6　组合式除雾过滤分离器的专利研发

除过滤除尘之外，样气处理另一重要课题是除雾脱水。中国最著名、最古老的中医典藉《黄帝内经》，教人们不生病的秘笈竟然只是简单的“好好吃饭，好好睡觉”两招。样气处理系统技术也有可以类比和联想的两招：“好好过滤除尘、好好除雾脱水”，可使在线分析系统“不生病”，即少故障、少维护、长寿命。

本行业曾经高调肯定自吹扫旋风过滤器和除酸碱液雾的除雾器，现在看来两者在技术上都有某些缺陷和局限。前者过滤元件为不锈钢粉末冶金，过滤精度不高，至少也在2um以上，气流阻力大，如遇湿度大（特别是液态水）时，容易堵塞；旋风分离粉尘和液滴的效果也有限，它没有一个“阀值”，分离＞5um的颗粒物，分离效率才达到90％。后者实际上是作用在松散填充物上的凝结分离，也没有一个“阀值”，难以达到理想的除雾效果。

LKP307型组合式除雾过滤分离器已申请实用新型专利，它组合了高效凝结除雾器、颗粒物（含液滴）高效过滤器、气水分离器、甚至旁路分流器的全部功能。其核心是个LKF2型疏水超微孔SiC高效过滤元件，规格为Φ27×Φ16×50，过滤精度1um 99％，气流阻力120Pa。它的最大优点是基于荷叶那样的疏水特性，并有个1um“阀值”，各种粒度的液雾在其上凝结后逐渐变大，大到一定程度后依靠重力作用落下，实现自清洁。由于疏水，能够穿越而过的微小液雾就少多了，液相水和气相水（即液雾）更是被死死阻隔在“阀门”之前并被分离掉，蒸汽和更微小的液雾，则是其后样气冷凝器的法定任务。

采用LKP307后，即便湿法脱硫的CEMS项目，都无必要再用“水份报警器”。

LKP307T型还可以用作化工行业的取样探头，完全阻断液态水和气态水（＞1um的微细液雾）向后级传输，液态水和凝结之后的液态水借助1/2"取样管回流到工艺管中，不必另外设计排水措施。

7　LKF1型疏水超高效聚合过滤薄膜的过滤机理诠释

LKF1型聚合过滤薄膜有如下优良的综合性能：

• 超高效过滤：0.3um 99.99999％

推定参考值为0.05um 99%,小于纳米尺度（1～100nm）上限的0.1um，优于0.1um就称为超滤（UF）；

• 低气流阻力：120Pa （Φ50规格，1L/min流量）；

• 纳米疏水特性：抗水特性5000Pa，抗污染；

• 强度高：厚度0.36±0.02mm，基材为玻璃纤维，耐腐蚀；

抗张强度为：纵向（MD）400N/m²、横向（ND）250N/m²；

• 最高使用温度：200℃；

• 油雾透过率：0.00001（即过滤精度99.99999％）。

特别说明：

0.3um、99.99999％和油雾透过率的0.00001等数据是采用国际通行的激光粒子法及进口设备检测得出。

LKF1超高效过滤的低气流阻力，包括资深专家在内的专业人士多有疑惑，这是直观技术思维的误导所致，只相信基于拦截机理的“鼠洞要比老鼠大”。超细粒子有不同的过滤机理，这就是微观技术的不同。

LKF1的过滤机理诠释如下：

• ＞0.3um ：惯性碰撞和拦截，会产生粒子重力沉降，属于机械截留；

• 0.1～0.3um：扩散作用兼有拦截；

• ＜0.1um：布朗扩散，即范得华力，更多的是物理作用。

其纳米疏水特性是因为具有微/纳米结构的疏水表面。

8自洁式超高效膜式过滤器的专利研发

采用LKF1型疏水超高效聚合过滤薄膜，现有如下规格的过滤元件：Ф55、Ф50、#p#分页标题#e#Ф46.5、Ф38和Ф30等，已开发出LKP300系列超高效膜式过滤器投放市场：

LKP301型（Ф50mm）、LKP302型（Ф55mm）都是面板式安装，膜片可以方便地在线维护或更换。LKP301的有效过滤面积为17cm²，死体积8cm³，气流阻力120Pa。

LKP303A型自洁式超高效膜式过滤器（Ф50mm）为实用新型专利产品，壁板式安装，膜片也可以方便地在线维护或更换，样气进出口之外的第三个接头是排放分离水、凝结液及旁路流的出口，旁路气流对过滤膜片有自清洁功能。

LKP305小型一次性过滤器（Ф30mm）用在分析仪机箱内，作终级保护。

9初步结论及建言

9.1类比和联想是本篇论文一再采用的技术思维方法；

复杂技术难题的简单求解，追求出简单的结果是本篇努力的方向；

“协调性”是本篇取得技术突破和表达突破的关键。

9.2一种技术要达到成熟技术的境界，专业人士才愿意放心采用。成熟技术应该有如下四个标志性表现：

• 要有一定的理论分析和理论根据；

• 要有精确的技术特性和误差数据；

• 在技术系统内具有协调性表现，并不存在潜在的技术问题；

• 长期工程实践的证明。

9.3　追求最终理想解是可能的

（1）过去将过滤元件仅仅看作一个很直观很简单的零件，依据“TRIZ（萃智）发明问题解决理论”的启发，本篇将其看成一个有生命力的技术系统（小系统或子系统），这是技术进步的第一步。

（2）过滤元件这个小系统也要依靠协调性进化法则才能进化和发展：提高过滤精度和降低气流阻力之间的尖锐矛盾得以化解并取得高度协调。长期以来的不可操作和不可控，如今变得易于操作和完全可控，这是很大的技术优势。40年一筹莫展，今天竟然云开雾散。

（3）过滤元件小技术系统的协调促进和完善了在线分析仪大技术系统和在线分析系统这个复杂技术系统的协调。从而有利于实现工程应用中长期协调运行的总体目标。

（4）凌卡公司先进过滤元件的质量设计和创新研发，加深了对过滤除尘的技术理解，我们才有胆识去追求“TRIZ（萃智）发明问题解决理论”的最终理想解：^［6］

• 保留了原系统的优点；

• 消除了原系统的不足；

• 没有使新系统变得复杂；

• 新系统没引入新的缺陷。

（5）LKF1、LKF2先进过滤元件对于样气处理系统和在线气体分析系统具有核心价值，在推进低维护量、高可靠性的技术进步方面，具有不可替代的作用。

过滤元件虽小，却有新世纪前沿技术的表现。科技创新取得突破性进展的两大标志性表现是：

• 核心工艺关键参数的完全可控；

• 各级技术系统重要技术特性的协调运行。