Фундаментальные принципы фильтрации сосредоточены на оптимальной конструкции фильтрующего материала и выборе подходящего материала для конкретных задач фильтрации. Существует два основных типа фильтрации: глубинная фильтрация и поверхностная фильтрация. Глубинная фильтрация предполагает улавливание частиц внутри среды, тогда как поверхностная фильтрация предполагает улавливание частиц на поверхности фильтра, образуя отходы.
Поверхностная фильтрация в первую очередь действует как механизм грубой фильтрации, отделяя на поверхности фильтра частицы, размер которых превышает размер фильтрующего материала, чтобы предотвратить их попадание или прохождение через поры. По мере накопления частиц образуются отходы, толщина которых увеличивается по мере того, как больше частиц попадает в фильтрующий материал.
Глубинная фильтрация в основном используется для отделения частиц микронного размера, например, для защиты оборудования от засорения и коррозии, защиты катализаторов от отравления и очистки продуктов. Частицы попадают в среду и захватываются ее многослойной структурой. Такая структура предотвращает преждевременное засорение и повышает способность носителя удерживать грязь. Поскольку частицы задерживаются в более глубоких слоях носителя, становится необходимой автономная очистка. Автономные методы очистки могут включать растворители, ультразвуковую вибрацию, пиролиз, очистку паром или очистку циркулирующей водой. Плиссированные материалы можно использовать для минимизации занимаемого пространства и затрат.
Понимание эффективности фильтра в удалении частиц из газового потока имеет решающее значение для успешной разработки и эксплуатации фильтра. Для жидкостей, содержащих мелкие гранулированные примеси, улавливание частиц через внутреннюю пористую среду является ключом к достижению эффективного удаления частиц. Структура спеченного металла представляет собой извилистый путь, по которому могут захватываться частицы, образуя твердые отходы на поверхности носителя. Вновь захваченные частицы накапливаются поверх ранее осажденных. Срок службы фильтра зависит от его грязеемкости и результирующего перепада давления. В тех случаях, когда жидкости содержат большое количество частиц, современное фильтрующее оборудование использует твердую фильтрацию. Накопившееся в фильтре твердое вещество выходит за пределы фильтрующего элемента, создавая дополнительный фильтрующий слой и увеличивая перепад давления. Падение давления увеличивается с увеличением загрузки частиц. Как только цикл фильтрации достигает конечного давления, фильтр подвергается обратной промывке или промывке чистым газом для удаления отфильтрованных твердых частиц.
На степень фильтрации влияют такие факторы, как концентрация частиц сырья, вязкость и температура. Режимы работы фильтра могут быть заданы как постоянное давление, постоянный расход или повышение давления с уменьшением расхода в процессе фильтрации. Если частицы быстро засоряют систему, достигая предела давления, или твердый фильтр заполняется, цикл фильтрации прекращается, даже если предельное давление не было достигнуто. Тип фильтра, температура жидкости и загрузка твердых частиц влияют на проницаемость, выражаемую как скорость потока относительно перепада давления.
