浅谈过滤器Word下载.docx
《浅谈过滤器Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《浅谈过滤器Word下载.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
实用中,有粉尘的总重量、粉尘的颗粒数量;
有时是针对某一典型粒径粉尘的量,有时是所有粉尘的量;
还有用特定方法间接地反映浓度的通光量(比色法)、荧光量(荧光法);
有某种状态的瞬时量,也有发尘全过程变化效率值的加权平均量。
对同一只过滤器采用不同的方法进行测试,测得的效率值就会不一样。
离开测试方法,过滤效率就无从谈起。
◎过滤器阻力
过滤器对气流形成阻力。
过滤器积灰,阻力增加,当阻力增大到某一规定值时,过滤器报废。
新过滤器的阻力称“初阻力”;
对应过滤器报废时的阻力值称“终阻力”。
终阻力
终阻力的选择直接关系到过滤器的使用寿命、系统风量变化范围、系统能耗。
大多数情况下,终阻力是初阻力的2~4倍。
终阻力建议值
效率规格
建议终阻力Pa
G3(粗效)
100~200
G4(初中效)
150~250
F5~F6(中效)
250~300
F7~F8(高中效)
300~400
F9~H11(亚高效)
400~450
高效与超高效
400~600
过滤器越脏,阻力增长越快。
过高的终阻力值并不意味着过滤器的使用寿命会明显延长,但它会使空调系统风量锐减。
因此,没有必要将终阻力值定得过高。
m的粗纤维滤料。
由于纤维间空隙大,过大的阻力有可能将过滤器上的积灰吹散,此时,阻力不再增高,但过滤效率降为零。
因此,要严格限制G4以下过滤器的终阻力值。
每个过滤段都应安装阻力监测装置。
终阻力要靠仪表来判定,不能仅凭操作者的感觉。
◎容尘量
容尘量是在特定试验条件下,过滤器容纳特定试验粉尘的重量。
这里的“特定”是指:
a.标准试验风洞,以及相关试验与测量设备;
b.比实际大气粉尘颗粒大得多的标准“道路尘”;
c.委托方与试验方商定、或标准规定的试验方法与计算方法;
d.委托方与试验方商定的终止试验的条件。
容尘量与过滤器实际容纳粉尘的重量没有直接对应关系,孤立的容尘量数据对用户没有任何意义。
◎可吸入颗粒物
空气中的大颗粒粉尘被人的鼻腔阻拦,小颗粒粉尘可能随气流进入气管和肺部,这些粉尘被气管和肺部的“巨噬细胞”吞食并消化,巨噬细胞吃不净的那些细菌和病毒还会被白血球消灭掉。
m的颗粒物”。
m的颗粒物才会随气流进入气管和肺部。
因此,人们将“可吸入颗粒物”定义为“空气中≤10m的粉尘过滤掉,只有小于10 人的鼻子的鼻毛、分泌物和黏膜可以将大多数大于10m以上的颗粒物去掉,剩下的“可吸入颗粒物”为TM5。
m以上的颗粒物,剩下的就是“可吸入颗粒物”,技术上标为TM10。
我们经常听到的“可吸入颗粒物”就是这个TM10。
如果将5 空气中的全部粉尘量为“总悬浮颗粒物”,去掉10可吸入颗粒物与健康效应
浓度
mg/m3
健康效应
总悬浮颗粒物
可吸入颗粒物
>
0.29
0.20
免疫功能改变的阈浓度,居民呼吸道疾病患病率开始增加。
0.21
0.15
居住区空气日平均最高允许浓度。
<
0.16
0.11
不引起小学生免疫功能改变的阈下浓度,不引起人群呼吸道患病率增加。
◎化学过滤器
化学过滤器清除空气中的气体污染物。
在通风和空调领域,化学过滤器使用活性炭作为主要过滤材料。
化学过滤器典型应用场所有:
芯片厂、核工业、飞机场、环保、博物馆等,有些家电中也使用了化学过滤材料。
化学过滤原理
化学过滤器有选择性地吸附有害气体分子,而不是像普通过滤器那样机械地清除杂质。
活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔,其中绝大部分微孔的孔径在5Å
~500Å
之间,单位材料中微孔的总内表面积可高达700~2300m2/g,也就是说,在一个米粒大小的活性炭颗粒中,微孔的内表面积相当于一个大客厅内墙面的大小。
没有明显化学反应的吸附称为物理吸附,这种吸附主要靠的是范德华力。
空气中沸点高(常温或更高)的游离分子接触活性炭后,有些在微孔中凝聚成液体并因毛细管原理呆在那,有些填满与分子尺寸相当的微孔而与材料成为一体。
大气中的氮气、氧气、二氧化碳、氢气、氩气等主要成分的沸点都很低,活性炭吸附不了它们。
普通活性炭是疏水性材料,所以对水蒸汽的吸附能力也有限。
此外,活性炭还能吸附某些空气微生物并杀死它们。
经化学处理而使材料与有害气体产生化学反应的吸附称化学吸附。
活性炭靠范德华力抓到气体分子,材料上的化学成分与污染物起反应,生成固体成分或无害的气体。
进行化学处理的主要方法是在活性炭中均匀地掺入特定的试剂,所以经化学处理的活性炭也称“浸渍炭”。
使用过程中,吸附能力会不断减弱,当减弱到某一程度,过滤器报废。
如果仅为物理吸附,用加热或水蒸汽熏蒸的办法可使有害气体脱离活性炭,使活性炭再生。
活性炭材料
活性炭材料分颗粒炭、纤维炭、粉炭。
纤维活性炭由含碳有机纤维制成。
它的孔径小(<
50Å
)、吸附容量大、吸附快、再生快。
常用的纤维基材有酚醛、植物纤维、聚丙烯腈、沥青。
吸附性能
吸附容量。
单位活性炭所能吸附污染物的最大量称吸附容量。
不同材料的吸附容量会不同;
同一材料对不同气体的吸附容量会不同;
温度、背景浓度改变,吸附容量也会变化。
滞留时间。
空气在活性炭层中逗留的时间称滞留时间。
滞留时间越长,吸附越充分。
为保持足够的滞留时间,炭层要足够厚,过滤风速要尽可能低。
使用寿命。
新的活性炭吸附效率高,使用中效率不断衰减,当过滤器下游有害气体接近允许的浓度极限时,过滤器报废。
报废前的使用时间就是使用寿命,也称有效防护时间。
选择性。
一般说来,在物理吸附中易被吸附的有:
分子量大的气体、沸点高的气体、挥发性有机气体。
若活性炭经化学浸渍,还可以清除平时难以对付的气体,或突出对某类气体的吸附能力。
活性炭过滤器的选用
影响活性炭过滤器吸附效果和使用寿命的主要因素有:
污染物的种类和浓度、气流在过滤材料中的滞留时间、空气的温度和湿度。
实际选用时,要根据污染物种类、浓度和处理风量等条件,确定过滤器形式和活性炭种类。
活性炭过滤器的上下游均应有好的除尘过滤器,其效率规格应不低于F7。
上游过滤器防止灰尘堵塞活性炭材料;
下游过滤器拦住活性炭本身的发尘。
过滤效率
试验方法
计重法Arrestance
试验尘源为大粒径、高浓度标准粉尘。
粉尘的主要成分是经筛选的、规定地区的浮尘,再掺入规定量的细碳黑和短纤维。
大多数国家规定使用美国亚利桑那荒漠地带的“道路尘”(ArizonaRoadDust),中国标准曾规定使用黄土高原某村落的尘土,日本标准规定使用源于日本的“关东亚黏土”。
测量的“量”为粉尘重量。
过滤器装在标准试验风洞内,上风端连续发尘。
每隔一段时间,测量穿过过滤器的粉尘重量或过滤器上的集尘量,由此得到过滤器在该阶段按粉尘重量计算的过滤效率。
最终的计重效率是各试验阶段效率依发尘量的加权平均值。
计重法试验的终止试验的条件为:
约定的终阻力值,或效率明显下降时。
这里的所谓“约定”是指客户与试验者间的约定,或试验者自己的规定。
显然,约定终止试验的条件不同,计重效率值就不同。
终止试验时,过滤器容纳试验粉尘的重量称为“容尘量”。
计重法用于测量低效率过滤器,那些过滤器一般用于中央空调系统中的预过滤。
计重法试验是破坏性试验,不能用于制造厂的日常产品性能检验。
相关标准:
美国ANSI/ASHRAE52.1-1992,欧洲EN779-1993,中国GB12218-89。
比色法Dust-spot
试验台和试验粉尘与计重法所用相同。
粉尘“量”为采样点高效滤纸的通光量。
在过滤器前后采样,采样头上有高效滤纸,显然,过滤器前后采样点高效滤纸的污染程度会不同。
试验中,每经过一段发尘试验,测量不发尘状态下过滤器前后采样点高效滤纸的通光量,通过比较滤纸通光量的差别,用规定计算方法得出所谓“过滤效率”。
最终的比色效率是试验全过程各阶段效率值依发尘量的加权平均值。
终止试验的条件与计重法条件相似:
比色法用于测量效率较高的一般通风用过滤器,空调系统中的大部分过滤器属于这种过滤器。
比色法曾是国外通行的试验方法,这种方法逐渐被计数法所取代。
严格的比色法是破坏性试验。
美国ANSI/ASHRAE52.1-1992,欧洲EN779-1993。
大气尘计数法
尘源为自然大气中的“大气尘”。
粉尘的“量”为大于等于某粒径的全部颗粒物个数。
测量粉尘的仪器为普通光学或激光尘埃粒子计数器。
效率值为新过滤器的初始效率。
名称解释
A,B,C,D
集成电路制造业对气载分子污染物的分类。
A代表酸性气体(Acids),B代表碱性气体(Bases),C代表可凝聚化合物(Condensables),D代表其它掺杂气体(Dopants)。
AbsoluteFilter,绝对过滤器
早期国外某公司为有隔板高效过滤器起的商品名,对应过滤效率99.97%(0.3mmDOP)。
ACfine(AirCleanerTestDust,fine),AC细灰
美国规定用于过滤与除尘设备性能试验的标准粉尘,除中国和日本之外各国通用。
该粉尘取自美国亚利桑那荒漠地区,俗称ArizonaRoadDust。
在AC细灰中掺入规定量的短纤维和碳黑,就成了过滤器试验常用的ASHRAE标准粉尘。
国际标准化组织ISO规定用AC细灰测量汽车滤清器的过滤效果。
Aerosol,气溶胶
固体或液体颗粒物与气体形成的一种相对稳定的悬浮体系。
国际上,搞过滤理论的人多数参与气溶胶学会的活动,但搞过滤应用的人更喜欢在暖通空调行业扎堆儿。
AFI(AirFilterInstitute),美国空气过滤研究所
过滤效率的试验方法计重法和比色法首先由AFI使用,有人称AFI效率。
若见到“AFI效率”,你要自己判别是计重效率(Arrestance)还是比色效率(Dust-spot)。
AHU(AirHandlingUnit),中央空调器
中央空调是最经常见到空气过滤器的地方。
AirFilter,空气过滤器
用在中央空调和洁净室时,称为空气过滤器;
用在活塞发动机和小型空压机上,它叫空气滤清器。
AMC(AirborneMolecularContaminant),气载分子污染物
半导体制造业对分子污染物的称呼。
Arrestance,计重效率
对低效率过滤器采用计重法得出的效率。
ASHRAEEfficiency
用美国采暖、制冷与空调工程师协会标准ASHRAE52.1规定方法测出的效率。
一般指的是比色法(dust-spot)效率,有时也称NBS效率、AFI效率。
b值
描述液体过滤材料和液体过滤器过滤效果的一个常用参数。
b值也称过滤比。
b值是透过率的倒数,与过滤效率的关系为:
过滤效率=1–1/b
b5=200,表示粒径为5mm的颗粒,200个中有一个透过。
CelluloseMedia,木浆滤纸
以木质纤维(木浆)为主要原料的过滤纸。
木浆滤纸是制作滤清器的最常见过滤材料。
ChemicalFilter,化学过滤器
在空调领域,化学过滤器一般指的就是活性炭过滤器。
CNC(CondensationNucleusCounter)凝结核计数器
以微小粉尘为核,凝结了其它物质,使颗粒增大,仪器就可以检测到它。
在过滤器的试验中CNC可用于高效过滤器的扫描试验、滤材的检测。
Deep-Pleat
对传统有隔板过滤器的习惯称呼。
DOP邻苯二甲酸二辛酯
DOP为塑料工业一种常用增塑剂,也是一种常见清洗剂。
用0.3mm的DOP液滴做粒子,测量高效过滤器得出的过滤效率称为“DOP效率”。
Dust-Spot,比色法
多年来国际流行的,对一般通风用过滤器的测试方法。
Efficiency
过滤效率
Fiberglass,玻璃纤维
常见过滤材料。
FFU(FanFilterUnit)
自带风机的高效过滤单元。
当代集成电路生产中高洁净度厂房流行过滤装置。
G,F,H,U
欧洲对过滤器的分类代号,用的是德语字头。
G代表Grob,F代表Fein,H为HEPA,U为ULPA。
GMP(GoodManufacturePractice),药品生产质量管理规范
GMP是制药厂必须执行的强制性标准。
HEPA(HighEfficiencyParticulateAir)Filter,高效过滤器
对0.3mm尘埃粒子过滤效率≥99.97%,并且经过规定方法检验合格的过滤器。
家用电器中的HEPA是一般指用HEPA滤纸制作的过滤器。
HEPADiffuser,高效过滤风口
装有高效过滤器的非均匀流洁净室送风装置。
HEPAPanel
洁净室用无隔板高效过滤器的习惯叫法。
IAQ(IndoorAirQuality)
室内空气品质
MPPS(MostPenetratiableParticulateSize),最易穿透粒径
测量过滤器对最难过滤颗粒物过滤效率的一种扫描测试方法。
Mini-Pleat
无隔板过滤器的习惯称呼。
有时也称为Close-pleated。
NBS(NationalBureauofStandard),美国国家标准局
早期的美国国家标准局曾将AFI的计重法和比色法定为国家标准。
ParticleEfficiency,计数效率
用粒子计数器测量的过滤器效率。
PE(Polyester),聚酯
在过滤行业,指聚酯类化学纤维,例如涤纶纤维。
PP(Polypropylene),聚丙烯,丙纶
在过滤行业,常指带静电(驻极体)的超细聚丙烯纤维过滤材料。
Pre-filter,预过滤器
对下一级过滤器起保护作用的过滤器。
预过滤器可以有各种形式和效率规格。
PTFE聚四氟乙烯
在过滤行业,PTFE滤材指用驻极体聚四氟乙烯纤维制成的高效过滤材料。
PTFE滤材是是一种新兴过滤材料,它没有微量挥发物,强度好,目前的缺点是价格高。
Pulse-jetFilter,自洁式过滤器
带有压缩空气脉冲反吹清灰装置的过滤器和除尘器。
Resistance
过滤器阻力。
有时也称PressureDrop,DifferentialPressure,DP。
SickBuildingSyndrome,建筑致病症状
室内空气差经常被认为是致病元凶。
SyntheticMedia
化学纤维滤材,又称其为合成纤维。
ULPA(UltraLowPenetrationAir)Filter
超高效过滤器
对0.1~0.2mm粒子过滤效率≥99.999%的过滤器(美国)。
对MPPS效率≥99.9995%的过滤器(欧洲)。
对0.12mm粒子过滤效率≥99.999%的过滤器(美国早期)。
VandeWaalsForce,范德瓦尔斯力
分子与分子,分子团与分子团表面间的一种引力包括取向力、诱导力、色散力。
粉尘粘在过滤介质上,主要靠的是范德瓦尔斯力。
活性炭过滤器吸附化学污染物时,靠的也是范德瓦尔斯力。
VentilationFilter
泛指一般通风用过滤器,以区别洁净室用高效过滤器。
有时也称AshraeFilter。
VOCs(VolatileOrganicCompounds),挥发性有机化合物
空调行业指空气中的分子污染物。
集成电路行业又叫AMC
单位换算
Å
,埃
1Å
=10-8cm=10-10m
Å
是光波长度和分子直径的常用计量单位。
当讨论粉尘表面与其它表面间的范德瓦耳斯引力时,也用Å
来计量表面间的距离。
气体分子的直径约为3Å
。
从长度单位上讲,Å
比纳米小一个数量级。
与取自瑞典科学家Å
ngströ
m(1814-1874)的名字,Å
的正确发音为“欧”、“埃”。
cfm(cubicfootperminute),立方英尺/分钟
英制风量单位,1cfm≈1.7m3/h
特别地:
2000cfm=3400m3/h
英国人已经不用英制了。
美国人和日本人有时仍用英制单位。
℉(Fahrenheit),华氏温标
华伦海特(1686-1736)确定了三个温度固定点:
海水结冰时为零度、人的体温为96度、水结冰时为32度。
在现代温标中,纯净水的冰点0℃=32℉,沸点100℃=212℉。
北美国家仍使用华氏温标。
fpm(footperminute),英尺/分钟
英制风速单位,1000fpm≈5.08m/s
mbar(millibar),毫巴
气压单位,有时用于过滤器阻力,1mbar=100Pa=10mmWG
mg(milligram),毫克
1mg=0.001g
空气中的粉尘浓度常以mg/m3来度量。
mil,密耳
1mil=0.001英寸=0.0254mm
薄板厚度的英制计量单位,美国一些厂家仍使用这一单位计量滤纸厚度。
m(micrometer),微米
m= 10.001mm
过滤行业中描述粉尘粒度和纤维直径时最常用的尺寸单位。
nm(nanometer),纳米
1nm=0.001m
当某些材料的尺寸小到以纳米来度量时,有关这些材料的制作、测量、利用的技术称“纳米技术”。
Nm3/h,标立/小时
空气流量单位,与燃气轮机和空压机入口过滤器打交道时常用单位。
工程上,1标立为一个大气压(0.1013MPa),0℃,1立方米体积的干空气的质量。
涉及民航和气象时,人们使用“国际标准大气”,它是指一个大气压,15℃的空气,它与工程大气压在温度上有点差别。
Pa(Pascal),帕
压力单位,常用于过滤器阻力。
1Pa=1N/m2≈0.1mmWG=0.1kg/m2
ppm(partspermillion),百万分之一
评价化学污染物浓度的常用单位。
更微量的单位为ppt(partspertrillion),即万亿分之一(1×
10-12)。
当用污染物的分子数量计量浓度时,标为pptm(partspertrillionmolar)。
tex,特克斯
纤维粗细程度的法定计量单位。
tex数为每1000米长纤维的克重,1/10dtex为分特。
过去的计量单位为“旦”(Denien,D),又读“代”,D数为每9000米长纤维的克重。
生产过滤材料的化纤行业提到纤维粗细时讲代或分特,不讲微米。
如果化纤原材料的比重是1,那么1D相当于纤维直径11.9m的纤维相当于0.007D。
m,而直径1
WG(WaterGauge),水柱
压差代号,常用于过滤器阻力。
1mmWG≈10Pa,1inWG≈250Pa。
毫米水柱有时也标为mmH2O。
防火等级
◎美国防火等级
过滤器的防火等级,美国UL保险商试验所标准,UL-900-1997
二级(Class1)
过滤器(干净时)遇明火不燃烧,仅散发极微量的烟雾。
二级(Class2)
过滤器(干净时)遇明火轻微燃烧,或散发有限的烟雾,或两者同时发生。
过滤器结构与防火分类,美国环境科学与技术研究所IES-RP-CC001.3-1993
第一类(Grade1):
不燃结构,能承受恶劣的环境,结构坚固。
主要用于军事、原子能、重要工业。
满足美国军用标准MIL-F-51068。
第二类(Grade2):
阻燃结构,经耐水试验、耐低温试验、以及军用标准MIL-F-51068中的部分试验。
满足美国UL-586标准的试验(火焰试验)。
第三类(Grade3):
遇火不燃烧,仅散发微量烟雾。
符合UL-900标准中的一级。
第四类(Grade4):
遇火轻微燃烧,或散发有限烟雾。
符合UL-900标准中的二级。
第五类(Grade5):
阻燃材料结构,无助燃物质,遇火仅产生少量烟雾或不产生烟雾。
用于洁净室顶送风或侧送风处的空气过滤。
第六类(Grade6):
用于无特殊防火要求和不十分重要的场所。
典型颗粒
洁净室
◎洁净度分级
1963年,美国洁净室标准FED-STD-209中,按每立方英尺中≥0.5mm粉尘数量的最高允许浓度,将洁净室分成若干等级,如100级、10,000级、100,000级。
世界上许多国家都加以效仿。
1999年,国际标准化组织ISO颁布了一项国际标准《ISO14644-1洁净室与受控洁净环境》第一部分:
空气洁净度分级。
标准中采用了新的分级。
2001年,中国新颁布的洁净室设计标准中采用了ISO分级。
ISO洁净度等级以及与传统分级的对应关系
ISO14644
分级
最高浓度极限(颗粒数/m3