PTFE膜对过滤阻力的影响

  （1）膜的孔径对过滤过程的影响    气体分子透过膜孔的机理通常用努森扩散、黏性流动、表面扩散流、毛细管凝聚、分子筛分等描述，实验用膜孔径远大于气体分子直径，实验温度下，所用气体均不发生凝聚现象。气体分子透过膜孔的机理应为努森扩散和黏性流动的一种或二者兼而有之。气体单孔透过系数随孔半径的增大而增大。各种风速下不同型号的PTFE覆膜滤料空气透过阻力。数据可以看出，通过4号膜的压降比其他3种膜低。这是因为膨化聚四氟乙烯膜是一种复合膜材料，其结构是纵横交错结合的，因此膜的孔径与孔隙率一样也是不可忽视的影响因素，这种致密的结构不但不会增大过滤阻力，反而有利过滤的进行，节省能源。可见，4号膜在过滤过程中具有最优良的性质且能量消耗最低。因此，在保证达到过滤所要求的效率的同时选择孔径最大的膜材料，更有利于过滤过程的进行。

  （2）孔隙率对过滤过程的影响    描述了在0.8m/min的粉尘气体流速和近似相等的粉尘浓度下，不同孔隙率的PTFE膜材料对过滤过程的影响。从图中可见：①在过滤过程中，相同的过滤时间，通过撕膜所产生的过滤阻力总保持最小，通过2号膜的过滤阻力总为最大；②随着过滤时间的增长，通过各膜的过滤阻力不断增加，这是因为随着过滤的进行，滤饼逐渐在膜的表面形成，不同滤饼的微观结构对过滤影响不同，导致过滤阻力增加。

  为了深入研究膜的微观结构对过滤阻力的影响，我们放大了图，使图中前几分钟的趋势展现在图中，此时形成的滤饼只有很薄的一层。由于4号膜具有相对于其他膜最大的孔隙率，因此在达到标准的情况下，选择孔隙率大的膜作为过滤介质会使过滤阻力降低，从而达到节约能源的目的。