气体过滤机理
空气中的尘粒随气流做惯性运动或布朗运动，运动中的尘粒撞到既能拦截尘粒又不对气流形成过大阻力的过滤介质时，过滤介质的纤维便形成对粒子的屏障，气流改变方向时，尘粒因惯性偏离方向，撞到纤维上被粘结，其主要机理有惯性效应、拦截效应、扩散效应、筛滤效应、静电效应和重力效应等。
气体过滤材料分类
气体过滤材料的应用
我国钢铁行业企业众多，是排放高温烟气粉尘行业的第一大户，其生产过程的各个工序都会排放烟尘，故广泛采用由耐高温纤维如间位芳纶（MPIA）、聚苯硫醚（PPS）等制成的耐高温袋式除尘器。有色冶金工业如铝工业等会产生大量的氟化物和粉尘，采用袋式除尘器可有效控制这些烟气污染，同时有色金属冶炼所用的设备广泛使用耐高温、耐腐蚀的玻璃纤维滤料，可以达到过滤烟气粉尘、回收金属的目的。我国水泥工业年产量巨大，其排放的粉尘包括常温粉尘和高温高湿粉尘，水泥工业在生产过程中不仅使用常规滤材，也是耐腐蚀和耐高温、高湿的玻纤滤材的使用大户。此外，我国化工厂也广泛使用过滤材料，许多通过气凝胶生产粉状产品的化工厂，基本上都会采用袋式过滤器收集炭黑、三聚氰胺等物质，大多数化工行业也会使用过滤材料用于电石炉除尘、车间有害尘粒的净化等。除这些工业外，气体过滤材料还广泛应用于轻工、机械、电子等行业。
气体过滤材料不仅在工业废气排放处理上有所应用，在常温下滤去微小粒子的室内空气净化处理上也有所涉及，例如家用或者工业用空调过滤器等。
气体过滤材料的结构
网格织物在成圈纱中织入衬经纱和衬纬纱，使这类滤材兼有机织和针织滤材的特点，既有类似机织物的结构，尺寸稳定性得到改善，也使得经纱、纬纱没有因交织产生的织缩，具有良好的颗粒分离特性，其过滤效果远远优于普通种类的针织物，而且这类滤材生产效率高，其中纬编网格织物可直接按照过滤材料所要求的尺寸直径进行编织，省去缝纫工序，操作方便；经编网格织物生产速度快，尺寸稳定性更好，过滤效率更为稳定。结合耐高温纤维如聚苯硫醚纤维使用，网格织物滤材能在高温下保持体积弹性，耐热冲击和机械振动，可用于冶金行业等高温环境。使用较为广泛的是衬经衬纬圆筒过滤织物，如图1所示：
针织绒类织物表面的绒毛层，使其织物孔隙不是简单的直通状态，尤其是使用超细纤维等特殊材料时，绒毛层的存在是绒类滤材过滤效率和清灰性能优于普通针织过滤材料，滤材过滤孔径减小，可以有效拦截流体中直径小于孔隙的尘粒。过滤时，流体中的尘粒在通过绒毛层的弯曲通道中可受到扩散、惯性、拦截等作用沉积下来，部分尘粒被阻挡在底部组织附近形成粉尘层，依靠粉尘层的作用，过滤效率（尤其是过滤初期）提高，且空隙度大，透气性能好，过滤阻力低、容尘量大，同时绒毛层表面清除粉尘更为容易，清灰性能好。对针织绒类织物而言，一般来说，织物密度越小，孔隙越小，则过滤阻力大、过滤效率提高；绒毛平均长度越长，过滤孔隙平均直径越小，过滤效率和过滤阻力越高，容尘量越大，同时也更易受到过滤风速和尘粒浓度变化的影响，过滤稳定性不好。但是与机织和非织造产品相比，针织绒类织物尺寸稳定性差，限制了这类滤材的发展，但是随着针织技术的不断发展，织造和后整理技术的不断完善，针织绒类织物必将在过滤材料领域迅猛发展。
目前为止作为过滤材料使用最为广泛的绒类织物是针织长毛绒过滤材料，它以添纱组织为地组织形成衬垫组织，面纱和地纱一起成圈，形成添纱组织，衬垫纱在织物的某些线圈上形成不封闭的悬弧，在另一些线圈背面形成浮线，并经过起绒工艺，表面形成均匀的绒毛层，如图2所示：
图2 针织长毛绒织物
3弹性毛圈织物
针织弹性织物可分单向弹性织物和双向弹性织物，也可分为经编弹性织物和纬编弹性织物，其中单向弹性织物仅在纵向或横向有弹力，结合普通纤维使用，可充分发挥高弹性纤维的特点，适宜作为过滤材料使用，双向弹性织物纵横向均具有弹性，但是弹性过大使其孔隙尺寸不够稳定，无法作为过滤材料使用；经编弹性织物比纬编弹性织物的延伸性小，织物的尺寸稳定性好，但纬编织物可使用的原料范围更广。这种滤材一般使用氨纶等高弹性纤维编织线圈，使用普通化学纤维编织毛圈，与普通结构的滤材相比孔径和透过率更小，阻拦能力更高。由于两种纤维弹性不同，在进行气体过滤时，气体从毛圈一侧流过，滤材表面的毛圈在气体的压力下紧贴滤材表面，降低了滤材的透过性，减少了滤材的透气率，并提高了滤材的阻拦能力。当气体有回流现象出现时，滤材在纵横向受到拉伸，高弹性化学纤维编织的线圈伸长，普通化学纤维编织的毛圈部分随之伸直，使得过滤孔隙变大，有利于滤材表面沉积的尘粒脱落。
通常作为过滤材料使用的是单面弹性织物，是单向弹性织物的一种，其反面分布毛圈，正面分布线圈，如图3所示：
图3 弹性毛圈织物
4三维间隔织物
三维间隔织物分为经编间隔织物和纬编间隔织物，如图4所示。经编间隔织物可以由经编双针床机器编织，纬编间隔织物可以在纬编横机和圆机上织成。与普通二维织物不同，这种织物由上下两个表面层和中间一个间隔层组成。这种特殊的三维立体结构使得间隔层中的纤维呈空间曲折分布，具有无数微小孔隙的纤维三维网状结构，因此尘粒必须沿着滤材内间隔层的曲折网状路径进行过滤，随时都有可能与纤维发生碰撞而被截留，可以对尘粒进行拦截、惯性、扩散、筛滤等各种效应的表面和内部分离，有效拦截比滤材孔隙直径小的尘粒。间隔层的存在还可以提高流体的流动速度，加快过滤过程，具有阻力小、透气性能好等优点。但是也同样由于上述原因使得过滤不仅仅发生在滤材的表面，也在其内部孔隙之中发生，易造成滤材阻塞现象，使清灰工作难以进行，从而加大压力损失。但是相信随着纺织加工技术的进步，可以通过使用特种纤维或者特殊整理的方法改善三维间隔织物易阻塞和清灰困难的问题。
图4 三维间隔织物
