淺談空氣過(guò)濾器

【摘要】本文闡述了空氣過(guò)濾器的發(fā)展及應(yīng)用、選購(gòu)及更換周期等內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】空氣 過(guò)濾器

空氣過(guò)濾器的原型是人們?yōu)楸Ｗo(hù)呼吸而使用的呼吸保護(hù)器具。據(jù)記載, 早在一世紀(jì)的羅馬, 人們?cè)谔峒兯y的時(shí)候就用粗麻制成的面具進(jìn)行保護(hù)。在此之后的漫長(zhǎng)時(shí)間里, 空氣過(guò)濾器也取得了進(jìn)展, 但其主要是作為呼吸保護(hù)器具用于一些危險(xiǎn)的行業(yè), 如有害化學(xué)品的生產(chǎn)。

1827 年布朗發(fā)現(xiàn)了微小粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,人們對(duì)空氣過(guò)濾的機(jī)理有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。 

空氣過(guò)濾器的迅速發(fā)展是與軍事工業(yè)和電子工業(yè)的發(fā)展緊密相關(guān)的。在第一次世界大戰(zhàn)期間, 由于各種化學(xué)毒劑的使用, 以石棉纖維過(guò)濾紙作為濾煙層的軍用防毒面具應(yīng)運(yùn)而生。玻璃纖維過(guò)濾介質(zhì)用于空氣過(guò)濾于1940 年10 月在美國(guó)取得專利。

50 年代，美國(guó)對(duì)玻璃纖維過(guò)濾紙的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了深入的研究, 使空氣過(guò)濾器得到了改善和發(fā)展。60 年代，HEPA 過(guò)濾器問(wèn)世。

70 年代， 采用微細(xì)玻璃纖維過(guò)濾紙作為過(guò)濾介質(zhì)的HEPA 過(guò)濾器,，對(duì)013 微米粒徑的粒子過(guò)濾效率高達(dá)99.9998%。

八十年代以來(lái)，隨著新的測(cè)試方法的出現(xiàn)、使用評(píng)價(jià)的提高及對(duì)過(guò)濾性能要求的提高, 發(fā)現(xiàn)HEPA 過(guò)濾器存在著嚴(yán)重的問(wèn)題, 于是又產(chǎn)生了性能更高的UL PA 過(guò)濾器。

目前，各國(guó)仍在努力研究, 估計(jì)不久就會(huì)出現(xiàn)更先進(jìn)的空氣過(guò)濾器。過(guò)濾器本身的設(shè)計(jì)也取得了顯著進(jìn)展, 其中最重要的是分隔板的去除，即無(wú)隔板過(guò)濾器的發(fā)展。無(wú)隔板過(guò)濾器不僅消除了分隔板損壞過(guò)濾介質(zhì)的危險(xiǎn)，而且有效地增加了過(guò)濾面積，提高了過(guò)濾效率，并降低了氣流阻力， 從而減少了能量消耗。此外, 空氣過(guò)濾器在耐高溫、耐腐蝕以及防水、防菌等方面也取很大的進(jìn)展,滿足了一些特殊的需求。

隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重和人們環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng)，空氣質(zhì)量已成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)?，F(xiàn)在人們認(rèn)識(shí)到空氣過(guò)濾系統(tǒng)不僅要保護(hù)機(jī)械設(shè)備, 還要保護(hù)人。因此, 空氣過(guò)濾的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。 

空氣過(guò)濾的應(yīng)用：住宅樓；商業(yè)；工業(yè)建筑；潔凈室；復(fù)印設(shè)備；室內(nèi)空氣凈化器；麻醉氣體過(guò)濾設(shè)備；激光外科手術(shù)應(yīng)用；HVAC 系統(tǒng)(供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)) ；恒溫室；計(jì)算機(jī)打印機(jī)； 工作室空氣過(guò)濾系統(tǒng)；空調(diào)器等。

不同工廠對(duì)空氣質(zhì)量的要求差別很大。裝有排煙罩和污染控制設(shè)備的工廠需要補(bǔ)充大量的空氣, 如果這些工廠所在地區(qū)環(huán)境空氣受到污染, 那么在將補(bǔ)充的空氣分布到工作場(chǎng)所之前必須先進(jìn)行過(guò)濾。在半導(dǎo)體生產(chǎn)和制藥工業(yè)中, 對(duì)空氣的潔凈度要求較高。典型的工作環(huán)境中, 每立方英尺空氣中含有500000 個(gè)粒子, 而半導(dǎo)體生產(chǎn)的最新要求是每立方英尺空氣中只有1 個(gè)粒子。因此, 工作間需要用經(jīng)過(guò)HEPA 過(guò)濾器過(guò)濾的潔凈空氣不斷地循環(huán)清洗。為保持HEPA 過(guò)濾器的潔凈和壽命, 還需要幾段效率較低的預(yù)濾器聯(lián)合使用。 工業(yè)用潔凈室要求連續(xù)有效地去除粒徑更小的粒子。HEPA 過(guò)濾器一度是效率最高的過(guò)濾器, 現(xiàn)在UL PA 過(guò)濾器則是效率最高的過(guò)濾器, 以后更高效率的新一代過(guò)濾器也將得以開發(fā)應(yīng)用。微細(xì)玻璃纖維過(guò)濾介質(zhì)是過(guò)濾器介質(zhì)的主要選擇, 但膜和靜電增強(qiáng)介質(zhì)已向該領(lǐng)域滲透, 并獲得部分應(yīng)用。 

對(duì)于工廠排放的廢氣, 要求最嚴(yán)格的是毒性。某些重金屬如汞、砷、鉻、鈹?shù)榷拘院艽?/span>, 其排放限制非常嚴(yán)格。在空氣毒性方面, 美國(guó)和德國(guó)已經(jīng)通過(guò)了新的更嚴(yán)格的立法。執(zhí)行新的立法后, 空氣毒性的限制由原來(lái)的20 m g/m 3 (標(biāo)準(zhǔn)) 降低到010004 m g/m 3 (標(biāo)準(zhǔn))。為達(dá)到這一目標(biāo), 工廠需要更先進(jìn)的過(guò)濾器以除去亞微粒子。一些德國(guó)公司使用傳統(tǒng)的折疊式微細(xì)玻璃纖維HEPA 過(guò)濾器用于過(guò)濾系統(tǒng), 同脈沖空氣潔凈機(jī)理相互配合, 并使過(guò)濾介質(zhì)的波紋更密。一家美國(guó)公司則通過(guò)設(shè)計(jì)管式微細(xì)玻璃纖維HEPA 過(guò)濾器又向前進(jìn)了一步。

空氣過(guò)濾器一般只能除去固體的、液體的微粒(滴)，而水蒸氣和油蒸氣卻可以毫無(wú)阻擋地通過(guò)過(guò)濾材料彎彎曲曲的通徑。所以，機(jī)械式過(guò)濾器無(wú)法將其濾除(活性碳過(guò)濾器除外)。要從根本上去除水蒸氣和油蒸氣，只有用干燥機(jī)降低空氣的露點(diǎn)溫度。壓縮空氣中所含油和水的溫度，影響著過(guò)濾器效率。如：當(dāng)溫度為30℃時(shí)，流經(jīng)過(guò)濾器的油含量為20℃時(shí)的5倍；當(dāng)溫度上升為40℃時(shí)，流經(jīng)過(guò)濾器的油含量為20℃時(shí)的10倍。所以過(guò)濾器一般要安裝在壓縮空氣系統(tǒng)的溫度最低點(diǎn)?？諝膺^(guò)濾器安裝應(yīng)注意：工作壓力不能超過(guò)過(guò)濾器所標(biāo)明的最大壓力。過(guò)濾器一般要安裝在后冷卻器和儲(chǔ)氣罐之后，盡量靠近使用點(diǎn)和溫度最低點(diǎn)。過(guò)濾器不應(yīng)安裝在快速開啟閥之后，并防止回流和沖擊現(xiàn)象。過(guò)濾器應(yīng)垂直安裝，并在下方留有足夠空間更換濾芯。較大過(guò)濾器在管線中應(yīng)有適當(dāng)支撐。

空氣過(guò)濾器要搭配選購(gòu)一般人的誤區(qū)是，認(rèn)為根據(jù)所需要的空氣質(zhì)量選擇對(duì)應(yīng)處理精度的單支過(guò)濾器就能達(dá)到要求，并且節(jié)約開支。其實(shí)不然，所需要的空氣質(zhì)量雖然由所選的單支過(guò)濾器的處理精度決定，但沒(méi)有前置低一級(jí)過(guò)濾器的預(yù)處理保護(hù)，高精密濾芯很快就會(huì)因負(fù)載過(guò)大而堵塞，加快了濾芯的更換頻率，從而會(huì)變相地增加生產(chǎn)成本。

空氣過(guò)濾器的選購(gòu)件一般包括：內(nèi)部自動(dòng)排水器、外接自動(dòng)排水器、壓差表、壓差計(jì)、電子壓差指示器和液位指示器?？諝膺^(guò)濾器選購(gòu)件中內(nèi)部自動(dòng)排水器和外接自動(dòng)排水器用于將濾芯過(guò)濾出的油、水與塵的混合物自動(dòng)排出過(guò)濾器，減少人為因素影響系統(tǒng)的過(guò)濾效率。壓差表、壓差計(jì)、電子壓差指示器用于指導(dǎo)更換濾芯的時(shí)間。液位指示器用于指示過(guò)濾器內(nèi)部油、水、塵等的混合污染物的多少(可監(jiān)測(cè)內(nèi)部自動(dòng)排水器的工作狀況和指導(dǎo)人工手動(dòng)排污)。

濾芯的更換周期由它的壓力降決定，一般來(lái)說(shuō)壓力降超過(guò)了0．68kgf/cm2，過(guò)濾器壓差計(jì)指針指向紅色區(qū)域，或工作滿6000—8000小時(shí)(一年)即要更換。活性碳濾芯則在下游測(cè)到氣味時(shí)更換。因?yàn)闉V芯持續(xù)被污染后，將導(dǎo)致氣體的流量在系統(tǒng)中變小而壓降變高，同時(shí)，能源電力上消耗也因此上升.結(jié)果導(dǎo)致操作和生產(chǎn)的成本提高，并增加環(huán)境的負(fù)擔(dān)。更換濾芯的注意事項(xiàng)：隔離過(guò)濾器，關(guān)閉進(jìn)氣閥或壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)，完全卸壓后再關(guān)閉出氣閥(或關(guān)閉有關(guān)閥后通過(guò)過(guò)濾器排水孔完全卸壓)。擰掉殼體，取下舊濾芯。清洗過(guò)濾器殼體。換上新濾芯(不要遺漏密封圈，濾芯應(yīng)裝緊裝正)。