Wat zijn naaldviltfiltermedia en hoe verhoudt dit zich tot andere industriële filtermaterialen?

Industriële filtratie is een fundamenteel proces bij productie, energie, milieubeheer en luchtkwaliteitscontrole. Elk zakfilter in een cementfabriek, elke stofafscheider in een houtbewerkingsfabriek, elk vloeistoffiltratiesysteem in een chemisch proces en elke HVAC-luchtbehandelingsinstallatie in een commercieel gebouw is afhankelijk van een filtermedium: een materiaal waarvan de gecontroleerde poriënstructuur deeltjes opvangt terwijl de dragervloeistof (lucht, gas of vloeistof) er met een aanvaardbare stromingsweerstand doorheen kan.

Naaldgestanst non-woven materiaal is wereldwijd een van de meest gebruikte industriële filtermedia, en in veel filtratietoepassingen is dit het dominante of enige materiaal bij uitstek. Voor ingenieurs die filtermedia specificeren, inkoopmanagers die vervangende filterzakken of rollen filterdoek aanschaffen, en fabrikanten van apparatuur die filtratiesystemen ontwerpen, is het begrijpen van wat naaldgeperforeerde niet-geweven filtermedia zijn, hoe deze presteren ten opzichte van alternatieve materialen en welke specificatieparameters de geschiktheid ervan voor een bepaalde toepassing bepalen de basis van een effectieve selectie van filtermedia.

Hoe naaldgeperforeerde niet-geweven filtermedia werken

Naaldgeperforeerd non-woven filtermateriaal is een driedimensionale vezelstructuur die ontstaat door het mechanisch verstrengelen van een web van stapelvezels door herhaalde penetratie van naaldplanken. In tegenstelling tot geweven filterstoffen – die een regelmatig raster van vierkante of rechthoekige openingen hebben, gedefinieerd door de weefstructuur – hebben naaldviltvliesstoffen een kronkelige, driedimensionale poriënstructuur die wordt gevormd door de willekeurige rangschikking van verstrengelde vezels. Dit structurele verschil heeft fundamentele implicaties voor de filtratieprestaties.

In een geweven filterdoek gaan deeltjes kleiner dan de openingsgrootte vrij door; deeltjes groter dan de opening worden op het oppervlak opgevangen. Het filtratiemechanisme bestaat voornamelijk uit zeven aan het oppervlak en de prestaties van het filter worden grotendeels bepaald door de grootte van de geweven openingen. In een met naalden geslagen non-woven creëert het kronkelige driedimensionale poriënnetwerk meerdere opvangmechanismen die tegelijkertijd werken:

Onderschepping treedt op wanneer een deeltje dat een stroomlijn door de vezelmatrix volgt, dicht genoeg bij een vezeloppervlak komt om er contact mee te maken en zich eraan te hechten. Omdat de vezelmatrix veel veranderingen in het stroompad veroorzaakt, hebben deeltjes veel mogelijkheden voor vezelcontact, zelfs als hun traagheid hen niet van de hoofdstroomlijn afvoert.

Impactie treedt op wanneer de traagheid van een deeltje het van de gebogen stroomlijn rond een vezel afvoert en in contact komt met het vezeloppervlak. Dit mechanisme is het meest effectief voor grotere, dichtere deeltjes bij hogere stroomsnelheden.

Verspreiding komt voor bij zeer kleine deeltjes (onder ongeveer 1 micron) waarvan de willekeurige Brownse beweging ervoor zorgt dat ze vaker afwijken van de stroomlijnen en contact maken met vezeloppervlakken dan hun grootte zou voorspellen op basis van alleen impact. Het kronkelige pad door een dik, met naalden gestanst medium biedt meer mogelijkheden voor diffusievangst dan een dun geweven materiaal.

De combinatie van deze mechanismen – die gelijktijdig werken over de volledige dikte van de met naalden geslagen media in plaats van alleen aan het oppervlak – geeft naalden geslagen non-woven filtermedia zijn karakteristieke dieptefiltratievermogen: het vermogen om een ​​reeks deeltjesgroottes over de hele filterdikte op te vangen in plaats van alleen aan het oppervlak, wat verstopping van het oppervlak vertraagt ​​en de levensduur van de filters tussen reinigingscycli verlengt.

Belangrijke industriële toepassingen voor naaldgeperforeerde niet-geweven filtermedia

Zakkenfilters voor industriële stofafzuiging

Het grootste toepassingssegment voor naaldgeperforeerde niet-geweven filtermedia zijn zakkenfilters (filterzakken) die worden gebruikt in pulsstraal-, schud- en omgekeerde luchtstofopvangsystemen in de zware industrie. De productie van cement en kalk, de verwerking van staal en metaal, de opwekking van energie (verwerking van kolenas), de productie van hout en meubelen, de verwerking van voedsel (meel, suiker, zetmeel), de chemische productie en de farmaceutische productie genereren allemaal processtofstromen die moeten worden gefilterd voordat ze in de atmosfeer terechtkomen of binnen de faciliteit worden gerecirculeerd.

Filterzakken voor pulsstraalstofafscheiders zijn doorgaans cilindrische zakken van naaldviltvlies, ondersteund door interne draadkooien, waardoor stoffige lucht van buiten naar binnen stroomt. Deeltjes worden opgevangen op het buitenoppervlak en in de stofdiepte; Het verzamelde stof wordt periodiek losgemaakt door een omgekeerde puls van samengeperste lucht, die naar de onderliggende trechter valt. Het filterzakweefsel moet duizenden pulsreinigingscycli kunnen doorstaan ​​zonder dat het weefsel vermoeit of vezels loslaat, terwijl de filtratie-efficiëntie gedurende de hele levensduur behouden blijft (doorgaans 1-3 jaar bij normaal industrieel gebruik).

Vloeibare filtratie

Naaldgeperforeerde niet-geweven filtermedia worden veelvuldig gebruikt in vloeistoffiltratietoepassingen - filterzakken en filterpatronen voor proceswaterfiltratie, industriële koelmiddelfiltratie in de metaalbewerking, verf- en coatingfiltratie, chemische procesvloeistofzuivering, voedsel- en drankproductie en afvalwaterbehandeling. Bij vloeistoffiltratie moeten de filtermedia hun structurele integriteit behouden als ze nat zijn (natte treksterkte), bestand zijn tegen de chemische omgeving van de vloeistof die wordt gefilterd en een consistente poriënstructuur bieden om de nominale filtratie-efficiëntie te leveren.

Filterzakconstructies voor vloeistoffiltratie zijn doorgaans gemaakt van vervilte naaldviltstof die een thermische of chemische oppervlaktebehandeling heeft ondergaan om een ​​glad, dicht filtratieoppervlak te verschaffen dat vezelmigratie in het filtraat minimaliseert en zorgt voor een efficiënte opvang van deeltjes. De viltconstructie – dichter en uniformer in poriëngrootte dan een standaard naaldviltstof – is de standaard voor toepassingen waarbij de efficiëntie van het vasthouden van deeltjes bij een gedefinieerde micronclassificatie is gespecificeerd.

HVAC en luchtbehandelingsfiltratie

Voor commerciële HVAC-systemen en industriële luchtbehandeling dienen naaldviltvliesmaterialen als filtermedia in paneelfilters, zakkenfilters en geplooide filterelementen. In HVAC-toepassingen moet het filter de filtratie-efficiëntie (het opvangen van een bepaald aandeel deeltjes met een gedefinieerde grootte – beoordeeld door MERV, EN779/ISO 16890-efficiëntieklassen) in evenwicht brengen met de drukval (weerstand tegen de luchtstroom, die het energieverbruik van het luchtbehandelingssysteem bepaalt). Filtratie met een hogere efficiëntie vereist fijnere vezelstructuren en een hogere mediadichtheid, waardoor de drukval groter wordt. Naaldgeperforeerde non-woven media voor HVAC-toepassingen zijn ontworpen om doelefficiëntie te bieden bij een minimale drukval door de vezelfijnheid (denier), het mediagewicht en de constructie te optimaliseren.

Geotextielfiltratie

In de civiele techniek en de bouw dienen naaldvilt-geotextielen als filtratielagen in drainagesystemen, keermuren, taluds en kustlijnbeschermingswerken. Het geotextiele filterdoek laat water door terwijl het de fijne gronddeeltjes vasthoudt die anders in het drainagemedium zouden migreren en verstoppen. Naaldgeperforeerde niet-geweven geotextielfilterstoffen worden gespecificeerd door hun schijnbare openingsgrootte (AOS of O90 - de poriegrootte die 90% van de deeltjes vasthoudt in een gestandaardiseerde slurrytest) en hun waterdoorlatendheid.

Naaldgeperforeerd vlies versus andere filtermediatypen

De juiste vezel selecteren voor niet-geweven filtermedia

De vezelsamenstelling van het naaldviltvlies is de meest kritische specificatievariabele voor chemische en temperatuurbestendigheid bij industriële filtratie. De juiste vezelselectie moet worden bevestigd voor de specifieke gasstroomchemie, temperatuur en deeltjestype in de toepassing:

Polyester (PET) is de meest gebruikte vezel voor standaard industriële stofopvangtoepassingen. Polyester is bestand tegen de meeste minerale zuren bij gematigde concentraties en temperaturen, heeft een goede hydrolysebestendigheid bij gematigde temperaturen en biedt continue werking tot ongeveer 130–150°C. Het is niet geschikt voor geconcentreerde zure of alkalische omgevingen of voor continue temperaturen boven 150°C.

Polypropyleen (PP) biedt uitstekende weerstand tegen de meeste zuren en logen, maar heeft een lagere temperatuurbestendigheid dan polyester, doorgaans beperkt tot 90–100 °C continu. Op grote schaal gebruikt in vloeistoffiltratietoepassingen (zuur-, alkali- en oplosmiddelbestendigheid) en bij industriële gasfiltratie bij lagere temperaturen, waarbij sterke chemische bestendigheid de prioriteit heeft.

PPS (Polyfenyleensulfide, Ryton®) is bestand tegen de meeste chemische omgevingen bij hoge temperaturen en biedt continue werking tot ongeveer 190°C. Het is de standaardspecificatie voor vliegasfiltratie in kolencentrales waarbij de gastemperaturen verhoogd zijn en de gasstroom zure condensaten kan bevatten. Duurder dan polyester of polypropyleen, maar de juiste keuze voor hete, chemisch agressieve gasstromen.

P84 (polyimide) biedt continue werking tot ongeveer 240°C en is uitstekend bestand tegen zure omgevingen. Gebruikt in toepassingen bij hoge temperaturen, zoals cementovenfiltratie, waar temperaturen de capaciteit van PPS benaderen of overschrijden.

PTFE (polytetrafluorethyleen) is de chemisch meest inerte filtervezel, bestand tegen vrijwel alle zuren, logen en oplosmiddelen en bestand tegen continu temperaturen van ongeveer 260 °C. PTFE-vezels worden gebruikt in de meest agressieve chemische omgevingen waar andere vezels falen. Een PTFE-membraan gelamineerd over een vernaald substraat (voor structurele sterkte) is de standaardoplossing voor zeer fijne deeltjesfiltratie (conform de submicron-emissies) in veeleisende industriële toepassingen.

Aramide / Nomex® biedt uitstekende mechanische sterkte en goede temperatuurbestendigheid tot ongeveer 200°C, met goede weerstand tegen de meeste organische chemicaliën. Gebruikt waar mechanische duurzaamheid en vermoeidheidsweerstand bij pulsreiniging net zo belangrijk zijn als temperatuurprestaties. Grote filterzakken in industriële systemen met hoge snelheid profiteren van de superieure treksterkte van de vezel.

Belangrijkste specificatieparameters bij aankoop van niet-geweven filtermedia

Oppervlaktegewicht (g/m²) — een hoger gewicht zorgt voor meer diepte voor het vasthouden van deeltjes en over het algemeen een hoger rendement, maar vergroot de drukval. Typische industriële filterzakmedia: 400–700 g/m².

Dikte (mm) — bepaalt de beschikbare diepte voor stofpenetratie en vasthoudcapaciteit. Gerelateerd aan het oppervlaktegewicht, maar ook beïnvloed door vezelkrimp- en naalddichtheid.

Luchtdoorlaatbaarheid (L/m²/s of CFM/ft²) bij standaarddruk — de stromingsweerstand van de schone media. Een hogere permeabiliteit betekent een lagere drukval over het schone filter, wat belangrijk is voor de energie-efficiëntie, maar moet worden afgewogen tegen de filtratie-efficiëntie.

Filtratie-efficiëntie (%) bij gedefinieerde deeltjesgrootte — welk percentage deeltjes van een bepaalde grootte het medium vasthoudt onder gestandaardiseerde testomstandigheden. Voor industriële stofafscheiders is EN ISO 11057 (filtermediatest voor pulse-jet-toepassingen) of gelijkwaardige tests de referentie.

Vezeltype en bedrijfstemperatuurbereik — moet overeenkomen met de gasstroom of vloeistofchemie en temperatuur van de toepassing.

Oppervlaktebehandeling — schroeien (het oppervlak met warmte behandelen om de vezeluiteinden te smelten en glad te maken, de oppervlakteweerstand te verminderen en de stofafgifte te verbeteren), kalanderen (het oppervlak vlak drukken voor verbeterde oppervlaktefiltratie), PTFE-membraanlaminering (voor de hoogste efficiëntie en stofafgifteprestaties), of antistatische behandeling (voor toepassingen met brandbaar stof).

Veelgestelde vragen

Wat is het verschil tussen vilt en naaldvilt bij filtratie?

In industriële filtratieterminologie verwijzen "vilt" filterweefsel en "naaldviltvlies" in wezen naar hetzelfde type materiaal - beide worden geproduceerd door stapelvezels mechanisch te verstrengelen door middel van naaldponsen. De term 'vilt' wordt van oudsher gebruikt voor dikkere, dichtere naaldviltmaterialen die worden gebruikt in zware industriële toepassingen (met name filterzakken en persfilters), terwijl 'non-woven' de bredere term is geweest die het volledige scala van naaldviltproducten omvat, van lichtgewicht tot zwaar. In modern gebruik zijn de twee termen grotendeels uitwisselbaar voor industriële filtermedia, en de specifieke prestatiespecificatie (oppervlaktegewicht, vezeltype, permeabiliteit, oppervlaktebehandeling) is informatiever dan de productnaam.

Hoe vaak moeten industriële naaldviltfilterzakken worden vervangen?

De levensduur is afhankelijk van de stofbelasting van de toepassing, de gastemperatuur en -chemie, de frequentie en druk van de pulsreiniging, en de vezel- en constructiespecificaties van de filterzak. Bij normale industriële stofopvangtoepassingen met correct gespecificeerde vezels en oppervlaktegewicht bieden pulse-jet-filterzakken doorgaans 1 tot 3 jaar ononderbroken service voordat vervanging nodig is. Tekenen dat vervanging nodig is, zijn onder meer: ​​een toenemende drukval over het filter die niet herstelt tot een bijna schoon niveau na een pulsreinigingscyclus (wat duidt op verblinding van de media – penetratie van deeltjes in en blokkering van de mediadiepte); zichtbare gaten of scheuren in de filterzak (die kunnen worden gedetecteerd door de uitstoot van deeltjes bij de uitlaat van schone lucht); of het bezwijken van de filterzak als gevolg van structurele vermoeidheid door herhaalde pulsreinigingscycli. Door een preventief vervangingsschema te volgen dat is gebaseerd op de levensduuraanbeveling van de filterfabrikant, in plaats van uit te lopen op een catastrofale storing, wordt ongeplande stilstand tot een minimum beperkt en wordt doorbraak van deeltjes voorkomen.

Kunnen naaldviltfiltermedia worden gereinigd en hergebruikt bij vloeistoffiltratie?

Naaldviltfilterzakken voor vloeistoffiltratie kunnen soms worden gereinigd en hergebruikt, afhankelijk van de toepassing en de aard van de gefilterde deeltjes. Voor relatief droge, niet-klevende deeltjes in relatief schone vloeistoffen kan het spoelen van de filterzak met schone vloeistof, het omkeren en schudden, of het gebruik van een spoeling onder lage druk, de opgevangen deeltjes verwijderen en de bruikbare stroomcapaciteit herstellen. Een volledig herstel van de oorspronkelijke filtratie-efficiëntie en stromingsweerstand volgens de specificatie van een nieuwe zak is echter zelden haalbaar door middel van reiniging; een deel van de achtergebleven deeltjes en vezelverblinding zullen achterblijven. Voor kritische filtratietoepassingen waarbij een consistente efficiëntie moet worden gehandhaafd, of voor toepassingen waarbij sprake is van lijm, met olie bedekte of chemisch reactieve deeltjes die niet kunnen worden gereinigd, is vervanging voor eenmalig gebruik de standaardpraktijk. De geschiktheid voor reiniging en hergebruik moet voor elke specifieke toepassing worden geverifieerd voordat deze als onderhoudspraktijk wordt aangenomen.

Niet-geweven filtermedia van Changshu Mingyun Hongshun

Changshu Mingyun Hongshun Niet-geweven Producten Co., Ltd. Changshu, Jiangsu, produceert naaldviltfiltermedia voor industriële stofopvang, vloeistoffiltratie en luchtfiltratietoepassingen. Beschikbare vezeltypen zijn onder meer polyester, polypropyleen, PPS, P84 en PTFE. Oppervlaktegewichten van 200 g/m² tot 1.000 g/m². Opties voor oppervlaktebehandeling omvatten schroeien, kalanderen en lamineren van PTFE-membraan. Er zijn stofrollen met filterzakken en kant-en-klare filterzakken verkrijgbaar voor pulse-jet-, shaker- en omgekeerde lucht-stofafscheidersystemen. Aangepaste specificaties volgens de eisen van de klant. OEM/ODM-productie voor filterfabrikanten en systeemintegrators.

Neem contact met ons op met de gas- of vloeistofstroomgegevens van uw toepassing, de bedrijfstemperatuur, het stoftype en de concentratie, en de vereiste filtratie-efficiëntie om een ​​aanbeveling voor filtermedia en prijzen te ontvangen.

Gerelateerde producten: Niet-geweven filtermateriaal | Niet-geweven stof voor auto-interieur | Vilt | Functionele naaldgestanst niet-geweven stof | Medische niet-geweven stoffen