тяхната устойчивост на корозия и висока якост. Например, във филтрите в производствените линии за храни и напитки, рамките от неръждаема стомана могат да издържат на високо налягане и температури, за да осигурят нормалната работа на филтрите в сложни производствени среди. Рамките от алуминиева сплав имат предимствата на леко тегло и ниска цена и често се използват в някои въздушни филтри, които изискват тегло, като филтри за автомобилни климатици.
(II) Уплътнителен пръстен
Уплътнителният пръстен е ключов елемент за осигуряване на уплътняването на филтъра, за да се предотврати изтичане на течност или газ по време на процеса на филтриране. Уплътнителните пръстени от силиконов каучук имат добра устойчивост на висока и ниска температура и могат да се използват в температурен диапазон от -60 градуса до 250 градуса. Подходящи са за уплътняване на филтри при високи или ниски температури. Уплътнителните пръстени от флуорокаучук имат отлична устойчивост на химическа корозия и играят важна роля във филтри, които влизат в контакт с корозивни среди като силни киселини и основи.
Индустриални данни
(I) Размер на пазара
Според статистически данни от институции за пазарни проучвания размерът на световния пазар на филтри ще достигне 45 милиарда щатски долара през 2023 г. и се очаква да нарасне до 65 милиарда щатски долара до 2028 г., с общ годишен темп на растеж от 7,5%. Сред тях пазарът на филтри в индустриалната област представлява най-голям дял, достигайки 40%, и се използва главно в нефтохимическата, енергетиката, металургията и други индустрии.
(II) Дял на търсенето на филтърни материали
На пазара на филтърни материали търсенето на материали от синтетични влакна представлява най-висок дял, достигайки 35%, главно поради широкото им приложение във филтрирането на въздуха и водата. Търсенето на материали с активен въглен възлиза на 20%. Тъй като изискванията на хората към качеството на въздуха и водата продължават да нарастват, търсенето на пазара показва постоянна тенденция на растеж. Търсенето на керамични материали възлиза на 15%, а приложението им при високи-температури и високо-прецизни филтрационни полета постепенно се увеличава.
| Категория на елемента | Специфични материали | Дял на пазарното търсене | Основни области на приложение |
| Категория на филтърния материал | Полиестерно влакно | 20% | Филтриране на въздуха (промишлени предприятия, вентилационни системи за търговски сгради) |
| Полипропиленово влакно | 15% | Филтриране на вода (пречистване на отпадъчни води, предварителна обработка на промишлени води) | |
| Керамика | 15% | Високо{0}}температурно газово филтриране (топене на стомана, производство на цимент), високо-прецизно филтриране на течности (фармацевтични продукти, електроника) | |
| Активен въглен | 20% | Пречистване на въздуха (вътрешен, автомобилен), пречистване на вода (пречистване на питейна вода, пречистване на отпадни води) | |
| Клас на функционален елемент | Магнитен материал | 8% | Обработка на метали, филтриране на течност за рязане за производство на машини |
| Йонообменна смола | 10% | Пречистване на вода (бойлерна вода, подготовка на промишлена чиста вода) | |
| Подпорни и структурни елементи | Рамка от неръждаема стомана | 6% | Филтри за химическата, хранително-вкусовата промишленост и производството на напитки |
| Рамка от алуминиева сплав | 4% | Филтри за автомобилни климатици, битови пречистватели на въздух | |
| Силиконов гумен уплътнителен пръстен | 3% | Филтърни уплътнения при високи и ниски температури | |
| Уплътнителен пръстен от флуоркаучук | 2% | Филтърът се уплътнява при контакт с корозивни среди като силни киселини и основи |
Тенденция на развитие на филтърните елементи
(I) Проучване и разработване на високо{0}}ефективни материали
С непрекъснатото подобряване на изискванията на различни индустрии за точност, ефективност и стабилност на филтрирането, изследването и разработването на високо-ефективни филтърни материали се превърна в тенденция. Например, материалите от нановлакна имат по-висока ефективност на филтриране и по-ниска устойчивост поради тяхната уникална наномащабна структура на порите и се очаква да бъдат широко използвани в областта на филтрирането на въздуха и филтрирането на водата. Новите композитни филтърни материали комбинират предимствата на различни материали, за да отговорят на нуждите от филтриране при сложни работни условия.
(II) Интелигентност и функционална интеграция
В бъдеще елементите във филтъра ще се развиват в посока интелигентност и функционална интеграция. Магнитният филтър е интегриран със сензора, за да следи съдържанието на магнитни примеси в течността в реално време и автоматично да регулира интензитета на филтриране. Филтърът от йонообменна смола, комбиниран с технологията Интернет на нещата, може дистанционно да наблюдава обменния капацитет на смолата, своевременно да напомни за смяна или регенерация и да подобри ефективността на пречистването на водата.
(III) Приложение на зелени и екологично чисти материали
На фона на нарастващата екологична осведоменост постепенно ще се увеличава прилагането на зелени и екологично чисти филтърни материали. Биоразградимите материали от естествени влакна и рециклируемите материали от синтетични влакна ще получат повече внимание за намаляване на въздействието на отпадъците върху околната среда след използването на филтри.