Principiile fundamentale ale filtrării se concentrează pe designul optim al mediilor filtrante și pe selecția mediilor adecvate pentru aplicații specifice de filtrare. Două tipuri principale de filtrare există filtrarea în adâncime și filtrarea la suprafață. Filtrarea în profunzime implică captarea particulelor în medii, în timp ce filtrarea la suprafață implică prinderea particulelor pe suprafața filtrului, formând deșeuri.
Filtrarea de suprafață funcționează în primul rând ca un mecanism de filtrare grosier, separând particulele mai mari decât dimensiunea mediului de filtrare pe suprafața filtrului pentru a preveni intrarea sau trecerea lor prin pori. Pe măsură ce particulele se acumulează, se formează materiale reziduale, crescând în grosime pe măsură ce mai multe particule curg în mediul de filtrare.
Filtrarea în profunzime este folosită în primul rând pentru separarea particulelor de dimensiunea micronului, cum ar fi protejarea echipamentelor împotriva înfundarii și coroziunii, protejarea catalizatorilor de otrăvire și purificarea produselor. Particulele intră în mediu și sunt captate de structura sa multistrat. Această structură previne înfundarea prematură și sporește capacitatea suportului de a reține murdăria. Pe măsură ce particulele sunt prinse în straturile mai adânci ale suportului, curățarea offline devine necesară. Metodele de curățare offline pot implica solvenți, vibrații ultrasonice, piroliză, curățare cu abur sau curățare cu apă în circulație. Mediile plisate pot fi utilizate pentru a minimiza cerințele de spațiu și costurile.
Înțelegerea eficienței unui filtru în îndepărtarea particulelor dintr-un flux de gaz este crucială pentru proiectarea și funcționarea cu succes a filtrului. Pentru fluidele care transportă impurități granulare mici, captarea particulelor prin medii poroase interne este cheia pentru a obține o îndepărtare eficientă a particulelor. Structura metalului sinterizat oferă o cale sinuoasă în care particulele pot fi prinse, formând deșeuri solide pe suprafața suportului. Particulele nou capturate se acumulează deasupra celor depuse anterior. Durata de viață a filtrului depinde de capacitatea sa de reținere a murdăriei și de căderea de presiune rezultată. În cazurile în care fluidele sunt încărcate cu multe particule, echipamentul actual de filtrare utilizează filtrarea solidă. Filtrul solid acumulat depășește elementul filtrant, creând un strat suplimentar de filtru și crescând căderea de presiune. Căderea de presiune crește odată cu încărcarea cu particule. Odată ce ciclul de filtrare atinge presiunea finală, filtrul este supus spălării inverse sau spălării cu gaz curat pentru a îndepărta solidul filtrat.
Raportul de filtrare este influențat de factori precum concentrația particulelor de alimentare, vâscozitatea și temperatura. Modurile de funcționare a filtrului pot fi setate ca presiune constantă, debit constant sau presiune în creștere cu debitul în scădere în timpul filtrării. Dacă particulele înfundă sistemul rapid, atingând limita de presiune, sau filtrul solid se umple, ciclul de filtrare se încheie chiar dacă presiunea limită nu a fost atinsă. Tipul de filtru, temperatura fluidului și încărcarea cu solide afectează permeabilitatea, exprimată ca debitul raportat la căderea de presiune.
