فیلتر سپراتور آبگیر با الیاف KOPAK

آب موجود در سوخت دیزل، فرسودگی دیزل را تسریع می‌کند و راندمان احتراق را کاهش می‌دهد، که باعث افزایش انتشار هیدروکربن‌ها و مونوکسید کربن موتور می‌شود. آب و گازوئیل خراب می تواند باعث خوردگی و انسداد اجزای موتور شود. بنابراین، حذف آب از دیزل برای محافظت از موتور مهم است.

جداسازی آب از گازوئیل توسط فیلتری انجام می شود که در آن گازوئیل از طریق کارتریج سپراتور جریان می یابد. عملکرد جداسازی آب در کارتریج این فیلتر ها توسط خواص امولسیونی اندازه قطرات آب، غلظت آب، کشش سطحی (IFT) و غیره)، خواص کارتریج فیلتر سپراتور گازوئیل (ترشوندگی اندازه منافذ، ساختار چند لایه و غیره) و شرایط عملیاتی تعیین می‌شود. (سرعت ، دما و غیره). اخیراً گازوئیل کم گوگرد (گوگرد < 500 پی پی ام) و دیزل با گوگرد فوق العاده کم (ULSD، گوگرد < 15 پی پی ام) به طور گسترده در صنعت استفاده شده است. محتوای سورفکتانت در مقایسه با دیزل سنتی برای روانکاری بهتر بیشتر است، که منجر به کاهش اندازه قطرات آب در دیزل و افزایش پایداری امولسیون های آب از گازوئیل می شود. برای قطرات آب با اندازه های کوچکتر سخت است که به کارتریج فیلتر متصل شوند و به قطرات بزرگ آب برای نشستن توسط گرانش ادغام شوند. علاوه بر این، ترشوندگی محیط فیلتر، عامل تعیین کننده ای که بر ادغام قطرات آب تأثیر می گذارد، تغییر می کند زیرا سورفکتانت های موجود در دیزل روی سطح محیط فیلتر جذب می شوند. برای موتورها، استفاده از سیستم های سوخت HPCR (فشار بالا مشترک ریل) همچنین می تواند منجر به قطرات آب کوچکتر شود زیرا سرعت برشی پمپ گریز از مرکز بالاتر است. بنابراین، رسانه فیلتر برای موتورهای دیزل سنتی نمی تواند نیاز جداسازی آب از گازوئیل را برای دیزل کم گوگرد و ULSD برآورده کند.

اغلب روش ها و متریال هایی که برای تولید فیلتر های سپراتور آبگیر گازوئیل بکار گرفته می شوند در نهایت به استاندارد مطلوب در جذب آلاینده ها نمی رسند. این امر به دلیل بالا بودن surfactant در محتوای دیزل با میزان سولفور پایین یا ULSD (ultra lowsulfur diesel) می باشد. به منظور افزایش قابلیت جذب قطرات آب توسط کارتریج فیلتر سپراتور گازوئیل از مدیاها و کارتریج های دو لایه متشکل از الیاف فایبرگلاس همراه با لایه های هیدروفوبیک hydrophobic fibers استفاده می شود که به نام KOPAK شناخته می شوند. آزمایشات انجام شده بر روی کارتریج های متنوعی از فیلتر های سپراتور گازوئیل نشان می دهد که راندمان کارتریج هایی که در لایه بیرونی خود از 20% الیاف KOPAK استفاده می کنند حدود 89.5% یعنی بالاتر از کارتریج های معمول مورد استفاده در فیلتر های که 0%، 40%، 60% و 80% از این الیاف را در خود جای داده بودند می باشد. این در حالی است که زمانیکه کشش سطحی دیزل برابر 21 mN/m, 17 mN/m and و 13 mN/m بود راندمان جداسازی قطرات آب از گازوئیل به ترتیب 99.5%، 89.5% و 30.5% بوده است.

ساختار کارتریج فیلتر سپراتور گازوئیل با KOPAK

همانطور که در شکل نشان داده شده است، کارتریج فیلتر سپراتور گازوئیل با طراحی های مدرن از یک لایه بالادست و یک لایه پایین دست تشکیل شده است. لایه بالا دست با الیاف آبدوست (ریز فیبرهای شیشه یا فایبرگلاس) و (الیاف کاپوک و الیاف PET دو جزئی)، که برای ادغام قطرات ریز آب مورد استفاده قرار می گیرند تشکیل می شود. این در حالی است که لایه پایین دست تهیه شده توسط الیاف آبگریز (الیاف کاپوک و الیاف PET دو جزئی) برای زهکشی قطرات بزرگ آب مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین به دلیل چسبندگی ضعیف با قطرات آب، افت فشار را در سراسر کارتریج فیلتر آبگیر سپراتور کاهش می دهد. قطر الیاف مختلف در جدول نشان داده شده است. مشاهده می شود که قطر متوسط ​​الیاف آبدوست نسبت به الیاف آبگریز ریزتر بوده که می تواند به کاهش اندازه منافذ کارتریج فیلتر شود.