تصميم مرشح الأمان واختيار الحساب

تُستخدم المرشحات الأمنية بشكل أساسي لإزالة الجزيئات الصغيرة (مثل المواد الصلبة العالقة والغرويات والكائنات الحية الدقيقة وما إلى ذلك) من السوائل لحماية المعدات النهائية (مثل أغشية التناضح العكسي وراتنجات التبادل الأيوني وما إلى ذلك). ويتطلب تصميمها واختيارها دراسة شاملة لعوامل مثل خصائص السوائل، ودقة الترشيح، ومعدل التدفق، وانخفاض الضغط، وتوافق المواد. فيما يلي الخطوات الأساسية والنقاط الرئيسية لاختيار التصميم والحساب:

1. تحديد متطلبات الترشيح

وسائط الترشيح: سائل (ماء، زيت، محلول كيميائي).

الملوثات المستهدفة: نوع الجسيمات (مثل الطمي والصدأ والكائنات الحية الدقيقة)، ونطاق حجم الجسيمات، والتركيز.

دقة الترشيح: عادة 1 ~ 100 ميكرون (عادة 1μm، 5μm، 10μm)، يتم تحديدها وفقًا لمتطلبات المعدات النهائية.

متطلبات معدل التدفق: الحد الأقصى/الأدنى لمعدل التدفق (م³/ساعة أو لتر/دقيقة).

ظروف التشغيل: درجة الحرارة، الضغط (ضغط العمل والحد الأقصى لضغط التحمل)، قيمة الرقم الهيدروجيني، التوافق الكيميائي.

2. تحديد نوع الفلتر

مرشح الخرطوشة: مناسب لسيناريوهات التدفق -عالية الدقة ومنخفضة- (على سبيل المثال، المعالجة المسبقة بالتناضح العكسي).

مرشح الكيس: مناسب لمعدلات التدفق العالية والدقة المتوسطة (10 ~ 100 ميكرومتر).

مرشح الشمعة: مناسب للوسائط ذات اللزوجة العالية أو المحتوى العالي من المواد الصلبة.

مرشح التنظيف الذاتي-: مناسب للسيناريوهات التي تتطلب أتمتة عالية وأقل قدر من الصيانة.

3. اختيار المواد

خرطوشة الفلتر: بولي بروبيلين (PP)، بولي تترافلوروإيثيلين (PTFE)، نايلون، معدن متكلس.

مادة الغلاف: الفولاذ المقاوم للصدأ (304/316L)، الفولاذ الكربوني (مع بطانة مضادة للتآكل)، PP/UPVC (مقاوم للتآكل).

مادة الختم: EPDM، السيليكون، المطاط الفلوري (يتم اختيارها بناءً على الخواص الكيميائية للوسائط).

4. تحديد معلمات خرطوشة الفلتر

منطقة الترشيح: تحدد قدرة الاحتفاظ بالأوساخ وانخفاض الضغط؛ يتطلب حساب معدل التدفق.

طول خرطوشة الفلتر: الأحجام القياسية هي 10 بوصة و20 بوصة و30 بوصة و40 بوصة.

نوع الاتصال: نوع تشاك، نوع مترابطة، نوع شفة.

1. 1. حساب منطقة التصفية

ج: إجمالي منطقة الترشيح (م²)؛

س: معدل التدفق (م³/ساعة)؛

V: سرعة وسائط الترشيح (m/h)، بشكل عام 0.1~0.3 m³/(m²·h) (يتم ضبطها وفقًا لنوع وسائط الترشيح)؛

η: معدل استخدام خرطوشة الفلتر (عادةً 0.8~0.9).

2. حساب كمية خرطوشة الفلتر

N: كمية خرطوشة الفلتر؛

أ (مفرد): منطقة ترشيح فعالة لخرطوشة مرشح واحدة (مقدمة من قبل الشركة المصنعة، على سبيل المثال، 0.5 ~ 1.5 متر مربع/خرطوشة).

3. تقدير انخفاض الضغط

▲P: انخفاض الضغط الأولي (Pa)؛

μ: لزوجة السوائل (Pa·s)؛

L: سمك خرطوشة الفلتر (م)؛

K: معامل نفاذية وسائط التصفية (م²، يتطلب بيانات تجريبية أو بيانات الشركة المصنعة).

ملحوظة: انخفاض الضغط الفعلي سيزداد مع تراكم الملوثات؛ مطلوب هامش أمان من 1.5 إلى 2 مرة.

4. حساب القدرة القابضة للأوساخ

ج: القدرة على الاحتفاظ بالأوساخ (ز)؛

ρ: كثافة الأوساخ (جم/م³)؛

V: حجم خرطوشة الفلتر (م³)؛

ηc: مسامية خرطوشة الفلتر (مقدمة من قبل الشركة المصنعة، على سبيل المثال، 60%~90%)

مطابقة دقة الترشيح: متطلبات المعدات النهائية: على سبيل المثال، تتطلب أنظمة التناضح العكسي دقة أقل من 5 ميكرومتر. توزيع الجسيمات الفعلي: حدد مستوى الدقة المناسب من خلال اختبار عداد الجسيمات.

معدل التدفق وتوازن انخفاض الضغط: قد يؤدي معدل التدفق الزائد إلى انخفاض مفرط في الضغط أو تقصير عمر خرطوشة الفلتر. حدد عدد ومساحة خراطيش الفلتر بناءً على قيود ضغط النظام.

التحقق من التوافق الكيميائي: يجب أن تكون وسائط الترشيح ومواد الختم مقاومة لتآكل الوسائط (راجع التحقق من التوافق الكيميائي). (جدول التوافق الكيميائي).

الصيانة وتحسين التكلفة: تكرار استبدال الفلتر: بالنسبة لسيناريوهات التلوث العالية-، اختر مرشحات ذات سعة كبيرة- أو تصميمات ذاتية التنظيف-. الاقتصاد: قارن بين التكاليف-طويلة المدى للمرشحات التي تستخدم لمرة واحدة والمرشحات القابلة للغسل.

حماية ما قبل الترشيح: قم بتركيب مرشح خشن (على سبيل المثال، 100 ميكرومتر) قبل مرشح الأمان لإطالة عمر المرشح.

العادم والصرف: يجب أن يأخذ تصميم السكن في الاعتبار صمامات العادم والصرف لتجنب انسداد الهواء والترسيب.

اختبار التحقق من الصحة: ​​اجتياز اختبار نقطة الفقاعة (للتحقق من سلامة الفلتر) واختبار معدل رفض الجسيمات.

هامش الأمان: يوصى باستخدام خراطيش فلتر إضافية بنسبة 10% إلى 20% للتعامل مع التلوث المفاجئ أو تقلبات التدفق.