Meningkatkan hayat perkhidmatan penapis udara-bercekapan tinggi sememangnya merupakan projek yang sistematik. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, kemajuan teknologi telah mengalihkan tumpuan "memanjangkan jangka hayat" daripada strategi penyelenggaraan pasif kepada inovasi teknologi proaktif yang tertanam dalam reka bentuk produk itu sendiri. Berdasarkan kemajuan penyelidikan terkini, cara untuk meningkatkan jangka hayat penapis telah berkembang daripada pengoptimuman produk tunggal kepada sistem teknologi empat-dimensi yang merangkumi perlindungan sumber, pengukuhan diri, campur tangan proses dan penjanaan semula pintar.
1, Analisis mendalam terhadap empat pendekatan teknologi utama
Perlindungan sumber: Optimumkan konfigurasi tahap sistem, yang merupakan strategi "menjimatkan wang besar dengan wang kecil". Intinya adalah untuk memintas kebanyakan bahan pencemar sebelum penapisan-kecekapan tinggi melalui reka bentuk penapisan-berbilang peringkat saintifik.
- penggredan pra penapisan yang tepat: Penyelidikan terkini menunjukkan bahawa pemilihan pra penapis tidak semestinya lebih baik dengan gred yang lebih tinggi, sebaliknya wujud titik padanan yang optimum. Sebagai contoh, dalam kajian mengenai sistem penapisan ultra cekap, penapis pra tahap F8 mempunyai kesan terbaik untuk memanjangkan hayat penapis utama. Di bawah kombinasi tertentu, ia boleh memanjangkan jangka hayat penapis utama sebanyak 5.25 kali (dari 44 minit kepada 231 minit) dan 4.65 kali (daripada 70 minit kepada 326 minit). Ini menunjukkan potensi besar untuk padanan tepat perlindungan{10}bahagian hadapan.
- Tingkatkan kapasiti menahan habuk pada peringkat hadapan: Pilih penapis kecekapan utama dan sederhana dengan kapasiti menampung habuk yang besar, membolehkan mereka "mengorbankan" diri mereka sebanyak mungkin untuk menyerap habuk, dengan itu mengelakkan penyumbatan pramatang penapis kecekapan tinggi-.
Peningkatan diri: Inovasi reka bentuk peringkat produk, yang bermula daripada "gen" penapis dan meningkatkan prestasi keseluruhannya melalui inovasi asas dalam bahan dan struktur.
- Mengguna pakai struktur kecerunan/berbilang-skala: Bahan penapis struktur seragam tradisional mudah tersumbat oleh zarah permukaan. Struktur kecerunan baharu (seperti komposit berbilang-lapisan) atau struktur nanofiber berbilang-skala membentuk kecerunan saiz liang daripada kasar kepada halus dalam arah ketebalan bahan penapis, membolehkan zarah-zarah kecil terperangkap jauh di dalam bahan penapis, dengan itu meningkatkan kapasiti menahan habuk dan melambatkan pertumbuhan rintangan.
- Membangunkan-bahan baharu berprestasi tinggi: Ini merupakan bidang penyelidikan paling aktif pada masa ini. Sebagai contoh, gel triboelektrik berasaskan kayu (WRAM) yang dibangunkan oleh pasukan Universiti Jiangnan telah mencapai kecekapan penapisan sebanyak 98.75% untuk PM0.3 dan penurunan tekanan hanya 53 Pa melalui pembinaan semula struktur nano kayu semula jadi. Bahan ini bukan sahaja cekap dan rintangan rendah, tetapi juga mempunyai keanjalan mekanikal yang sangat baik dan rintangan lembapan dan haba, yang dijangka mencapai operasi stabil-jangka panjang dalam keadaan buruk. Satu lagi kajian menggunakan struktur rangkaian nanofiber berbentuk sarang lebah untuk mencapai penapisan yang cekap sambil meningkatkan kapasiti pegangan habuk kepada 27 g/m².
- Aplikasi teknologi peningkatan elektrostatik: Bahan electret tradisional terdedah kepada pereputan pengecasan dalam persekitaran suhu tinggi dan kelembapan tinggi. Sistem penapisan berkuasa sendiri berdasarkan penjana nano geseran (TENG) yang dibangunkan oleh pasukan Universiti Fuzhou dengan bijak menggunakan medan elektrik yang dijana oleh pernafasan atau aliran udara untuk meningkatkan kecekapan tangkapan PM0.3 (sehingga 99.37%), dan boleh mengekalkan kestabilan dalam persekitaran kelembapan tinggi sebanyak 90%, mencapai mod penapisan nafas yang lebih aktif "".
Campur tangan proses: Memperkenalkan teknologi aktif, iaitu pendekatan baharu yang menggunakan medan fizikal luaran semasa operasi penapis untuk menukar secara aktif mod pemendapan bahan zarahan, dengan itu melambatkan penyumbatan.
- Penapisan berbantukan akustik (AEAF): Pasukan penyelidik di Singapura telah mendapati bahawa menggunakan frekuensi tertentu gelombang bunyi (termasuk gelombang boleh didengar dan ultrasonik) untuk mendorong getaran gentian dalam bahan penapis boleh mengagihkan semula zarah pada permukaan dan dalam bahan penapis, memecahkan sekatan pada bahagian angin, dan membenarkan zarah mendapan lebih sekata dalam bahan penapis. Teknologi ini telah mencapai hasil yang menarik: sambil meningkatkan kecekapan penangkapan zarah, ia telah mengurangkan rintangan penapis sebanyak 4.7 kali, akhirnya memanjangkan jangka hayat perkhidmatan penapis sebanyak 2.4 kali dan berpotensi menjimatkan 58% penggunaan bahan penapis.
Penjanaan semula pintar: mencapai penyelenggaraan pintar
- Pemantauan tekanan pembezaan masa nyata: Ini adalah cara yang paling asas dan penting. Dengan memantau perbezaan tekanan secara berterusan sebelum dan selepas penapis, adalah mungkin untuk menggantikannya pada masa yang optimum (bukannya pada masa tetap), mengelakkan pembaziran yang disebabkan oleh penggantian pramatang atau penggunaan tenaga sistem yang meroket disebabkan oleh penggantian lewat. Secara umumnya disyorkan bahawa apabila nilai rintangan penapis kecekapan tinggi-lebih besar daripada 450Pa, penggantian harus dipertimbangkan.
- Teknologi Pembersihan dan Penjanaan Semula: Untuk penapis tertentu dengan struktur dan bahan tertentu, teknologi pembersihan dalam talian atau luar talian yang berkesan dibangunkan untuk membuang beberapa pengumpulan habuk melalui cara fizikal atau kimia, memulihkan sebahagian prestasinya dan mencapai tahap "penjanaan semula" tertentu.
2, Cerapan teras dan cadangan pemilihan
Mengejar jangka hayat yang panjang untuk penapis-kecekapan tinggi pada asasnya ialah keseimbangan dinamik antara percanggahan "kecekapan tinggi" dan "rintangan rendah". Arah masa depan bukan sekadar untuk menjadikan bahan penapis lebih padat, tetapi untuk menapis "secara bijak" melalui kaedah berikut:
- Pemikiran sistem: Reka sistem penapisan seperti ekosistem dan lakukan kerja yang baik dalam-perlindungan hadapan.
- Inovasi struktur: Belajar daripada alam semula jadi, kecerunan reka bentuk dan struktur biomimetik berbilang-skala, serta capai kapasiti menahan habuk yang tinggi.
- Energy synergy: Utilizing external energy such as frictional electrification and sound waves to assist in filtering, achieving the effect of "1+1>2".
