第六章空气的净化处理

第六章空气的净化处理第一页，共六十四页，2022年，8月28日第一节室内空气的净化标准一、空气的含尘浓度表示法空气的含尘浓度是指单位体积空气中所含的灰尘量，有三种表示法：1.质量浓度—单位体积中含有的灰尘质量（kg/m3）;2.计数浓度—单位体积空气中含有的灰尘颗粒数（粒/m3或粒/L);3.粒径颗粒浓度—单位体积空气中所含的某一粒径范围内的灰尘颗粒数(粒/m3或粒/L).第二页，共六十四页，2022年，8月28日二、室内空气的净化标准室内空气的净化标准是以含尘浓度来划分的。（一）一般净化，对室内含尘浓度无具体要求，只要对空气进行一般净化处理。（二）中等净化，对室内空气含尘浓度有一定的要求，通常提出质量浓度指标。（三）超净净化，对室内空气含尘浓度提出严格要求，以粒径颗粒浓度作为浓度指标。第三页，共六十四页，2022年，8月28日

表6—1空气洁净度等级等级100级1000级10000级100000级每立方米（每升）空气中≥0.5um的尘粒数每立方米（每升）空气中≥5um的尘粒数≤250（0.25）≤2500（2.5）≤25000（25）≤35×100（3.5）≤35×1000（35）≤35×10000（350）≤35×100000（3500）第四页，共六十四页，2022年，8月28日

表6-2每立方英尺中大于等于下列粒径的粒子数第五页，共六十四页，2022年，8月28日第二节大气尘的尘粒特性大气层固体微粒液态微粒粒尘烟尘……雾……含尘浓度：大气中粒径小于10um的悬浮微粒的浓度。定义第六页，共六十四页，2022年，8月28日一、大气尘的浓度表6-3大气尘质量浓度表6-4大气尘计数浓度第七页，共六十四页，2022年，8月28日二、大气尘的粒径分布大气尘的粒径分布规律，在各地是基本相同的，在双对数坐标系统中具有直线性。表6—5是实测的大气尘粒分布。表6-5实测的大气尘粒分布第八页，共六十四页，2022年，8月28日即：式中Nd1—粒径≥d1um的微粒总数；Nd2—粒径≥d2um的微粒总数；第九页，共六十四页，2022年，8月28日第三节空气过滤器一、空气过滤器的滤尘机理空气过滤器粘性填料过滤器干式纤维过滤器静电过滤器第十页，共六十四页，2022年，8月28日（一）粘性填料(滤料)过滤器1、结构：填料：金属网格、玻璃丝(直径约为20um)、金属丝等。结构：在填料上浸涂粘性油。它由十几层浸油的波形金属网格叠配而成，按空气流动方向的层次，网格孔径逐渐缩小。2、过滤机理：尘粒的惯性和粘住效应。当含尘空气流经填料时，沿填料的空隙通道进行多次曲折运动，尘粒在惯性力作用下，偏离气流方向，并碰到粘性油上被粘住，即被捕获。第十一页，共六十四页，2022年，8月28日（二）干式纤维过滤器1、结构：填料：玻璃纤维、合成纤维、石棉纤维以及由这些纤维制成的滤纸或滤布。结构：由细微的纤维紧密错综排列，形成一个具有无数网眼的稠密的过滤层。2、过滤机理（1）拦截（接触阻留)（2）惯性(或称撞击)（3）扩散（4）重力（5）静电第十二页，共六十四页，2022年，8月28日纤维过滤器的滤尘机理第十三页，共六十四页，2022年，8月28日（三）静电过滤器空调净化工程中使用的静电过滤器，通常采用二区式电场结构：第一区为电离区(使尘粒荷电)；第二区为集尘区(使尘粒沉积)。静电过滤器的集尘原理如下图所示：第十四页，共六十四页，2022年，8月28日图6-3静电过滤器的净化过程原理图第十五页，共六十四页，2022年，8月28日二、空气过滤器的主要性能指标空气过滤器的主要性能指标效率阻力容尘量过滤器面速和滤速第十六页，共六十四页，2022年，8月28日过滤效率：在额定风量下，过滤器捕获的灰尘量与过滤器前进入过滤器的灰尘量之比的百分数，即过滤器前后空气含尘浓度之差与过滤器前后空气含尘浓度之比的百分数。定义定义式式中V为通过过滤器的风量；C1、C2分别为过滤器前、后的空气含尘浓度。第十七页，共六十四页，2022年，8月28日当空气含尘浓度分别以质量浓度、计数浓度和粒径颗粒浓度表示时，则所得的效率相应为质量效率、计数效率和粒径分组计数效率。计数效率与各粒径分组计数效率的关系为：式中η1，η2…ηn为各粒径分组计数效率，以小数表示；n1,n2…nn为各粒径组尘粒数占总尘粒数的比例，以小数表示。第十八页，共六十四页，2022年，8月28日过滤器串联时：C1C3C2第一道过滤第二道过滤η1η2N个过滤器串联时：第十九页，共六十四页，2022年，8月28日（二）过滤器阻力过滤器的阻力包括滤料阻力和结构阻力式中ΔH为过滤器阻力（即压力降），Pa；u为过滤器面风速，m/s.A项表示滤料的阻力，B项反映纤维层结构特性阻力。A、B均为实验系数，n为实验指数。第二十页，共六十四页，2022年，8月28日过滤器容尘量：当过滤器的阻力达到终阻力，过滤器所容纳的尘粒质量。定义过滤器面速：过滤器迎风断面通过气流的速度。过滤器滤速：滤料面积上气流通过的速度。定义定义第二十一页，共六十四页，2022年，8月28日面速是指过滤器迎风断面通过气流的速度u，一般以m/s表示，即：式中Q为风量，F为过滤器断面积（即迎风面积）.第二十二页，共六十四页，2022年，8月28日滤速是指滤料面积上气流通过的速度v，一般以cm/s或L/(cm2.min)表示，即：式中，f为滤料净面积（即出去粘结等占去的面积）。第二十三页，共六十四页，2022年，8月28日三、空气过滤器的分类和效率检测空气过滤器粗效（又称初效）过滤器中效过滤器亚高效过滤器0.3um级高效过滤器0.1um级高效过滤器第二十四页，共六十四页，2022年，8月28日常用的效率检测方法质量法尘源为大气尘或人工尘比色法尘源为大气尘或人工尘钠焰法尘缘为氯化钠固体尘油雾法尘缘为透平油液态雾粒子计数器计数法尘源为大气尘或人工尘0.1um级高效过滤器的效率检测第二十五页，共六十四页，2022年，8月28日0.1um级高效过滤器激光粒子计数器计数法电子显微镜法凝结核计数器法静电式气溶胶粒分析器法第二十六页，共六十四页，2022年，8月28日四、空调工程常用过滤器（一）粗效过滤器材料：易于清洗和更换的粗、中孔泡沫塑料或其它滤料过滤对象：新风过滤，尘粒>10μm阻力：≤30Pa计数效率(对于0.3μm的粉尘):<20%第二十七页，共六十四页，2022年，8月28日尼龙网空气过滤器金属孔网过滤器第二十八页，共六十四页，2022年，8月28日第二十九页，共六十四页，2022年，8月28日1）块状过滤器（即平板状）:金属网格浸油过滤器、干式玻璃纤维填充式过滤器第三十页，共六十四页，2022年，8月28日2）YP型抽屉式泡沫过滤器过滤效率和额定风量比板式高第三十一页，共六十四页，2022年，8月28日3）M1型袋式泡沫塑料过滤器：

过滤效率和额定风量比板式高

第三十二页，共六十四页，2022年，8月28日4）自动卷绕式空气过滤器采用合成纤维制成的毡状滤料，并装置在能自动卷绕的机构上，当滤料积尘到一定程度后，卷绕机构在滤料前后空气压差的控制下，使滤料自上而下地移动，当一卷滤料用完后，再更换新的。合成纤维滤材第三十三页，共六十四页，2022年，8月28日5）自动清洗浸油过滤器金属过滤网板由传动机构带动，慢速移动，沾尘后在油槽内自行清洗，因此能连续工作。第三十四页，共六十四页，2022年，8月28日（二）中效过滤器材料：中、细孔泡沫塑料或其它纤维滤料过滤对象：新风和回风过滤，延长高效过滤器的使用期限，尘粒1~10μm阻力：≤100Pa计数效率(对于0.3μm的粉尘):20~90%第三十五页，共六十四页，2022年，8月28日袋式中效过滤器中效过滤器第三十六页，共六十四页，2022年，8月28日常用的中效过滤器M—1、2、3型泡沫塑料过滤器YB型玻璃纤维过滤器结构形式：抽屉式或袋式效率：范围很宽。右图表示纤维滤料中效过滤器用钠馅法测得的性能曲线

效率00.10.2滤速（m/s)阻力100200阻力（Pa)50100效率（100%）第三十七页，共六十四页，2022年，8月28日(三）高效过滤器包括亚高效0．3um级和0．1um级高效过滤器亚高效过滤器：过滤对象：尘粒<5μm静电过滤器属于该类阻力：≤150Pa计数效率(对于0.3μm的粉尘):90-99.9%高效过滤器过滤对象：尘粒<1μm阻力：≤250Pa计数效率(对于0.3μm的粉尘):>99.97%第三十八页，共六十四页，2022年，8月28日组合式高效空气过滤器有隔板高效空气过滤器第三十九页，共六十四页，2022年，8月28日高效过滤器外形1—滤纸；2—分隔片；3—密封胶；4—木外框无分隔片多折式过滤器1—滤料；2—贴线第四十页，共六十四页，2022年，8月28日第四十一页，共六十四页，2022年，8月28日（四）其它过滤器1.静电过滤器结构：由电过滤器、高压发生器、控制盒以及清洗用水等组成。性质：中效或亚高效过滤器，可以过滤掉10um以下的大部分尘粒。特点：空气阻力低，以及积尘后阻力变化小等，一般仅作为中间过滤器使用。第四十二页，共六十四页，2022年，8月28日(2)．湿过滤匣式净化箱结构：过滤匣内装有玻璃丝(直径为200um)，上面用喷嘴喷淋水，例如喷水式玻璃丝过滤器。特点：除去空气中一般尘粒；除去可溶于水的有害气体(例如亚硫酸气体)；与空气的热湿处理相结合；在环境污染严重的地方，处理新风。第四十三页，共六十四页，2022年，8月28日（五)空气过滤器的选择和应用1、多种因素：工艺对室内洁净度的要求室外空气含尘浓度系统阻力维护管理以及一次投资等各种因素第四十四页，共六十四页，2022年，8月28日2、过滤器的应用1）0.3um过滤器可用来净化含有放射性尘粒的空气，用于要求无菌的生物洁净室中。2）0.1um的过滤器用于对于大于0.1um的尘粒有高洁净度要求的场合。3）中效过滤器应设置在系统的正压段，以避免污染空气漏入系统。4）高效过滤器应设置在系统的末端(即送风口处)，以防止管道对洁净空气的再污染。第四十五页，共六十四页，2022年，8月28日5）各种空气过滤器一般均按额定风量或低于额定风量选用。若按低于额定风量选用，必然会增加所需要的过滤器的数量，虽然一次投资会有所增加，但在运行过程中，可增长过滤器的清洗和更换周期和减小系统阻力的增长速率，从而有利于系统风量的稳定。6）在同一洁净室内，设置阻力和效率相近的高效过滤器。第四十六页，共六十四页，2022年，8月28日湿过滤匣式净化箱第四十七页，共六十四页，2022年，8月28日第四节净化空调系统净化空调系数是指要求空调房间内空气洁净度达到一定级别的空调系统。与一般空调系统的设计相比，有下述几方面的特点。一、气流组织和通风量为避免或减少尘粒对工艺过程的污染，洁净室内的气流组织一般遵循下列原则：第四十八页，共六十四页，2022年，8月28日（1)尽量防止尘粒的二次飞扬，以减少尘粒对工艺过程的污染机会；（2）尽量减少涡流，以避免将工作区以外的尘粒带入工作区；（3）工作区的气流速度应满足空气洁净度和人体健康的要求，并应使工作区气流流向单一。第四十九页，共六十四页，2022年，8月28日目前洁净室采用的气流组织型式，主要有乱流和平行流（层流）两类。（一）乱流型式乱流型式主要是利用洁净空气对尘粒的稀释作用，使室内的尘粒均匀扩散而被“冲淡”。乱流型式的洁净室构造简单、施工方便、投资和运行费用较小，因而应用得广泛。第五十页，共六十四页，2022年，8月28日乱流洁净室高效过滤器第五十一页，共六十四页，2022年，8月28日（二）平行流（层流)型式平行流的主要特点是在洁净室顶棚或送风侧墙上布满高效过滤器，所以送入房间的气流充满整个洁净室断面，并且从出风口到回风口，气流的断面几乎不变，即流线几乎平行，没有涡流。平行流型式的洁净室构造复杂、施工麻烦、投资和运行费用较高，只有在十分必要时才采用。第五十二页，共六十四页，2022年，8月28日（a)垂直平行流(b)水平平行流格栅地板顶棚满布高效过滤器静压箱高效过滤器第五十三页，共六十四页，2022年，8月28日二、洁净室的正压控制洁净室外空气的渗入是污染洁净室的原因之一。为防止周围空气的渗入，洁净室内必须保持一定的正压。洁净室的正压是通过使室内的送风量大于回风量和排风量之和来达到的。正压值越高，虽然有利于防止洁净室外的空气渗入，但同时会因所需室外新风量的增加，而缩短高效过滤器的使用寿命，并且还会使房间门开启困难，因此一般室内保持10~20Pa的正压值。第五十四页，共六十四页，2022年，8月28日为使室内正压值维持在规定值，常用的措施有：（1）回风口装空气阻尼层（材料有泡沫塑料、尼龙布等）；（2）洁净室下风侧墙上安装余压阀；（3)安装差压式电动风量调节阀。第五十五页，共六十四页，2022年，8月28日三、新风量的确定洁净室内应保证供有一定的新风量，其数值应取下列风量中的最大值：1.乱流洁净室总送风量的10%，平行流洁净室总送风量的2%；2.补偿室内排风和保持室内正压值所需的新风量；3.保证室内每人每小时的新风量不小于40立方米。第五十六页，共六十四页，2022年，8月28日四、综合要求净化空调工程除采用净化空调措施外，还应综合考虑其它的一些因素。例如总图设计的合理性；工艺布置的合理性；建筑设计的合理性；人员和物料的净化措施以及在条件允许时，尽可能采用局部净化措施等。五、洁净室含尘浓度计算洁净室含尘浓度的计算是应用室内灰尘量平衡的概念进行的。含尘浓度均以计数浓度计。第五十七页，共六十四页，2022年，8月28日第五节空气的灭菌、除臭与离子化一、空气的灭菌对于有无菌要求和常被细菌污染的房间，有必要对空气进行灭菌处理。灭菌的方法主要有以下几种。（一）过滤法（二)消毒灭菌法1.加热（干热）消毒法2.喷药法3.紫外线灭菌法第五十八页，共六十四页，2022年，8月28日二、空气的除臭空气调节中最为有效的除臭方法有通风法、洗涤法和吸附法。（一）通风法以无臭味空气送入室内来