Việc thay thế lõi lọc là một phần thường xuyên của quy trình lọc công nghiệp, nhưng việc thay thế thường xuyên thường là dấu hiệu cho thấy hệ thống lọc không hoạt động ở điều kiện tối ưu.
Tại nhiều nhà máy công nghiệp, chi phí lõi lọc chỉ là một phần của tổng chi phí. Việc thay thế thường xuyên cũng làm tăng chi phí nhân công bảo trì, thời gian ngừng hoạt động của thiết bị, yêu cầu tồn kho, xử lý chất thải và rủi ro gián đoạn quy trình.
Do đó, việc kéo dài tuổi thọ lõi lọc không chỉ đơn giản là sử dụng lõi lọc lâu hơn. Mục tiêu thực sự là duy trì hiệu suất lọc ổn định đồng thời giảm tần suất thay thế không cần thiết và tổng chi phí vận hành.
Các yếu tố sau đây có ảnh hưởng lớn nhất đến tuổi thọ lõi lọc.
Một trong những nguyên nhân phổ biến nhất dẫn đến tuổi thọ lõi lọc ngắn là chọn cấp độ lọc mịn hơn mức yêu cầu thực tế của quy trình.
Ví dụ, nếu quy trình chỉ cần loại bỏ các hạt trên 10 µm, việc sử dụng lõi lọc 1 µm có thể thu giữ nhiều chất gây ô nhiễm hơn mức cần thiết. Bộ lọc nhanh chóng bị tắc nghẽn, áp suất chênh lệch tăng nhanh và lõi lọc đạt đến điểm thay thế sớm hơn nhiều.
Bộ lọc mịn hơn không phải lúc nào cũng là bộ lọc tốt hơn.
Cấp độ lọc micron phù hợp nên được chọn theo yêu cầu bảo vệ thiết bị hạ nguồn, yêu cầu chất lượng sản phẩm, phân bố kích thước hạt gây ô nhiễm và hiệu quả lọc cần thiết.
Cũng cần phân biệt giữa cấp độ lọc danh nghĩa và tuyệt đối. Hai lõi lọc có cùng số micron có thể mang lại hiệu suất giữ lại rất khác nhau và do đó tuổi thọ rất khác nhau.
Đối với các hệ thống có tải lượng chất gây ô nhiễm cao, việc lắp đặt giai đoạn tiền lọc phù hợp là một trong những cách hiệu quả nhất để kéo dài tuổi thọ của các lõi lọc hạ nguồn.
Một bộ lọc thô loại bỏ các hạt lớn hơn trước khi chất lỏng đến một lõi lọc tinh và đắt tiền hơn.
Ví dụ, một hệ thống có thể sử dụng:
Lọc thô 50–100 µm → Lọc trung gian 10 µm → Lọc cuối 1 µm
thay vì gửi tất cả các chất gây ô nhiễm trực tiếp đến lõi lọc 1 µm.
Cách tiếp cận lọc theo giai đoạn này phân phối tải lượng chất gây ô nhiễm trên các giai đoạn lọc khác nhau và ngăn lõi lọc cuối cùng bị quá tải quá nhanh.
Tùy thuộc vào ứng dụng, tiền lọc có thể sử dụng túi lọc, lõi lọc melt blown, lõi lọc quấn sợi, bộ lọc thép không gỉ hoặc lõi lọc lưu lượng cao.
Mỗi lõi lọc đều có phạm vi hoạt động tốc độ dòng chảy phù hợp.
Khi quá nhiều chất lỏng được ép qua lõi lọc, vận tốc qua vật liệu lọc tăng lên và áp suất chênh lệch tăng nhanh hơn.
Dòng chảy quá mức cũng có thể nén vật liệu lọc sâu, làm biến dạng cấu trúc lõi lọc và giảm diện tích lọc hiệu quả.
Nếu hệ thống lọc thường xuyên gặp phải tình trạng lõi lọc có tuổi thọ ngắn, nên kiểm tra tốc độ dòng chảy trên mỗi lõi lọc.
Trong một số trường hợp, vấn đề có thể được giải quyết bằng cách tăng số lượng lõi lọc trong vỏ hoặc chuyển sang lõi lọc lưu lượng cao lớn hơn với diện tích lọc lớn hơn.
Vận hành nhiều lõi lọc hơn với tốc độ dòng chảy cá nhân thấp hơn thường có thể mang lại tuổi thọ dài hơn và hành vi áp suất ổn định hơn.
Áp suất chênh lệch là một trong những chỉ số hữu ích nhất về tình trạng lõi lọc.
Khi các chất gây ô nhiễm tích tụ trong vật liệu, sức cản dòng chảy tăng lên. Do đó, sự chênh lệch áp suất giữa phía thượng nguồn và hạ nguồn của bộ lọc tăng lên.
Nếu chỉ sử dụng thời gian hoạt động để xác định thời điểm thay thế lõi lọc, bộ lọc có thể được thay thế quá sớm hoặc quá muộn.
Một chiến lược bảo trì hiệu quả hơn là theo dõi áp suất chênh lệch cùng với chất lượng lọc và điều kiện vận hành.
Áp suất chênh lệch tăng nhanh có thể cho thấy:
tải lượng chất gây ô nhiễm quá mức
cấp độ lọc không chính xác
diện tích lọc không đủ
dòng chảy quá mức
tắc nghẽn vật liệu
thay đổi độ nhớt
cấu tạo lõi lọc không phù hợp
Hiểu được lý do tại sao áp suất chênh lệch tăng lên thường có thể tiết lộ nguyên nhân thực sự của tuổi thọ lọc ngắn.
Đối với nhiều lõi lọc xếp nếp, diện tích lọc có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng giữ chất gây ô nhiễm và tuổi thọ.
Một lõi lọc có diện tích lọc hiệu quả lớn hơn thường có thể phân phối chất gây ô nhiễm trên một bề mặt rộng hơn, giảm tắc nghẽn cục bộ và làm chậm sự gia tăng áp suất chênh lệch.
Tuy nhiên, nhiều nếp gấp không tự động có nghĩa là hiệu suất tốt hơn.
Nếu các nếp gấp được xếp quá chặt, chất lỏng không thể phân phối đều qua vật liệu và một phần diện tích lọc có thể không được sử dụng hiệu quả.
Do đó, độ sâu nếp gấp, khoảng cách, hỗ trợ vật liệu, đường kính lõi lọc và phân phối dòng chảy phải được xem xét cùng nhau.
Đây là một lý do tại sao cấu tạo lõi lọc lại quan trọng khi so sánh các bộ lọc thay thế từ các nhà sản xuất khác nhau.
Các vật liệu lọc khác nhau thu giữ các chất gây ô nhiễm theo những cách khác nhau.
Lõi lọc melt blown và quấn sợi chủ yếu cung cấp lọc sâu, cho phép các hạt được giữ lại trong toàn bộ độ dày của vật liệu.
Lõi lọc xếp nếp cung cấp diện tích bề mặt lớn hơn nhiều và thường phù hợp hơn cho các ứng dụng yêu cầu lưu lượng cao và áp suất chênh lệch ban đầu thấp.
Lõi lọc màng như PES, PTFE và PVDF được sử dụng khi yêu cầu hiệu quả giữ lại cao hơn, tương thích hóa học hoặc kiểm soát vi sinh.
Lưới thép không gỉ và lõi lọc sợi nỉ có thể phù hợp khi bộ lọc cần chịu được nhiệt độ cao, chất lỏng ăn mòn hoặc làm sạch lặp đi lặp lại.
Do đó, vật liệu phù hợp nên được chọn theo bản chất của các chất gây ô nhiễm thay vì chỉ dựa vào giá lõi lọc.
Hành vi lọc có thể thay đổi đáng kể theo nhiệt độ.
Độ nhớt cao hơn tạo ra sức cản lớn hơn khi chất lỏng đi qua vật liệu lọc, dẫn đến áp suất chênh lệch cao hơn.
Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng dầu, nhựa, sơn phủ, hóa chất và các ứng dụng có độ nhớt cao khác.
Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến vật liệu lõi lọc.
Một lõi lọc polypropylene hoạt động tốt trong nước ở nhiệt độ bình thường có thể không duy trì đủ độ bền cơ học trong quy trình nhiệt độ cao.
Nếu lõi lọc bắt đầu mềm, biến dạng hoặc bị nén, tuổi thọ sử dụng của nó có thể giảm ngay cả khi bản thân vật liệu lọc chưa đạt đến dung lượng chất gây ô nhiễm đầy đủ.
Đối với các ứng dụng nhiệt độ cao, các vật liệu như polyme chịu nhiệt hoặc thép không gỉ có thể mang lại sự ổn định lâu dài tốt hơn.
Một số người dùng công nghiệp chỉ định yêu cầu lọc dựa trên thói quen thay vì nhu cầu quy trình thực tế.
Ví dụ, một hệ thống có thể tiếp tục sử dụng lõi lọc 1 µm vì nó luôn được chỉ định như vậy, ngay cả khi thiết bị hạ nguồn chỉ yêu cầu bảo vệ 5 µm.
Điều này có thể dẫn đến sức cản lọc không cần thiết và việc thay thế lõi lọc thường xuyên.
Xem xét lại yêu cầu quy trình thực tế đôi khi có thể cho phép sử dụng cấp độ lọc micron hoặc cấu hình lọc phù hợp hơn mà không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Tối ưu hóa luôn nên được hỗ trợ bởi dữ liệu quy trình và thử nghiệm, đặc biệt trong các ứng dụng quan trọng.
Lõi lọc dùng một lần không phải lúc nào cũng là lựa chọn kinh tế nhất.
Đối với các ứng dụng chứa các hạt tương đối lớn hoặc nơi tải lượng chất gây ô nhiễm rất cao, các bộ lọc thép không gỉ có thể tái sử dụng có thể giảm chi phí thay thế dài hạn.
Lưới thép không gỉ, kim loại thiêu kết hoặc lõi lọc sợi nỉ thép không gỉ thường có thể được làm sạch và tái sử dụng nhiều lần.
Chúng có thể đặc biệt phù hợp cho:
lọc dầu
lọc polymer
xử lý hóa chất
chất lỏng nhiệt độ cao
thu hồi xúc tác
bảo vệ thiết bị
tiền lọc thô
Tuy nhiên, bộ lọc tái sử dụng không phù hợp với mọi quy trình.
Hiệu quả làm sạch, yêu cầu giữ hạt, rủi ro ô nhiễm và chi phí nhân công đều nên được xem xét trước khi chuyển từ lõi lọc dùng một lần.
Một lõi lọc có giá đơn vị thấp nhất không nhất thiết mang lại chi phí vận hành thấp nhất.
Một phép so sánh hữu ích hơn là chi phí trên mỗi chu kỳ lọc hoặc chi phí trên mỗi thể tích chất lỏng được xử lý.
Tổng chi phí lọc có thể bao gồm:
giá mua lõi lọc
số lượng lõi lọc
tuổi thọ
nhân công bảo trì
thời gian ngừng hoạt động của thiết bị
xử lý chất thải
chi phí làm sạch
yêu cầu tồn kho
rủi ro thay thế khẩn cấp
Ví dụ, một lõi lọc có giá cao hơn 20% nhưng hoạt động gấp đôi có thể giảm đáng kể chi phí lọc tổng thể.
Điều này đặc biệt quan trọng trong các nhà máy lọc hóa dầu, nhà máy điện, cơ sở dược phẩm, nhà máy hóa chất và các hệ thống xử lý nước lớn, nơi hàng trăm hoặc hàng nghìn lõi lọc có thể được thay thế trong mỗi chu kỳ bảo trì.
Tuổi thọ lõi lọc ngắn hiếm khi chỉ do một yếu tố gây ra.
Cấp độ micron, diện tích lọc, tải lượng chất gây ô nhiễm, tốc độ dòng chảy, áp suất chênh lệch, nhiệt độ, đặc tính chất lỏng, cấu tạo lõi lọc và tiền lọc đều ảnh hưởng đến thời gian bộ lọc còn hiệu quả.
Do đó, cách hiệu quả nhất để giảm chi phí thay thế không chỉ đơn giản là tìm kiếm một lõi lọc rẻ hơn.
Đó là tối ưu hóa hệ thống lọc để mỗi lõi lọc hoạt động trong điều kiện phù hợp và dung lượng lọc của nó được sử dụng hết.
Tại Pullner, việc lựa chọn lõi lọc có thể được đánh giá theo điều kiện quy trình thực tế, bao gồm tốc độ dòng chảy, nhiệt độ, độ chính xác lọc, đặc tính chất lỏng, tải lượng chất gây ô nhiễm, cấu hình vỏ hiện có và tuổi thọ dự kiến.
Đối với các ứng dụng có việc thay thế lõi lọc thường xuyên hoặc tăng áp suất chênh lệch nhanh bất thường, việc xem xét lại toàn bộ quy trình lọc thường có thể xác định các cơ hội để kéo dài tuổi thọ và giảm chi phí lọc dài hạn.
Người liên hệ: Miss. Lucy
Tel: 86-21-57718597
Fax: 86-021-57711314
Vietnamese
