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        圖文解析空氣過濾器挑選知識

        發布日期:2022-05-19  瀏覽次數:903
         
        空氣過濾常識

        1.空氣的組成

        其它氣體:

        氦、氖等惰性氣體

        水蒸氣

        - SO2、NOX、NH3、TVOC 等有害氣體雜質


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        大氣塵(氣溶膠):

        火山灰

        海鹽粒子

        灰塵

        沙土

        花粉

        細菌、病毒。

        空氣動力學直徑:0.01-100 μm;

        包括:纖維、固態粉塵、液滴、花粉等;又稱“總懸浮塵”(TotalSuspending Particles),評價室外大氣環境等級的指標之一。

        氣體運動方式:氣體以分子(氣體分子< 0.001 μm)狀態存在,它們做無規則的自由擴散運動 - 布朗運動。


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        哪些灰塵粒徑小于1μm?

        油煙、香煙煙霧、金屬塵粒、碳黑、病毒和某些細菌

        空氣中包括有害氣體和灰塵

        大氣塵粒徑范圍:0.01 - 100 μm

        總數99.9%的灰塵小于1μm

        大于1μm的灰塵重量占了總重量的70%

        灰塵粒徑不同,運動方式不同

        不同的地區和環境,灰塵濃度相差很大。

        2.空氣過濾

        灰塵過濾器

        吸附型過濾器(活性炭)

        3.灰塵過濾器

        過濾機理效應、過濾效率、阻力、使用壽命、容塵量

        過濾機理效應

        擴散效應、攔截效應、慣性效應、篩效應、靜電效應

        1)擴散效應

        小于1μm的灰塵粒子不隨氣流運動,而是因空氣分子的撞擊做無規則運動,稱為“布朗擴散運動”。如果撞在過濾器纖維上就被捕獲。粒子越小,擴散運動越劇烈,撞擊纖維的機會越多,過濾效果越好。

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        2)攔截效應

        小而輕的灰塵粒子隨氣流而運動,當繞過纖維時,離纖維表面太近的灰塵就會被攔截下來。

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        3)慣性效應

        較大的灰塵粒子在氣流中做慣性運動。當氣流繞過纖維時,慣性大的粒子來不及繞過而直接撞到纖維上。

        灰塵越大,慣性力越強,撞擊纖維的可能性越大,過濾效果越好。

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        4)篩效應

        灰塵直徑如果大于纖維之間的間隙,就會被攔住。

        一般來說,灰塵直徑遠小于纖維間隙,也就是說,篩效應很少發生。

        7.jpg


        8.jpg

        5)靜電效應


        靜電的影響

        9.jpg

        10.jpg

        兩種過濾器在城市大氣環境中的實際測試結果


        11.jpg

        采用帶有靜電的化纖濾料,可以提高初始效率。

        一般來說,濾料的靜電是在生產過程中自然產生的;但是,就目前可行的技術而言,還無法使濾料長期保持靜電,當在實際使用時,靜電會很快消失。只要采用纖維數量少、直徑粗的化纖濾料,您就無法得到與玻纖濾料過濾器同樣的長期的高效率。

        濾料 - 效率

        要使過濾器對小灰塵粒子效率高;

        穿過濾料的風速低 = 所用濾料面積大

        濾料中含有數量多的細纖維

        靜電 (只對新過濾器)

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        過濾器結構 - 阻力

        13.jpg


        灰塵過濾器

        幾種不同的過濾效應同時起作用。

        過濾器效率隨粒徑不同而變化,效率最低點的稱為MPPS(最易穿透粒徑),它隨濾料種類、過濾風速而變化。

        好的過濾器 - 纖維細、蓬松、濾料面積大。

        4.吸附型過濾器

        多種吸附材料:活性炭、活性氧化鋁、硅膠、沸石、“光觸媒”(納米級TiO2)...

        在空氣凈化行業,目前最常用的是活性炭。

        為什么使用活性炭過濾器?去除空氣中 的氣體污染物!

        室內氣體污染源、體臭(人、動物)、抽煙、建筑裝飾材料、室內辦公和生活設備、生產工藝過程

        室外空氣(汽車、燃燒、工業排放等)

        通風及空調設備

        什么是活性炭?

        用有機含碳材料炭化、活化而成。發達的孔隙結構,絕大部分孔徑< 500A。(1A。= 10-10m);比表面積很大,可達 1000-2000m2/g。

        14.jpg

        活性炭種類

        15.jpg

        活性炭由哪些材料制成?

        顆?;钚蕴?/span>:椰殼、煤、木炭、木材、骨頭;

        纖維活性炭:粘膠纖維、聚丙烯腈纖維、酚醛樹脂纖維、瀝青。

        兩種吸附方式:


        物理吸附:

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        化學吸附:

        18.jpg

        物理吸附的普遍性

        物理吸附幾乎可以吸附任何氣體。

        但對不同種類氣體,吸附效果不同。

        一般來說:

        分子量大的氣體易被吸附;

        沸點高的氣體易被吸附;

        非極性分子比極性分子易被吸附;

        有機氣體比無機氣體易被吸附。

        化學吸附的強選擇性

        有時對活性炭進行化學浸漬處理,以增加其對某種或某幾種氣體的吸附能力,這時發生的吸附稱為化學吸附。這種活性炭稱為浸漬活性炭。

        不經化學浸漬處理的活性炭稱為非浸漬活性炭。

        不同吸附方式的應用

        物理吸附(非浸漬炭)

        揮發性有機化合物(TVOC)

        溶劑性氣體

        異味

        化學吸附(浸漬炭)

        SO2、NOX、H2S等酸性腐蝕性氣體。

        NH3 等堿性氣體

        甲醛(福爾馬林)

        核放射性氣體

        活性炭怎樣吸附氣體?

        19.jpg

        動態吸附過程 -“吸附波”

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        哪些因素影響吸附性能?

        活性炭種類

        氣體濃度

        氣體種類

        活性炭量

        使用風量

        滯留時間 = 活性炭體積 / 使用風量

        溫度、壓力、濕度

        活性炭過濾器的選用

        影響活性炭過濾器吸附效果和使用壽命的主要因素有:污染物的種類和濃度、氣流在過濾材料中的滯留時間、空氣的溫度和濕度。

        實際選用時,要根據污染物種類、濃度和處理風量等條件,確定過濾器形式和活性炭種類。

        活性炭過濾器的上下游均應有好的除塵過濾器,其效率規格應不低于F7。上游過濾器防止灰塵堵塞活性炭材料;下游過濾器攔住活性炭本身的發塵。

        主要應用場合

        民用建筑(辦公樓、家庭、機場等)

        藥廠、醫院

        半導體、微電子

        實驗動物房

        工業排風等環保要求

        圖書館、博物館等存放珍貴物品的場所

        核電站

        防毒面具

        基本濃度單位和換算

        常用基本濃度單位(體積濃度 / 摩爾濃度)

        ppm: 百萬分之一? 10-6 ?cm3/m3

        ppb: 十億分之一 ? 10-9 ?mm3/m3

        ppt: 萬億分之一 ? 10-12

        1 ppm = 1000 ppb = 1000,000 ppt

        濃度換算ppm ? mg/m3

        1 ppm = 24.04 x(mg/m3) /M - 20°C 和 一 個大氣壓下

        1 ppb = 24.04 x (μg/m3) / M - M = 分子量

        1 ppt = 24.04 x (ng/m3) / M

        例如 NH3: 5 mg/m3 = 5 x 24.04 / 17 = 7.07 ppm

        (對一般空氣中的異味,常以甲苯為代表性氣體,M = 92)

        22.jpg

        活性炭孔徑一般分為三類:

        大孔:1000-1000000A

        過渡孔:20-1000A

        微孔:20A

        選擇設計化學過濾器應考慮的重要參數:

        氣流;

        污染物種類及其濃度;

        溫度和相對濕度;

        允許阻力;

        允許的安裝空間;

        期望過濾效率;

        期望使用壽命。

        5.過濾器阻力

        過濾器對氣流形成阻力。過濾器積灰,阻力增加,當阻力增大到某一規定值時,過濾器報廢。

        新過濾器的阻力稱“初阻力”;對應過濾器報廢時的阻力值稱“終阻力”。

        終阻力:終阻力的選擇直接關系到過濾器的使用壽命、系統風量變化范圍、系統能耗。

        大多數情況下,終阻力是初阻力的2~4倍。

        終阻力建議值

        效率規格

        建議終阻力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(亞高效)

        400~450

        高效與超高效

        400~600

        過濾器越臟,阻力增長越快。過高的終阻力值并不意味著過濾器的使用壽命會明顯延長,但它會使空調系統風量銳減。因此,沒有必要將終阻力值定得過高。

        低效率過濾器常使用直徑≥10mm的粗纖維濾料。由于纖維間空隙大,過大的阻力有可能將過濾器上的積灰吹散,此時,阻力不再增高,但過濾效率降為零。因此,要嚴格限制G4以下過濾器的終阻力值。

        每個過濾段都應安裝阻力監測裝置。終阻力要靠儀表來判定,不能僅憑操作者的感覺。

        6.容塵量

        容塵量是在特定試驗條件下,過濾器容納特定試驗粉塵的重量。這里的“特定”是指:

        a. 標準試驗風洞,以及相關試驗與測量設備;

        b. 比實際大氣粉塵顆粒大得多的標準“道路塵”;

        c. 委托方與試驗方商定、或標準規定的試驗方法與計算方法;

        d. 委托方與試驗方商定的終止試驗的條件。

        容塵量與過濾器實際容納粉塵的重量沒有直接對應關系,孤立的容塵量數據對用戶沒有任何意義。

        7.可吸入顆粒物

        空氣中的大顆粒粉塵被人的鼻腔阻攔,小顆粒粉塵可能隨氣流進入氣管和肺部,這些粉塵被氣管和肺部的“巨噬細胞”吞食并消化,巨噬細胞吃不凈的那些細菌和病毒還會被白血球消滅掉。

        人的鼻子的鼻毛、分泌物和黏膜可以將大多數大于10mm的粉塵過濾掉,只有小于10mm的顆粒物才會隨氣流進入氣管和肺部。因此,人們將“可吸入顆粒物”定義為“空氣中≤10mm的顆粒物”。

        空氣中的全部粉塵量為“總懸浮顆粒物”,去掉10mm以上的顆粒物,剩下的就是“可吸入顆粒物”,技術上標為TM10。我們經常聽到的“可吸入顆粒物”就是這個TM10。如果將5mm以上的顆粒物去掉,剩下的“可吸入顆粒物”為TM5。

        可吸入顆粒物與健康效應

        濃度mg/m3

        健康效應

        總懸浮顆粒物

        可吸入顆粒物

        >0.29

        >0.20

        免疫功能改變的閾濃度,居民呼吸道疾病患病率開始增加。

        0.21

        0.15

        居住區空氣日平均最高允許濃度。

        <0.16

        <0.11

        不引起小學生免疫功能改變的閾下濃度,不引起人群呼吸道患病率增加。


        空氣過濾器種類

        1.粗效過濾器

        尼龍網空氣過濾器;

        用途:空氣質量要求不高的通風空調系統,或周圍環境較惡劣,粉塵較高的場所作為初級預過濾。

        特點:阻力小、易清洗、易維護。

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        鋁網板式空氣過濾器

        用途:空氣質量要求不高的通風空調系統,或周圍環境較惡劣、粉塵、油脂較大的場所作為初級預過濾。

        特點:耐用、容易清洗。

        24.jpg

        2.初效過濾器

        初效空氣過濾器適用于空調系統的初級過濾,主要用于過濾5um以上塵埃粒子。初效過濾器有板式、折疊式、袋式三種樣式,外框材料有紙框、鋁框、鍍鋅板框,過濾材料有無紡布、尼龍網、活性碳濾材、金屬孔網等。

        用途:一般通風空氣處理設備中的過濾段或新風系統的初級過濾。

        特點:可自行更換濾料,紙框初效為一次性。

        3.中效過濾器

        中效過濾器廣泛適用于空調系統的中級過濾,主要用于過濾1-5um以上塵埃粒子,具有阻力小、風量大的優點。中效過濾器有袋式、框式和組合式、折疊式等。

        用途:通風系統的過濾。電子、制藥、機械儀表、冶金、石油、化工、輕工、食品等領域的一般空氣凈化。

        特點:效率高、容塵量大、占用空間小。

        4.袋式中效過濾器

        用途:中央空調集中通風系統,或作為高效過濾器的前置過濾器,它可以減輕高效過濾器的負擔,延長其使用壽命,也可用于工業領域的一般空氣凈化。

        特點:阻力小、容塵量大。


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        5.高效過濾器

        高效過濾器主要用于過濾0.3UM 以下的空氣懸浮顆粒,作為各種過濾系統的末端過濾。采用超細玻璃纖維濾紙、PP高效紙、以膠版紙、鋁箔板等材料折疊為分隔。密封膠密封。鍍鋅板、鋁合金型材、不銹鋼板為框。

        PP紙:新型過濾材料,產品耐酸堿、耐腐蝕、熔點高、性能穩定、無毒、無味、分布均勻,具有低阻、高效、高強度、環保特點。

        用途:潔凈空調系統,高潔凈度環境。

        按GB/T6165-1985《高效空氣過濾器性能試驗方法透過率和阻力》規定的方法檢驗,其透過率≤0.1%(即效率≥99.9%)或對粒徑≥0.1μm微粒的計數透過率≤0.001%(即效率≥99.999%)的過濾器為高效空氣過濾器。

        特點:效率高,阻力小。

        6.亞高效過濾器

        用途:各類潔凈工程以及有特殊要求的中央空調和工藝性送風系統的未端過濾或潔凈室的過濾。

        特點:容塵量大,過濾效率高,阻力低。

        V-BED高效濾網

        v-bed 型的中、高效過濾器,這款產品是專為在低阻力下達到大風量需求設計開發的。Lv 的高效率系列可以在 250Pa 初期阻力的情況下風速達到 2.5m /s (即 500fpm) Lv 系列的過濾器的濾料選用的是進口的超細玻璃纖維,濾料經無隔板技術折疊成型后放在 V 型的框架內。

        特點:使用壽命長,過濾效果較容易達到,風阻低。


        32.png

        過濾效率對照表


        26.jpg

        中國標準

        歐洲標準
        EN779-1993

        美國DOP
        0.3um效率/%

        ASHRA標準
        計重法效率
        /%

        ASHRAE標準
        比色法效率
        /%

        粗效過濾器

        G1


        < 65


        初效過濾器

        G2


        65-80


        初效過濾器

        G3


        80-90


        中效過濾器

        G4


        >=90


        中效過濾器

        F5



        40-60

        中效過濾器

        F6

        20-25


        60-80

        中效過濾器

        F7

        55-60


        80-90

        中效過濾器

        F8

        65-70


        90-95

        中效過濾器

        F9

        75-80


        >=95

        亞高效過濾器

        H10

        > 85



        亞高效過濾器

        H11

        > 98



        亞高效過濾器

        H12

        > 99.9



        高效過濾器

        H13

        > 99.97



        高效過濾器

        H14

        > 99.997



        超高效過濾器

        U15

        > 99.9997



        超高效過濾器

        U16

        > 99.99997



        超高效過濾器

        U17

        > 99.999997



        了解過濾效率檢測方法

        計重法;

        比色法;

        粒徑計數法;

        納焰法;

        DOP法;

        油霧法;

        大氣塵徑限數法。

        計重法;

        測量過濾前后測量空氣含塵的重量,再計算效率.用于粗效過濾器,例G3,G4一般為80%--90%

        比色法;

        用濾紙測量過濾前后濾紙上積塵的透光率(光通量),轉化為電量再計算效率.用于中,高,亞高效過濾器,例F5一般為40%--60%

        粒徑計數法;

        激光粒子計數器,測量過濾前后空氣中的微粒的數量和粒徑,用于高效過濾器,例H10一般為95%--99.9%


        空氣過濾器選型

        一、合理確定過濾器:

        根據凈化級別選型;

        最末一級過濾器決定空氣潔凈程度,上游的各級過濾器只是保護作用.

        應當妥善匹配各級過濾器的效率,前后兩級效率規格差別不可過大也不可過小

        合理考慮使用環境,備件費用,運行能耗,維護費用,綜合考慮選型

        供應商:初、中效過濾器、亞高效過濾器,包括板式、袋式過濾器,過濾效率設備廠生產的產品

        問題 : 前后兩級效率規格差別為什么不可過大也不可過小

        答案 :級與級之間的過濾器效率選擇既不要相隔太近(太近過濾效率重復),也不要相隔太遠(太遠過濾效率相差太以致后一級的過濾器很容易被前一級的過濾器沒有過濾的大微粒弄臟,使使用壽命嚴重下降)建議級與級之間間隔一般為2-3級。

        二、根據凈化級別選型


        27.jpg

        三、過濾段段長的分布

        1初效過濾段內置空間為1模

        2中高效過濾段內置空間為5模

        3安裝高中、亞高效過濾器F7、F8、F9、H10 時,由于密封性要求較高,過濾器不能從側面進行拆檢,所以在過濾段之前至少有6 模的空段,用于拆檢過濾器

        混合過濾段是將平板式初效過濾器置于混合段內,布置在混合段的出風一側,不增加機組的長度。此種布置的混合過濾段段長不得低于7模

        問題 各個過濾器框架的厚度

        答案:板式過濾器框架厚度:71mm,袋式過濾器框架厚度:71mm.板式+袋式框架厚度:95mm。

        四、潔凈度100級、10000級及100000級的空氣凈化處理,應采用初、中、高效過濾器三級過濾。對于300000級空氣凈化處理,可采用亞高效過濾器代替高效過濾器。

        五、空氣過濾器的選用、布置方式應符合下列要求:

        ⑴ 中效空氣過濾器宜集中設置在凈化空氣調節的正壓段;

        ⑵ 高效或亞高效空氣過濾器宜設置在凈化空氣調節系統的末端;

        ⑶ 中效、高效空氣過濾器宜按小于或等于額定風量選用。

        六、對面積較大、空氣潔凈度較高、位置集中及消聲、振動控制要求嚴格的潔凈室(區)宜采用集中式凈化空調系統。反之,則可采用分散式凈化空調系統。

        七、下列情況的空氣凈化系統宜分開設置:

        ⑴ 單向流潔凈室與非單向流潔凈室(區)

        ⑵ 高效空氣凈化系統與中效空氣凈化系統;

        ⑶ 運行班次或使用時間不同的潔凈室(區)。

        八、下列生產的空氣凈化系統應獨立設置,其排風口與其他藥品空氣凈化系統的進風口之間應相隔一定的距離。

        ⑴ 青霉素等強致敏性藥品;

        ⑵ β-內酰胺結構類藥品;

        ⑶ 避孕藥品;

        ⑷ 激素類藥品;

        ⑸ 抗腫瘤類藥品;

        ⑹ 強毒微生物及芽胞菌制品;

        ⑺ 放射性藥品;

        ⑻ 有菌(毒)操作區。

        九、下列情況的空氣凈化系統的空氣,如經處理仍不能避免交叉污染時,則不應循環使用。

        ⑴ 固體物料的粉碎、稱量、配料、混合、制料、壓片、包衣、灌裝等工序;

        ⑵ 固體口服液制劑的顆料、成品干燥設備所使用的凈化空氣;

        ⑶ 用有機溶媒精制的原料藥精制、干燥工序;

        ⑷ 病原體操作區;

        ⑸ 放射性藥品生產區;

        ⑹ 工藝過程中產生大量有害物質、揮發性氣體的生產工序。


        潔凈空氣解決方案

        1.汽車噴涂線

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        2.制藥、食品-單向流潔凈室、非單向流潔凈室


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        3.醫院-非單向流潔凈室稀釋、單向流潔凈室活塞

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        4.民用

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