Thập niên 1970 đánh dấu sự ra đời của công nghệ bộ lọc gấp nếp khi các nhà sản xuất cần những phương pháp tốt hơn để giữ lại các hạt bụi mà không tiêu hao quá nhiều năng lượng. Thứ bắt đầu như một lớp vật liệu đơn giản được gấp nếp đã tiến bộ vượt bậc kể từ đó nhờ vào những đột phá liên quan đến sợi điện (electrospun fibers). Những sợi nhỏ này cho phép các kỹ sư kiểm soát tốt hơn độ xốp của vật liệu và cách thức các sợi sắp xếp với nhau, một điều đã được Zhang và các đồng nghiệp ghi nhận từ năm 2021. Nhìn vào bức tranh lớn hơn, hơn năm mươi năm sau, chúng ta thấy những bộ lọc này đã tiến hóa thành các hệ thống tinh vi kết hợp nhiều loại vật liệu khác nhau. Ví dụ như sự kết hợp giữa polyester dạng melt-blown và lớp phủ nanofiber chẳng hạn. Kết quả là các bộ lọc hoạt động hiệu quả hơn trong thời gian dài hơn giữa các lần thay thế, khiến chúng trở nên không thể thiếu trong mọi hệ thống từ máy điều hòa không khí (HVAC) đến các thiết bị làm sạch không khí công nghiệp, nơi độ tin cậy là yếu tố quan trọng nhất.
Bộ lọc gấp nếp hoạt động tốt như vậy là do cách thiết kế của chúng. Nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Powder Technology vào năm 2022 đã chỉ ra một điều thú vị khi xem xét các bộ lọc này. Khi các nếp gấp được đặt ở góc độ chính xác, chúng thực sự cung cấp diện tích bề mặt lọc nhiều gấp khoảng ba lần so với các bộ lọc phẳng thông thường chiếm cùng không gian trên kệ. Cách gấp nếp của bộ lọc này khiến tôi nhớ đến một cây đàn accordéon. Không khí di chuyển qua chúng theo nhiều hướng khác nhau thay vì chỉ đi thẳng. Nhờ thiết kế này, các hạt bụi va vào các sợi lọc nhiều hơn khoảng 80% trước khi thoát khỏi hệ thống, theo nghiên cứu của Teng và cộng sự vào năm ngoái. Điều này có ý nghĩa gì đối với hiệu suất? Tỷ lệ bắt giữ tốt hơn mà không làm chậm hoặc ngưng hoàn toàn lưu lượng không khí.
Bộ lọc gấp nếp vượt trội hơn các hệ thống truyền thống trên các chỉ số hiệu suất chính:
| Đường mét | Bộ lọc nhăn | Bộ lọc túi | Bộ lọc dạng cartridge |
|---|---|---|---|
| Tỷ lệ diện tích bề mặt | 3,2:1 | 1:1 | 1.5:1 |
| Sụt áp (Pa) | 150 | 450 | 300 |
| Khả năng giữ bụi (g/m²) | 850 | 400 | 600 |
Dữ liệu từ Bulejko et al. (2018) cho thấy thiết kế này giảm 40% mức tiêu thụ năng lượng trong các ứng dụng loại bỏ nanoparticle so với các giải pháp truyền thống, khiến bộ lọc nếp gấp trở thành lựa chọn ưu việt cho lọc công nghiệp hiệu suất cao.
Những cải tiến gần đây trong công nghệ điện tĩnh, như Feng và các đồng nghiệp đã chỉ ra vào năm 2019, đã giúp các bộ lọc xếp nếp có thể giữ lại 99,97% các hạt PM0,3 siêu nhỏ trong khi vẫn cho phép lưu lượng không khí đi qua trên 100 mét khối mỗi phút. Khi các nhà sản xuất bố trí các nếp gấp một cách hợp lý, khoảng từ 30 đến 50 nếp gấp trên mỗi inch dường như là tối ưu nhất. Cấu hình này tạo ra một mô hình lưu thông không khí mượt mà hơn, thực tế giúp ngăn bụi kết tụ quá nhanh trên bề mặt bộ lọc. Chúng ta cũng đã thấy những bộ lọc này hoạt động rất ấn tượng tại các nhà máy xi măng. Một số thiết bị đã vận hành liên tục từ 8.000 đến 12.000 giờ không ngừng nghỉ, con số này gấp khoảng 2,5 lần so với tuổi thọ của các bộ lọc túi truyền thống trước khi cần thay thế. Độ bền như vậy tạo ra sự khác biệt lớn khi phải làm việc trong môi trường công nghiệp đầy bụi bặm.
Bộ lọc gấp nếp hiện đại hiện nay tích hợp polymer có thể phân hủy sinh học và sợi tổng hợp tái chế, cân bằng giữa trách nhiệm môi trường và độ bền công nghiệp. Lớp phủ nanocomposite tăng cường khả năng bắt giữ hạt đồng thời cho phép tái chế toàn bộ, giải quyết lo ngại về ô nhiễm vi nhựa. Các vật liệu này duy trì hiệu suất trong môi trường khắc nghiệt và phân hủy an toàn khi hết tuổi thọ, phù hợp với nguyên tắc kinh tế tuần hoàn.
Thiết kế bộ lọc tốt nhất hiện nay sử dụng cấu tạo từ một loại vật liệu duy nhất vì cách này loại bỏ các lớp vật liệu hỗn hợp vốn khiến việc tái chế trở nên khó khăn hơn. Hãy nhìn vào các bộ lọc cartridge nếp gấp - mỗi sản phẩm loại này có thể thay thế khoảng bốn đến năm túi lọc thông thường. Điều này giúp giảm lượng nguyên vật liệu cần sử dụng từ khoảng 30 đến thậm chí 40 phần trăm mà vẫn không làm giảm lượng bụi mà chúng có thể chứa. Các nhà sản xuất cũng bắt đầu sử dụng keo không chứa dung môi và khung không có bất kỳ bộ phận bằng kim loại nào. Những thay đổi này khiến việc tháo rời thiết bị để tái chế trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Chúng ta đang nói đến việc thu hồi khoảng 92% các thành phần khi sử dụng hệ thống tái chế khép kín. Để so sánh, con số này cao gấp khoảng hai lần so với hiệu suất tái chế của các loại bộ lọc truyền thống vẫn còn đang được sử dụng hiện nay.
Các cấu trúc xếp nếp cung cấp diện tích bề mặt gấp khoảng 2,8 lần so với các tùy chọn vật liệu phẳng, điều này có nghĩa là ít lực cản hơn khi không khí đi qua chúng, giảm khoảng 15 đến 20 psi, tạo ra sự khác biệt rõ rệt. Trong suốt một năm, thiết kế này có thể giúp giảm khoảng 18 đến 22 phần trăm lượng năng lượng tiêu thụ của quạt cho mỗi địa điểm lắp đặt, dẫn đến việc giảm tổng lượng khí thải carbon dioxide. Hiệu suất cao đến từ những lớp sợi nano đặc biệt có thể bắt giữ gần như toàn bộ (khoảng 99,97%) các hạt dù rất nhỏ, chỉ 0,3 micron, trong khi vẫn giữ được mức độ giảm áp suất ban đầu dưới 1 inch cột nước. Những bộ lọc này thực tế hoạt động hiệu quả hơn các bộ lọc tĩnh điện truyền thống và bộ lọc màng khi xem xét cả hiệu suất hoạt động lẫn yêu cầu năng lượng của chúng.
Các loại vật liệu đáp ứng yêu cầu hiện nay đạt tiêu chuẩn môi trường ISO 14025 mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng không khí theo quy định của OSHA. Các cơ sở công nghiệp ghi nhận thời gian hoàn vốn nhanh hơn 63% nhờ kết hợp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí xử lý chất thải nguy hại, chứng minh rằng tính bền vững và hiệu suất vận hành có thể cùng tồn tại trong ngành công nghiệp nặng.
Bộ lọc nếp gấp thực tế có thể bắt giữ khoảng ba đến bốn lần lượng chất gây ô nhiễm nhiều hơn so với các thiết kế bề mặt phẳng mà chúng ta thường thấy. Bí mật nằm ở những nếp gấp kiểu xếp lớp giúp chúng có diện tích bề mặt tăng thêm khoảng bốn trăm phần trăm trong cùng một kích thước footprint (dấu chân) ban đầu. Điều khiến chúng thực sự nổi bật là lớp vật liệu mật độ thay đổi bên trong. Cấu trúc đặc biệt này cho phép chúng bắt giữ các hạt nhỏ xuống khoảng 2 đến 5 micron mà không bị tắc nghẽn quá nhanh. Khi được kiểm tra trong môi trường thử nghiệm, các mẫu bộ lọc nếp gấp này có thể giữ lại khoảng 85% lượng chất bị bắt giữ ngay cả khi vận tốc không khí vượt quá 300 foot mỗi phút. Hiệu suất này vượt trội hơn nhiều so với các bộ lọc túi thông thường chỉ giữ được khoảng năm mươi đến sáu mươi phần trăm hạt bụi trong điều kiện tương tự.
Bộ lọc nếp gấp được phủ màng PTFE có thể chịu được hơn 1.000 chu kỳ làm sạch, thời gian sử dụng dài gấp khoảng ba lần so với vật liệu polyester tiêu chuẩn không qua xử lý. Hệ thống làm sạch xung ngược tự động giữ mức độ giảm áp suất ở mức khoảng 8 inch cột nước trong thời gian từ 18 đến 24 tháng. Điều này đồng nghĩa với việc các quản lý cơ sở vật chất sẽ tiết kiệm được khoảng 30 phần trăm thời gian bảo trì trực tiếp mỗi năm. Khi nói đến các lần dừng hoạt động bất ngờ do bộ lọc bị hỏng, các nhà máy chuyển sang thiết kế bộ lọc nếp gấp ghi nhận số sự cố giảm khoảng 40 phần trăm so với các nhà máy vẫn còn sử dụng hệ thống hộp mực truyền thống. Sự khác biệt về độ tin cậy này tạo ra tác động lớn đến hiệu quả vận hành tổng thể.
Một nhà cung cấp phụ tùng ô tô Tier 1 đã thay thế các bộ lọc túi truyền thống bằng bộ lọc nếp gấp tại các trạm hàn robot. Mặc dù chi phí ban đầu cao hơn (18 USD so với 12 USD mỗi đơn vị), nhưng các bộ lọc nếp gấp mang lại:
Những cải tiến này xuất phát từ khả năng xử lý tốt hơn các hạt khói hàn dưới micromet trong khi vẫn duy trì lưu lượng không khí ổn định.
Bộ lọc nếp gấp có thể ban đầu đắt hơn khoảng 20 đến 35 phần trăm so với các tùy chọn tiêu chuẩn, nhưng thực tế chúng giúp tiết kiệm chi phí trong dài hạn. Khi xem xét tổng chi phí trong năm năm vận hành, những bộ lọc này cuối cùng rẻ hơn khoảng một nửa khi tính theo giờ sử dụng. Nhiều cơ sở đã thấy thời gian hoàn vốn diễn ra khá nhanh, đôi khi chỉ trong vòng chín đến mười hai tháng, đặc biệt là ở những nơi sử dụng nhiều. Về mặt tính toán, cứ một đô la chi ra thường mang lại gần năm đô la tiết kiệm theo thời gian. Và đáng chú ý, các công ty kết hợp bộ lọc nếp gấp với hệ thống giám sát áp suất thông minh thông qua công nghệ IoT đạt được kết quả tốt hơn nữa. Các hệ thống này giảm tiêu thụ năng lượng từ 18 đến 22 phần trăm chỉ đơn giản vì việc bảo trì được lên lịch dựa trên dữ liệu thực tế thay vì phỏng đoán.
Thiết kế bộ lọc nếp gấp được cấp bằng sáng chế có thể bắt được khoảng 98% các hạt PM2.5 bởi vì nó kết hợp khả năng lọc sâu cùng với diện tích bề mặt lớn hơn nhiều so với các bộ lọc túi thông thường. Hãy hình dung theo cách này: những thiết kế nếp gấp này cung cấp không gian lọc lớn hơn gấp hai rưỡi lần. Khi so sánh giữa các loại vật liệu phẳng và loại có nếp gấp, thiết kế nếp gấp tạo ra đủ độ nhiễu loạn bên trong bộ lọc để bụi bị giữ lại trong các túi nhỏ mà không làm lực cản không khí vượt quá mức 1,2 inch trên thang đo áp suất nước. Một số nghiên cứu từ năm ngoái cũng chỉ ra một điều rất thú vị. Trong các giai đoạn sản xuất bận rộn khi mọi hoạt động diễn ra hết công suất, các bộ lọc nếp gấp có thể thu giữ khoảng 63% nhiều hạt bụi nhỏ hơn so với các bộ lọc túi tiêu chuẩn trong điều kiện tương tự.
Một nhà máy sản xuất phụ tùng ô tô tại vùng Trung Tây đã chứng kiến một điều đáng kinh ngạc xảy ra sau khi họ lắp đặt những bộ lọc túi nếp gấp này cho các hoạt động hàn của mình. Trong vòng chỉ sáu tuần, mức độ PM2.5 đã giảm tới gần 57%. Điều này thật ấn tượng bởi họ vẫn đang vận hành ở tốc độ tối đa, xử lý khoảng 12 tấn thép không gỉ mỗi giờ. Chất lượng không khí cũng được duy trì ổn định, giữ mức bụi dưới 5 microgam mỗi mét khối. Con số này thực tế tốt hơn 82 điểm phần trăm so với mức an toàn mà NIOSH khuyến cáo. Và đừng quên tác động thực tế lên hoạt động hàng ngày. Các giám sát viên nhà máy nhận thấy gần như không còn gián đoạn do vấn đề thông gió nữa. Các đợt ngừng làm việc liên quan đến chất lượng không khí kém đã giảm tới 89% trong những khoảng thời gian sản xuất bận rộn nhất, khi từng phút đều rất quan trọng.
Hầu hết các bộ lọc gấp nếp hiện đại hiện nay đạt khoảng 94% tiêu chuẩn OSHA 1910.134 về không khí sạch khi sử dụng các vật liệu composite nhiều lớp. Theo hướng dẫn mới nhất của EPA về chất độc hại trong không khí năm 2022, vải polyester gấp nếp kết hợp với PTFE hoạt động rất tốt trong việc giữ lại các kim loại nguy hiểm như crom và niken. Các nhà máy chuyển sang sử dụng các loại vật liệu lọc tiên tiến này cùng với hệ thống làm sạch tự động đều đạt tỷ lệ tuân thủ 100% trong các cuộc kiểm tra bất ngờ. Điều này thật ấn tượng nếu so với các hệ thống túi lọc truyền thống chỉ đạt khoảng 68% mức độ tuân thủ trong điều kiện tương tự. Sự khác biệt này cho thấy công nghệ đã tiến bộ như thế nào trong những năm gần đây đối với việc kiểm soát chất lượng không khí trong công nghiệp.
Bộ lọc nếp gấp hoạt động rất tốt khi lắp vào các thiết bị cũ trong nhiều lĩnh vực như xưởng gia công kim loại, phòng thí nghiệm dược phẩm và cơ sở sản xuất thực phẩm. Hầu hết các mẫu có kích thước tiêu chuẩn đường kính từ 12 đến 14 inch, độ chính xác sản xuất được duy trì trong phạm vi khoảng 3% sai lệch. Theo Báo cáo Lọc công nghiệp mới nhất năm 2024, kích thước này phù hợp với khoảng 88 phần trăm các thiết bị thu bụi hiện có tại Bắc Mỹ. Đối với phần lớn các trường hợp lắp đặt, thường không cần phải sửa đổi cấu trúc hiện có. Khoảng cách giữa các nếp gấp được thiết kế cẩn thận để nằm trong khoảng từ 2 đến 5 milimét, điều này có nghĩa là chúng sẽ không cản trở hệ thống làm sạch loại shaker hoặc pulse jet trong quá trình vận hành.
Bộ lọc nếp gấp mang lại những cải tiến đáng kể trên các thông số vận hành then chốt:
| Đường mét | Túi truyền thống | Bộ lọc nhăn | Cải thiện |
|---|---|---|---|
| Kháng lực dòng khí | 1.8–2.2 in H2O | 0,9–1,1 in H2O | -49% |
| Capacity dung lượng bụi | 150–200 g/m² | 450–600 g/m² | +200% |
| Tốc độ tăng áp suất rơi | 0,25 in/hr | 0,07 in/hr | -72% |
Theo các tiêu chuẩn ASHRAE năm 2023, những cải tiến này giúp kéo dài khoảng thời gian bảo trì thêm 30–50% và giảm mức tiêu thụ năng lượng 18%.
Hệ thống lõi gấp nếp dạng mô-đun hiện đang được sử dụng trong 67% các hệ thống thu bụi mới được lắp đặt (Khảo sát Công nghiệp McKinsey 2024), cho phép điều chỉnh công suất linh hoạt thông qua việc thêm vào hoặc tháo ra các lõi lọc. Giải pháp này giúp giảm chi phí mở rộng từ 18–23 USD trên mỗi CFM so với việc đại tu toàn bộ hệ thống, đồng thời duy trì hiệu suất lọc trên 99,97% đối với các hạt có kích thước ≥1μm.
Bộ lọc gấp nếp được chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau bao gồm polymer có thể phân hủy sinh học, sợi tổng hợp tái chế và các lớp nano sợi. Những vật liệu này giúp nâng cao hiệu suất lọc và tính bền vững môi trường.
So với các bộ lọc túi và lõi truyền thống, bộ lọc gấp nếp cung cấp diện tích bề mặt lớn hơn, khả năng giữ bụi tốt hơn và mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn. Ngoài ra, chúng có tuổi thọ dài hơn và độ sụt áp suất thấp hơn.
Có, các bộ lọc nếp gấp có thể tích hợp liền mạch vào các hệ thống thu bụi hiện có, thường mà không cần thay đổi cơ sở hạ tầng.
Có, các bộ lọc nếp gấp hiện đại sử dụng các vật liệu có thể phân hủy sinh học và tái chế được, giảm tác động môi trường và phù hợp với nguyên tắc của nền kinh tế tuần hoàn.
Các ngành công nghiệp như HVAC, sản xuất ô tô, gia công kim loại và lọc không khí công nghiệp đều được hưởng lợi đáng kể từ hiệu quả và tính kinh tế của công nghệ bộ lọc nếp gấp.
Hot News2025-01-17
2025-01-13
2025-01-08
2024-12-27
2024-12-23
2024-12-16
Renhe tập trung vào hộp mực lọc không khí, bộ lọc không khí tuabin khí, Phương tiện lọc mỏng, bụi công nghiệp, Sản phẩm chính của chúng tôi đã được công nhận là sản phẩm công nghệ cao ở tỉnh Giang Tô, nhãn hiệu nổi tiếng ở thành phố Wuxi và chứng nhận CE.
Số 31 Đường Xingyuan, Công viên Công nghiệp Jiefang, Thị trấn Gushan, Thành phố Jiangyin, Tỉnh Giang Tô, Trung Quốc (214414)
Bản quyền © 2024 Jiangsu Renhe Environmental Equipments Co., Ltd Privacy Policy
EN
