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6　組合式除霧過濾分離器的專利研發(fā)

除過濾除塵之外，樣氣處理另一重要課題是除霧脫水。中國最著名、最古老的中醫(yī)典藉《黃帝內(nèi)經(jīng)》，教人們不生病的秘笈竟然只是簡單的“好好吃飯，好好睡覺”兩招。樣氣處理系統(tǒng)技術(shù)也有可以類比和聯(lián)想的兩招：“好好過濾除塵、好好除霧脫水”，可使在線分析系統(tǒng)“不生病”，即少故障、少維護(hù)、長壽命。

本行業(yè)曾經(jīng)高調(diào)肯定自吹掃旋風(fēng)過濾器和除酸堿液霧的除霧器，現(xiàn)在看來兩者在技術(shù)上都有某些缺陷和局限。前者過濾元件為不銹鋼粉末冶金，過濾精度不高，至少也在2um以上，氣流阻力大，如遇濕度大（特別是液態(tài)水）時(shí)，容易堵塞；旋風(fēng)分離粉塵和液滴的效果也有限，它沒有一個(gè)“閥值”，分離＞5um的顆粒物，分離效率才達(dá)到90％。后者實(shí)際上是作用在松散填充物上的凝結(jié)分離，也沒有一個(gè)“閥值”，難以達(dá)到理想的除霧效果。

LKP307型組合式除霧過濾分離器已申請(qǐng)實(shí)用新型專利，它組合了高效凝結(jié)除霧器、顆粒物（含液滴）高效過濾器、氣水分離器、甚至旁路分流器的全部功能。其核心是個(gè)LKF2型疏水超微孔SiC高效過濾元件，規(guī)格為Φ27×Φ16×50，過濾精度1um 99％，氣流阻力120Pa。它的最大優(yōu)點(diǎn)是基于荷葉那樣的疏水特性，并有個(gè)1um“閥值”，各種粒度的液霧在其上凝結(jié)后逐漸變大，大到一定程度后依靠重力作用落下，實(shí)現(xiàn)自清潔。由于疏水，能夠穿越而過的微小液霧就少多了，液相水和氣相水（即液霧）更是被死死阻隔在“閥門”之前并被分離掉，蒸汽和更微小的液霧，則是其后樣氣冷凝器的法定任務(wù)。

采用LKP307后，即便濕法脫硫的CEMS項(xiàng)目，都無必要再用“水份報(bào)警器”。

LKP307T型還可以用作化工行業(yè)的取樣探頭，完全阻斷液態(tài)水和氣態(tài)水（＞1um的微細(xì)液霧）向后級(jí)傳輸，液態(tài)水和凝結(jié)之后的液態(tài)水借助1/2"取樣管回流到工藝管中，不必另外設(shè)計(jì)排水措施。

7　LKF1型疏水超高效聚合過濾薄膜的過濾機(jī)理詮釋

LKF1型聚合過濾薄膜有如下優(yōu)良的綜合性能：

   •  超高效過濾：0.3um 99.99999％

                 推定參考值為0.05um 99%,小于納米尺度（1～100nm）上限的0.1um，優(yōu)于0.1um就稱為超濾（UF）；

   •  低氣流阻力：120Pa （Φ50規(guī)格，1L/min流量）；

   •  納米疏水特性：抗水特性5000Pa，抗污染；

   • 強(qiáng)度高：厚度0.36±0.02mm，基材為玻璃纖維，耐腐蝕；

              抗張強(qiáng)度為：縱向（MD）400N/m²、橫向（ND）250N/m²；

   •  最高使用溫度：200℃；

•  油霧透過率：0.00001（即過濾精度99.99999％）。

特別說明：

 0.3um、99.99999％和油霧透過率的0.00001等數(shù)據(jù)是采用國際通行的激光粒子法及進(jìn)口設(shè)備檢測得出。

LKF1超高效過濾的低氣流阻力，包括資深專家在內(nèi)的專業(yè)人士多有疑惑，這是直觀技術(shù)思維的誤導(dǎo)所致，只相信基于攔截機(jī)理的“鼠洞要比老鼠大”。超細(xì)粒子有不同的過濾機(jī)理，這就是微觀技術(shù)的不同。

LKF1的過濾機(jī)理詮釋如下：

•  ＞0.3um ：慣性碰撞和攔截，會(huì)產(chǎn)生粒子重力沉降，屬于機(jī)械截留；

•  0.1～0.3um：擴(kuò)散作用兼有攔截；

•  ＜0.1um：布朗擴(kuò)散，即范得華力，更多的是物理作用。

其納米疏水特性是因?yàn)榫哂形?納米結(jié)構(gòu)的疏水表面。

8  自潔式超高效膜式過濾器的專利研發(fā)

采用LKF1型疏水超高效聚合過濾薄膜，現(xiàn)有如下規(guī)格的過濾元件：Ф55、Ф50、#p#分頁標(biāo)題#e#Ф46.5、Ф38和Ф30等，已開發(fā)出LKP300系列超高效膜式過濾器投放市場：

LKP301型（Ф50mm）、LKP302型（Ф55mm）都是面板式安裝，膜片可以方便地在線維護(hù)或更換。LKP301的有效過濾面積為17cm²，死體積8cm³，氣流阻力120Pa。

LKP303A型自潔式超高效膜式過濾器（Ф50mm）為實(shí)用新型專利產(chǎn)品，壁板式安裝，膜片也可以方便地在線維護(hù)或更換，樣氣進(jìn)出口之外的第三個(gè)接頭是排放分離水、凝結(jié)液及旁路流的出口，旁路氣流對(duì)過濾膜片有自清潔功能。

LKP305小型一次性過濾器（Ф30mm）用在分析儀機(jī)箱內(nèi)，作終級(jí)保護(hù)。

9 初步結(jié)論及建言

9.1　類比和聯(lián)想是本篇論文一再采用的技術(shù)思維方法；

     復(fù)雜技術(shù)難題的簡單求解，追求出簡單的結(jié)果是本篇努力的方向；

“協(xié)調(diào)性”是本篇取得技術(shù)突破和表達(dá)突破的關(guān)鍵。

9.2 一種技術(shù)要達(dá)到成熟技術(shù)的境界，專業(yè)人士才愿意放心采用。成熟技術(shù)應(yīng)該有如下四個(gè)標(biāo)志性表現(xiàn)：

• 要有一定的理論分析和理論根據(jù)；

• 要有精確的技術(shù)特性和誤差數(shù)據(jù)；

• 在技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)具有協(xié)調(diào)性表現(xiàn)，并不存在潛在的技術(shù)問題；

• 長期工程實(shí)踐的證明。

9.3　追求最終理想解是可能的

（1）過去將過濾元件僅僅看作一個(gè)很直觀很簡單的零件，依據(jù)“TRIZ（萃智）發(fā)明問題解決理論”的啟發(fā)，本篇將其看成一個(gè)有生命力的技術(shù)系統(tǒng)（小系統(tǒng)或子系統(tǒng)），這是技術(shù)進(jìn)步的第一步。

（2）過濾元件這個(gè)小系統(tǒng)也要依靠協(xié)調(diào)性進(jìn)化法則才能進(jìn)化和發(fā)展：提高過濾精度和降低氣流阻力之間的尖銳矛盾得以化解并取得高度協(xié)調(diào)。長期以來的不可操作和不可控，如今變得易于操作和完全可控，這是很大的技術(shù)優(yōu)勢。40年一籌莫展，今天竟然云開霧散。

（3）過濾元件小技術(shù)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)促進(jìn)和完善了在線分析儀大技術(shù)系統(tǒng)和在線分析系統(tǒng)這個(gè)復(fù)雜技術(shù)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。從而有利于實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用中長期協(xié)調(diào)運(yùn)行的總體目標(biāo)。

（4）凌卡公司先進(jìn)過濾元件的質(zhì)量設(shè)計(jì)和創(chuàng)新研發(fā)，加深了對(duì)過濾除塵的技術(shù)理解，我們才有膽識(shí)去追求“TRIZ（萃智）發(fā)明問題解決理論”的最終理想解：^［6］

• 保留了原系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)；

• 消除了原系統(tǒng)的不足；

• 沒有使新系統(tǒng)變得復(fù)雜；

• 新系統(tǒng)沒引入新的缺陷。

   （5）LKF1、LKF2先進(jìn)過濾元件對(duì)于樣氣處理系統(tǒng)和在線氣體分析系統(tǒng)具有核心價(jià)值，在推進(jìn)低維護(hù)量、高可靠性的技術(shù)進(jìn)步方面，具有不可替代的作用。

過濾元件雖小，卻有新世紀(jì)前沿技術(shù)的表現(xiàn)?？萍紕?chuàng)新取得突破性進(jìn)展的兩大標(biāo)志性表現(xiàn)是：

• 核心工藝關(guān)鍵參數(shù)的完全可控；

• 各級(jí)技術(shù)系統(tǒng)重要技術(shù)特性的協(xié)調(diào)運(yùn)行。