作者：Mark Belcher，唐纳森 Torit 过滤工程经理
滤芯预涂层指刻意将多孔微粒层装入除尘器滤材，以增强某些性能的做法。 基于以下所讨论的原因，预涂层有时会被认为对褶式滤筒有利，但您可能发现它并非适合很多应用。
考虑将预涂层用于新型清洁滤材主要基于以下两大根本原因。 在考虑可能使用预涂层之前，您应该了解预涂层的差异和影响，包括如何将单次涂覆预涂层可能仅作为临时解决方案。
使用预涂层提高初始效率
预涂层通常被建议用作提高低性能滤材初始效率的手段。 新的、未使用过的纤维素或纤维素合成混合滤材针对亚微米颗粒的过滤初始效率通常仅有 30%（基于 ASHRAE 52.2 测试）。 随着粉尘在滤料中逐渐沉积（用于负载时），过滤效率性能会逐渐提高，然而使用预涂层可以加快这种提高速度。 预涂层在滤材表面形成了一层微粒，起到了预过滤的作用，在气流渗入滤材之前可捕获气流中的亚微米颗粒和其他颗粒，从而提高整体过滤效率。
预涂层供应商通常建议预涂层材料涂覆用量，从每滤筒 0.5 lb 磅（227 克）预涂层至每滤筒 2.5 lbs 磅（1,134 克）预涂层不等。 值得注意的是，虽然为滤芯进行预涂层可提高初始效率，但进行预涂层也意味着滤芯对气流的限制条件将会增加。 根据预涂层的类型和用量，滤芯限制的增加可能会非常显著，且增加的压降将需要更多的能量来保持空气流动。 此外，预涂层涂覆以及二次废物流处理也存在相关成本。
将预涂层滤材用于提高过滤效率仅仅是临时解决方案。 滤筒式除尘器通常通过使用压缩空气清洁脉冲来周期性地清除滤材表面沉积的“粉饼”，从而延长滤芯的使用寿命。 滤筒式除尘器进行脉冲清洁时，会排出大量收集到的颗粒，并同时清除滤料表面的预涂层材料。 曾经覆有预涂层的滤料现在的状态更像未经处理的滤材。 由于滤材暴露于可以渗入并渗出滤料的极细颗粒中，效率会相应地进行调整。
使用预涂层延长使用寿命
以下情况的出现表示滤材使用寿命的终止：当滤材中的压降变得非常高，从而大幅限制气流时；或当运作风机的能源成本随着阻力的增加而增加，而增加的成本导致继续使用堵塞的滤芯运作风机变得不切实际时。 通过预涂层延长滤芯使用寿命的基本逻辑基于预涂层可将渗入滤材深层的小颗粒量降到最低（将滤料堵塞速度降到最低）的假设。 这可能是紧接着涂覆预涂层材料之后的一个合理假设，因为预涂层材料充当进入实际介质的较小颗粒的屏障。 然而，如前所述，对滤材的任何脉冲清洁都会破坏该屏障，且每次脉冲清洁都会清除预涂层，因此所谓的优点并未发挥实际作用。 预涂层在脉冲清洁过程被冲洗和脱落后，滤芯会开始像未经处理的滤芯一样过滤，并且随着滤料逐渐堵塞，运行压降也会相应地逐渐增加，如图 1 所示。
优质级滤材可提供预涂层所保证的强化过滤特性，同时不会因脉冲清洁过程中预涂材料的清除而对过滤性能造成潜在损失。 下文对通过上述选择提高性能进行了讨论。
更优解决方案
用户可选择使用优质级滤芯，以克服预涂层的弊端。 优质级滤芯通常可提供某种形式的持久性表面处理，可在滤料表面收集颗粒，并保护基底免受粉尘负载的影响。 最常见的表面处理类型包括直接涂覆的纳米纤维、熔喷层压或 PTFE 层。 熔喷涂层优质滤芯可提供效率，但无法有效地进行脉冲清洁，因为亚微米颗粒通常会经熔喷层深层捕获。 这将缩短滤芯整体使用寿命。 PTFE 涂层滤芯通常也很有效，并且在大多数情况下都能有效地进行脉冲清洁，但它们通常在更高的风阻或压降下运行（且能耗更大）。 通常，PTFE 涂层滤芯也比其他优质级滤芯昂贵很多。 带有直接涂覆纳米纤维表面层的滤芯可有效提供出色的效率及脉冲清洁 - 此外，它们在相对较低的压降下运行，并且通常富有成本效益，请参见图 2。
在优质级产品中，纳米纤维滤芯在大多数情况下都是不错的选择。 纳米纤维优质滤芯滤料由衬底（通常类似于一般纤维素筒式滤料）和耐久细纤维表面层组成。 该层厚度通常不足 1 微米，因此该层中的堵塞或深层过滤均不是问题。 高质量纳米纤维滤筒上的优质细纤维为纳米纤维，直径通常为 0.3 microns 微米或更小，并且它们将在滤材表面形成耐久小孔基质。 由于表面层中纤维尺寸很小，不会显著增加风阻，因此初始压降保持在较低的水平。
如果用户想要更高的初始效率，纳米纤维滤芯是不错的选择。 清洁新型纳米纤维滤芯的效率将高于普通滤芯；典型纳米纤维滤芯对亚微米颗粒的过滤效率至少为 65％，而一般滤芯可能难以达到 30％ 的初始效率，并且纳米纤维滤芯的工作效率将迅速提高。 ASHRAE 52.2 测试表明，在将一盎司（28.35 克）颗粒放入纳米纤维滤筒后，其亚微米过滤效率可轻松超过 90％。
想要获得更长久滤筒使用寿命的用户若选择使用优质级纳米纤维滤芯，将从中受益。 运行时，粉尘负载在纳米纤维滤料的表面。 当对滤料进行脉冲清洁时，大部分粉饼会从滤料中排出及清除。 纳米纤维层仍然完好无损，并继续防止衬底进行深层过滤和堵塞。 由于深层过滤不再显著，纳米纤维滤芯可持续清洁至相对更低的运行压降，并可以显著延长使用寿命，请参见图 3。
最后，由于衬底不受与普通滤料滤芯相关的深层过滤的影响，优质纳米纤维滤料的脉冲清洁性能增强，因此清洁需求减少，滤芯的平均气阻（压降）降低。 较低的脉冲清洁需求可节省压缩空气，并且由于优质级纳米纤维滤芯在较低的平均运行压降下运行，优质纳米纤维滤料桶在风机运行期间可节省马力。 使用周期中，节省的马力以及压缩空气可显著降低总能耗。
优质级纳米纤维滤筒可延长使用寿命、提高效率，以及降低能耗，这意味着它们通常比预涂层滤芯更富成本效益。
