過濾概述
過濾材料
既(ji)有(you)效(xiao)地(di)攔(lan)截(jie)塵(chen)埃(ai)粒(li)子(zi),又(you)不(bu)對(dui)氣(qi)流(liu)形(xing)成(cheng)過(guo)大(da)的(de)阻(zu)力(li)。雜(za)亂(luan)交(jiao)織(zhi)的(de)纖(xian)維(wei)形(xing)成(cheng)對(dui)粒(li)子(zi)的(de)無(wu)數(shu)道(dao)屏(ping)障(zhang),纖(xian)維(wei)間(jian)寬(kuan)闊(kuo)的(de)空(kong)間(jian)允(yun)許(xu)氣(qi)流(liu)順(shun)利(li)通(tong)過(guo)。
效率
CHF過濾器捕集粉塵的量與未過濾空氣中的粉塵量之比為“過濾效率”。小於0.1µm(微米)的粒子主要作擴散運動,粒子越小,效率越高;大於0.5µmm的粒子主要作慣性運動,粒子越大,效率越高。
阻力
纖維使氣流繞行,產生微小阻力。無數纖維的阻力之和就是過濾器的阻力。
過濾器阻力隨氣流量增加而提高,通過增大過濾材料麵積,可以降低穿過濾料的相對風速,減小過濾器阻力。
動態性能
beibuzhuodefenchenduiqiliuchanshengfujiazuli,yushi,shiyongzhongguolvqidezulizhujianzengjia。beibuzhuodaodefenchenxingchengxindezhangaiwu,yushi,guolvxiaolvlveyougaishan。
被捕捉的粉塵大都聚集在過濾材料的迎風麵上。濾料麵積越大,能容納的粉塵越多,過濾器壽命越長。
使用壽命
濾lv料liao上shang積ji塵chen越yue多duo,阻zu力li越yue大da。當dang阻zu力li大da到dao設she計ji所suo不bu允yun許xu的de程cheng度du時shi,過guo濾lv器qi的de壽shou命ming就jiu結jie束shu。有you時shi,過guo大da的de阻zu力li會hui使shi過guo濾lv器qi上shang已yi捕bu捉zhuo到dao的de灰hui塵chen飛fei散san,出chu現xian這zhe種zhong二er次ci汙wu染ran時shi,過guo濾lv器qi也ye該gai報bao廢fei。
靜電
若過濾材料帶靜電或粉塵帶靜電,過濾效果可以明顯改善。因靜電使粉塵改變運動軌跡並撞向障礙物,靜電力參與粘住的工作。
過濾效率
在決定過濾效率的因素中,粉塵“量”的含義多種多樣,由此計算和測量出來的過濾器效率數值也就不同。實用中,有粉塵的總重量、粉塵的顆粒數量;有時是針對某一典型粒徑粉塵的量,有時是所有粉塵的量;還有用特定方法間接地反映濃度的通光量(比色法)、熒光量(熒光法);有某種狀態的瞬時量,也有發塵全過程變化效率值的加權平均量。
對同一隻過濾器采用不同的方法進行測試,測得的效率值就會不一樣。離開測試方法,過濾效率就無從談起。
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係到過濾器的使用壽命、係統風量變化範圍、係統能耗。
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(guo)濾(lv)器(qi)越(yue)髒(zang),阻(zu)力(li)增(zeng)長(chang)越(yue)快(kuai)。過(guo)高(gao)的(de)終(zhong)阻(zu)力(li)值(zhi)並(bing)不(bu)意(yi)味(wei)著(zhe)過(guo)濾(lv)器(qi)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)會(hui)明(ming)顯(xian)延(yan)長(chang),但(dan)它(ta)會(hui)使(shi)空(kong)調(tiao)係(xi)統(tong)風(feng)量(liang)銳(rui)減(jian)。因(yin)此(ci),沒(mei)有(you)必(bi)要(yao)將(jiang)終(zhong)阻(zu)力(li)值(zhi)定(ding)得(de)過(guo)高(gao)。
低效率過濾器常使用直徑≥10µm的de粗cu纖xian維wei濾lv料liao。由you於yu纖xian維wei間jian空kong隙xi大da,過guo大da的de阻zu力li有you可ke能neng將jiang過guo濾lv器qi上shang的de積ji灰hui吹chui散san,此ci時shi,阻zu力li不bu再zai增zeng高gao,但dan過guo濾lv效xiao率lv降jiang為wei零ling。因yin此ci,要yao嚴yan格ge限xian製zhiG4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。
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。這裏的“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係,孤立的容塵量數據對用戶沒有任何意義。
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”吞食並消化,巨噬細胞吃不淨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於10µm的粉塵過濾掉,隻有小於10µm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≤10µm的顆粒物”。
空氣中的全部粉塵量為“總懸浮顆粒物”,去掉10µm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5µm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。 |
化學過濾器
CHF化學過濾器清除空氣中的氣體汙染物。在通風和空調領域,CHF化學過濾器使用活性炭作為主要過濾材料。化學過濾器典型應用場所有:芯片廠、核工業、飛機場、環保、博物館等,有些家電中也使用了化學過濾材料。
化學過濾原理
CHF化學過濾器有選擇性地吸附有害氣體分子,而不是像普通過濾器那樣機械地清除雜質。
活性炭材料中有大量肉眼看不見的微孔,其中絕大部分微孔的孔徑在5Á~500Á之間,單位材料中微孔的總內表麵積可高達700~2300m2/g,也就是說,在一個米粒大小的活性炭顆粒中,微孔的內表麵積相當於一個大客廳內牆麵的大小。
沒有明顯化學反應的吸附稱為物理吸附,這種吸附主要靠的是範德瓦爾斯力。空氣中沸點高(常溫或更高)的(de)遊(you)離(li)分(fen)子(zi)接(jie)觸(chu)活(huo)性(xing)炭(tan)後(hou),有(you)些(xie)在(zai)微(wei)孔(kong)中(zhong)凝(ning)聚(ju)成(cheng)液(ye)體(ti)並(bing)因(yin)毛(mao)細(xi)管(guan)原(yuan)理(li)呆(dai)在(zai)那(na),有(you)些(xie)填(tian)滿(man)與(yu)分(fen)子(zi)尺(chi)寸(cun)相(xiang)當(dang)的(de)微(wei)孔(kong)而(er)與(yu)材(cai)料(liao)成(cheng)為(wei)一(yi)體(ti)。大(da)氣(qi)中(zhong)的(de)氮(dan)氣(qi)、氧氣、二氧化碳、氫氣、氬(ya)氣(qi)等(deng)主(zhu)要(yao)成(cheng)分(fen)的(de)沸(fei)點(dian)都(dou)很(hen)低(di),活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)不(bu)了(le)它(ta)們(men)。普(pu)通(tong)活(huo)性(xing)炭(tan)是(shi)疏(shu)水(shui)性(xing)材(cai)料(liao),所(suo)以(yi)對(dui)水(shui)蒸(zheng)汽(qi)的(de)吸(xi)附(fu)能(neng)力(li)也(ye)有(you)限(xian)。此(ci)外(wai),活(huo)性(xing)炭(tan)還(hai)能(neng)吸(xi)附(fu)某(mou)些(xie)空(kong)氣(qi)微(wei)生(sheng)物(wu)並(bing)殺(sha)死(si)它(ta)們(men)。
經jing化hua學xue處chu理li而er使shi材cai料liao與yu有you害hai氣qi體ti產chan生sheng化hua學xue反fan應ying的de吸xi附fu稱cheng化hua學xue吸xi附fu。活huo性xing炭tan靠kao範fan德de瓦wa爾er斯si力li抓zhua到dao氣qi體ti分fen子zi,材cai料liao上shang的de化hua學xue成cheng分fen與yu汙wu染ran物wu起qi反fan應ying,生sheng成cheng固gu體ti成cheng分fen或huo無wu害hai的de氣qi體ti。進jin行xing化hua學xue處chu理li的de主zhu要yao方fang法fa是shi在zai活huo性xing炭tan中zhong均jun勻yun地di摻chan入ru特te定ding的de試shi劑ji,所suo以yi經jing化hua學xue處chu理li的de活huo性xing炭tan也ye稱cheng“浸漬炭”。
使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong),吸(xi)附(fu)能(neng)力(li)會(hui)不(bu)斷(duan)減(jian)弱(ruo),當(dang)減(jian)弱(ruo)到(dao)某(mou)一(yi)程(cheng)度(du),過(guo)濾(lv)器(qi)報(bao)廢(fei)。如(ru)果(guo)僅(jin)為(wei)物(wu)理(li)吸(xi)附(fu),用(yong)加(jia)熱(re)或(huo)水(shui)蒸(zheng)汽(qi)熏(xun)蒸(zheng)的(de)辦(ban)法(fa)可(ke)使(shi)有(you)害(hai)氣(qi)體(ti)脫(tuo)離(li)活(huo)性(xing)炭(tan),使(shi)活(huo)性(xing)炭(tan)再(zai)生(sheng)。
活性炭材料
活性炭材料分顆粒炭、纖維炭、粉炭。
纖維活性炭由含碳有機纖維製成。它的孔徑小(<50Á)、吸附容量大、吸附快、再生快。常用的纖維基材有酚醛、植物纖維、聚丙烯腈、瀝青。
吸附性能
吸附容量。單位活性炭所能吸附汙染物的最大量稱吸附容量。不同材料的吸附容量會不同;同一材料對不同氣體的吸附容量會不同;溫度、背景濃度改變,吸附容量也會變化。
滯(zhi)留(liu)時(shi)間(jian)。空(kong)氣(qi)在(zai)活(huo)性(xing)炭(tan)層(ceng)中(zhong)逗(dou)留(liu)的(de)時(shi)間(jian)稱(cheng)滯(zhi)留(liu)時(shi)間(jian)。滯(zhi)留(liu)時(shi)間(jian)越(yue)長(chang),吸(xi)附(fu)越(yue)充(chong)分(fen)。為(wei)保(bao)持(chi)足(zu)夠(gou)的(de)滯(zhi)留(liu)時(shi)間(jian),炭(tan)層(ceng)要(yao)足(zu)夠(gou)厚(hou),過(guo)濾(lv)風(feng)速(su)要(yao)盡(jin)可(ke)能(neng)低(di)。
使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。新(xin)的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)效(xiao)率(lv)高(gao),使(shi)用(yong)中(zhong)效(xiao)率(lv)不(bu)斷(duan)衰(shuai)減(jian),當(dang)過(guo)濾(lv)器(qi)下(xia)遊(you)有(you)害(hai)氣(qi)體(ti)接(jie)近(jin)允(yun)許(xu)的(de)濃(nong)度(du)極(ji)限(xian)時(shi),過(guo)濾(lv)器(qi)報(bao)廢(fei)。報(bao)廢(fei)前(qian)的(de)使(shi)用(yong)時(shi)間(jian)就(jiu)是(shi)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming),也(ye)稱(cheng)有(you)效(xiao)防(fang)護(hu)時(shi)間(jian)。
選擇性。一般說來,在物理吸附中易被吸附的有:分子量大的氣體、沸點高的氣體、揮發性有機氣體。若活性炭經化學浸漬,還可以清除平時難以對付的氣體,或突出對某類氣體的吸附能力。
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:汙染物的種類和濃度、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,要根據汙染物種類、濃度和處理風量等條件,確定過濾器形式和活性炭種類。
CHF活性炭過濾器的上下遊均應有好的除塵過濾器,其效率規格應不低於F7。上遊過濾器防止灰塵堵塞活性炭材料;下遊過濾器攔住活性炭本身的發塵。
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