что такое коалесцентный фильтр
Что такое коалесценция?
Главная страница » Что такое коалесценция?
Коалесценция – в прямом смысле слова, слияние. Термин обычно применим к жидким веществам, находящимся в состоянии капельной «агломерации». Принцип коалесценции построен на контакте одних капель с другими, что сопровождается образованием капельных форм большего размера.
Традиционным явлением индустриального сектора видится применение сжатого воздуха, который зачастую должен быть тщательно отфильтрован. Именно за счет использования фильтра коалесцирующего нисходящего потока или серии подобных фильтров достигается нужный эффект.
Существует распространенное заблуждение, что «безмасляным» воздушным компрессорам не требуется фильтрация по принципу коалесценции. Атмосферный воздух содержит значительное количество воды, масляных паров и прочие виды загрязнений, особенно в районах промышленных зон. Поэтому любой тип компрессора требует защиты.
Эффект коалесценции на практике
К примеру, если в масловодяной смеси имеются две малых капли масла, обе могут контактировать одна с другой, но не объединяются по причине существования разделительной водной пленки между ними.
Коалесценция приводит к сращиванию мелких капель с последующим образованием более крупных, которые легче отфильтровывать в системах очистки воздуха
Если же капли масла удерживаются в контакте в течение достаточного промежутка времени, водная пленка в конечном итоге разрывается, и капли масла сольются. На практике подобный эффект часто сопровождают побочные факторы:
Присутствие сторонних веществ осложняет процесс коалесценции. В этом случае наблюдается состояние так называемой эмульсии.
Если в содержимом присутствует достаточное количество ингибиторов, образуется стабильная эмульсия и процесс отделения затормаживается на неопределённое время.
Примерами стабильной эмульсии являются растворимые масла или хорошо известный пищевой майонез. Единственный практический способ разделения химически стабилизированных эмульсий – это применение эмульгатора.
Пример состояния эмульсии на привычном для всех пищевом наборе. Майонез — идеальная форма эмульсии
Однако механические коалесценты (сепараторы) эффективны только для механически индуцированных эмульсий.
Инструменты процесса коалесценции
Процесс коалесценции поддаётся усилению и блокировке. Увеличением силы, удерживающей капли в контакте (центрифуга, фибролит) эффект коалесценции повышается. Улучшается контакт капель с поверхностью, смачиваемой маслом, но не водой.
Большая часть масла, а также образующаяся за счёт конденсации влага, увлекаемые потоком сжатого воздуха, содержатся в виде распылений. Будучи в такой форме, эти вещества способны проникать сквозь материалы стандартных воздушных фильтров.
Сжатый воздух используется для разных целей:
Подобная хозяйственная деятельность зачастую требует максимального удаления масляных (водяных) капельных образований из системы сжатого воздуха. Специальные коалесцирующие фильтры успешно выполняют такую работу.
Конструкция фильтра: 1 — вход воздуха; 2 — свод; 3 — коалесцирующий элемент; 4 — резервуар; 5 — сток; 6 — собранная жидкость; 7 — разбивочный установочный стержень
Качество обработки распылённых веществ через фильтры с коалесценцией обычно характеризуется уровнем концентрации в процентах или промилле (ppm) по отношению к массе воздуха. Диапазон допустимых концентраций составляет от 1 до 0,01% (ppm).
О воздушных фильтрах с эффектом коалесценции
Фильтры коалесцирующие часто рассчитаны на удаление аэрозолей, где содержимое которых, существенно меньше номинального размера мельчайших захватываемых твердых частиц. Поэтому эффективные устройства часто поддерживают двухступенчатую фильтрацию.
Первая ступень удаляет твердые частицы и тем самым обеспечивает защиту коалесцирующего элемента, действующего на второй стадии фильтрации.
Поскольку все фильтры с коалесценцией создают большее ограничение для воздушного потока, потери давления в них существенно выше, чем в конструкциях обычных фильтров сжатого воздуха.
Работа коалесцирующих фильтров сопровождается начальным (сухим) падением давления и рабочим (насыщенным) падением давления. Оба значения зависят от давления и скорости воздушного потока.
Компрессорная установка производства сжатого воздуха, где применяется четырёх-ступенчатая система фильтрации. Устройство с эффектом коалесценции используется в качестве 4 ступени
Эффективный коэффициент очистки такими фильтрами сильно зависит от скорости воздуха, проходящей через фильтрующий узел.
Поэтому выбор фильтра с эффектом коалесценции осуществляется с учётом приемлемых параметров очистки масла, расхода воздуха и подводимых трубопроводов.
Так, фильтры с эффектом коалесценции, рассчитанные на концентрацию масла 0,1% (pmm) от объёмной составляющей воздуха, дают потери давления от 2 до 5.
Фильтры с коалесценцией, поддерживающие более тонкую очистку, рассчитанные на концентрацию 0,01% (pmm), могут давать падение до 10, при условии полной насыщенности.
Эффективные коалесцирующие устройства
По-настоящему эффективные машины, использующие принцип коалесценции, для разделения смеси масла с водой оснащаются мешочным фильтром (диффузором). Это своего рода первичная ступень коалесценции.
Мешочный фильтр применяется для отделения твердых частиц. Наличие этого элемента сводит на нет турбулентность потока внутри резервуара. Отсутствие турбулентности потока является важным для процесса разделения.
Схема эффективного масляного фильтра: 1 — дефлектор; 2 — отфильтрованное масло; 3 — матерчатый фильтр (флис); 4 — отражающий конус; 5 — канал вывода масла; А — вход воздуха; В — выход воздуха
Практически ту же функцию выполняет диффузор потока масла, являющийся альтернативой фильтра-мешка. Диффузор даёт эффект коалесценции с повышением скорости разделения. За счёт диффузора потока также минимизируется турбулентность внутри резервуара.
Фильтры с коалесценцией — это самый эффективный и простой способ избежать загрязнения дорогостоящего оборудования. Фильтры с эффектом коалесценции обеспечивают высокий уровень чистоты сжатого воздуха при умеренных потерях энергии (давления).
Благодаря выбору фильтра соответствующего класса, действующего на принципах коалесценции, конструкция которого поддерживает:
удаётся создавать оптимальные условия для системы воздушного компрессора, обеспечивать правильную долгосрочную работу при минимальном техническом обслуживании.
Как отделить влагу от сжатого воздуха?
Видеоролик ниже показывает наглядно, как изготовить эффективный отделитель влаги от воздуха своими руками. Для этого используется бывший в употреблении широко распространённый воздушный фильтр:
КРАТКИЙ БРИФИНГ
Технологии фильтрации
1. Фильтры-коалесцеры
Фильтры-коалесцеры широко применяются в установках систем очистки природного, транспортируемого, попутного нефтяного газов, в установках систем очистки топливного, импульсного и буферного газов, а также в установках систем очистки сжатого воздуха и других технических газов.
Фильтры-коалесцеры предназначены для тонкой очистки жидких и газообразных сред от механических частиц и капельной жидкости. В корпус фильтра-коалесцера устанавливаются нерегенерируемые, сменные фильтрующие элементы (картриджи) коалесцирующего типа.
В фильтрах-коалесцерах очистка среды от жидких примесей происходит благодаря способности фильтрующего элемента коалесцировать (объединять) жидкие аэрозольные частички мельчайшего диаметра от 0,3 мкм в более крупные с последующим накоплением и удалением жидкости через дренажную систему фильтра.
В газовых фильтрах-коалесцерах происходит удаление жидких примесей из потока газа, а также одновременное удержание механических примесей в пространстве материала фильтрующего элемента.
В жидкостных фильтрах-коалесцерах происходит удаление различных жидких примесей из потока очищаемой жидкости.
Фильтрующие элементы коалесцирующего типа разработаны для систем очистки жидких и газообразных сред, где требуется высокоэффективная очистка от жидких и твердых примесей.
В общем случае, процесс фильтрации осуществляется за счет следующих механизмов осаждения частиц на препятствиях, а именно: касание (зацепление), отсеивание (отсев, ситовой эффект), инерционный захват, гравитационное и диффузионное осаждение и электростатическое взаимодействие. Осажденные в объеме фильтрующего материала или накопленные на его поверхности частицы служат для вновь поступающих частиц составным элементом фильтрующей среды, повышающим степень очистки. По мере накопления частиц газопроницаемость фильтрующего материала уменьшается, что приводит к необходимости замены фильтроэлементов.
При улавливании только жидких частиц фильтр работает с постоянным сопротивлением в стационарном режиме саморегенерации (самоочищения). Высокодисперсная взвесь масла или влаги, содержащаяся в газе, улавливается при огибании аэрозольным потоком препятствий, образованных на его пути структурными элементами пористого слоя. По мере прохождения очищаемого потока через несколько слоев фильтрующего материала с последовательно увеличивающимися порами частицы масляно-воздушного тумана увеличиваются в размерах до капельной величины и перемещаются внутри слоя и по наружной поверхности вниз под действием силы тяжести, а также при протекании газового потока и капиллярных сил.
В зависимости от требуемой степени очистки газа ООО «Омни технологии» осуществляет поставку и оснащает фильтры-коалесцеры фильтрующими элементами необходимой конфигурации и требуемой эффективности очистки.
2. Центробежное фильтрование
Фильтры с фильтрующими элементами циклонного типа
Системы очистки c фильтрующими элементами циклонного типа предназначены для очистки транспортируемого газа от твердых частиц и капельной жидкости на компрессорных станциях магистральных трубопроводов.
Отличительная особенность конструкции фильтра — установка секции фильтрующих элементов циклонного типа, которая представляет собой комплект из циклонных фильтрующих элементов, вертикально вваренных между двумя мембранами.
Процесс отделения примесей от газа происходит в секции фильтрующих элементов циклонного типа фильтра за счет действия на частицы центробежных сил, создаваемых внутри циклонных элементов.
Поток очищаемого газа через входной патрубок поступает в секцию циклонных фильтрующих элементов, перераспределяется между ними, и далее поступает в циклонные части фильтрующих элементов, где получает вращательное движение. Под действием центробежной силы нежелательные жидкие и механические примеси отбрасываются к стенкам циклонной части фильтрующего элемента, осаждаются в нижней дренажной камере, двигаясь вместе с вращающимся потоком, откуда в дальнейшем удаляются принудительно оператором или автоматически. Чистый газ выходит из выхлопных трубок циклонных фильтроэлементов, и далее выводится из корпуса фильтра через выходной патрубок.
3. Фильтры с фильтрующими элементами сетчатого типа
Принцип действия фильтрационного элемента сетчатого типа состоит в следующем: поток газа проходит через боковую поверхность цилиндрического элемента, закрепленного в специальном съемном креплении, фильтруется и выходит через торец данного элемента. Твердые частицы захватываются и удерживаются в пространстве материала фильтрующего элемента.
Коалесцирующие фильтры
Вы здесь
Компания DM Lieferant отгрузила продукцию Buhler Technologies
Buhler Technologies GmbH – известная на весь мир немецкая компания, специализирующаяся на разработке и изготовлении широкого спектра решений для газового анализа и гидравлических систем.
Фильтры-коалесцеры
Современные коалесцирующие фильтры, выпускаемые ведущими мировыми производителями, отличаются высоким качеством очистки, производительностью и позволяют надежно защищать оборудование предприятий от загрязнений, воды, эмульсий, а также различного рода нежелательных твердых и жидких частиц.
Страницы
Коалесцирующие (коалесцентные) фильтры или коалесцеры представляет собой специальный фильтровальный элемент, принцип действия которого основан на явлении коалесценции, при котором осуществляется процесс слияния капель и других подобных частиц среды внутри жидкости или газа.
Производители
Технические особенности и преимущества
В связи с тем, что процесс коалесценции сам по себе протекает довольно медленно, в настоящее время разработано ряд способов по его ускорению за счет химических и физических воздействий:
В фильтровальном оборудовании для ускорения коалесценции, как правило, используют физическое воздействие, обеспечивающее создание благоприятных условий для оптимального слипания капель. Фильтровальный элемент имеет большое число узких зон, представленных порами и отверстиями. Проходящие через него частицы сталкиваются, в результате чего происходит их слияние и увеличение размеров. Силы гравитации способствуют осаждению из потока предельно укрупненных частиц. При этом фильтр очищает поток среды, удерживая частицы требуемых размеров в соответствии с применяемым способом очистки.
Фильтрующие перегородки современных коалесцентных фильтров выполняются из полимерных материалов, стекловолокна, фторопласта. Для обеспечения необходимой прочности и стойкости к повышенному давлению, коалесцирующий слой может оснащаться с обеих сторон металлической сеткой. Для удержания достаточно крупных по размерам частиц перед фильтрующей перегородкой фильтра устанавливают специальный защитный слой. За коалесцирующей перегородкой размещают дренажный слой из крупнопористого материала, обеспечивающего облегченное стекание больших капель.
Благодаря своим техническим особенностям, фильтры-коалесцеры способны обеспечивать высокое качество сепарирования и высокую степень отделения загрязняющих частиц наряду с высокими показателями производительности, что позволяет им существенно превосходить многие другие системы очистки.
Виды коалесцирующих фильтров
В зависимости от способа воздействия на дисперсные частицы, фильтры-коалесцеры подразделяют на механические и электростатические.
Для механических фильтров характерно использование специальных перегородок, обеспечивающих сливание капель, в то время как в электростатических для этих целей применяют электрические поля как переменного, так и постоянного тока, а также их комбинации.
Также коалесцирующие фильтры подразделяют по типу жидкость/жидкость и жидкость/газ.
Область применения фильтров-коалесцеров
Фильтровальное оборудование и системы, использующие в своей основе явление коалесценции, отлично зарекомендовали себя и получили широкое распространение в следующих отраслях и сферах производства:
Применение фильтров-коалесцеров обеспечивает надежную работу ответственного и высоконагруженного оборудования (турбин, компрессоров), позволяет существенно увеличивать межремонтный интервал различных агрегатов, снижать стоимость эксплуатации, уменьшать число простоев и аварийных остановок.