过滤器基础知识讲座

课程内容第一部份大气中的粉尘第二部分空气过滤器的性能指标第三部分过滤器试验方法和标准第四部分过滤器的应用第五部分空气过滤器标准和效率的比较第1页/共41页第一部份大气中的粉尘第二部分空气过滤器的性能指标第三部分过滤器试验方法和标准第四部分过滤器的应用第五部分空气过滤器标准和效率的比较第2页/共41页各行业所用的粉尘浓度城市环保重量浓度（mg/m3）洁净室颗粒浓度(粒/m3）医药卫生微生物浓度(颗/m3）过滤器重量浓度、颗粒浓度、微生物浓度第3页/共41页城市环保1万人口的优秀城市0.03mg/m310万人口的优秀城市0.05mg/m3100万人口的优秀城市0.09mg/m31000万人口的优秀城市0.18mg/m3第4页/共41页城市环保1万人口的普通城市0.12mg/m310万人口的普通城市0.15mg/m3100万人口的普通城市0.18mg/m31000万人口的普通城市0.25mg/m3第5页/共41页大气平均颗粒物与空气质量级别

空气质量级别

IIIIII总悬浮颗粒物年平均（mg/m3）

0.080.200.30总悬浮颗粒物日平均（mg/m3）

0.120.300.50第6页/共41页大气平均颗粒物与空气质量级别

空气质量级别

IIIIII可吸入颗粒物PM10年平均（mg/m3）

0.040.100.15可吸入颗粒物PM10月平均（mg/m3）

0.050.150.25第7页/共41页国家标准规定的可吸入颗粒物浓度1~5星级饭店、宾馆≤0.15宾馆和非星级带空调的饭店、普通旅店、招待所≤0.20影剧院、音乐厅、录像厅≤0.20图书馆、博物馆、美术馆≤0.15医院候诊室、候机室、飞机客舱≤0.15候车室、候船室、旅客列车车厢、饭馆、餐厅≤0.25第8页/共41页标准建立依据可吸入颗粒物＞0.20mg/m3

免疫功能改变的阈浓度，居民呼吸道疾病患病率开始增加可吸入颗粒物=0.15mg/m3

居住区空气日平均最高允许浓度可吸入颗粒物＜0.11mg/m3

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第9页/共41页典型环境粉尘数量浓度香烟燃烧100亿/m3

高速公路10亿/m3

城市1亿/m3

乡间小路1000万/m3

乡村100万/m3

海洋10万/m3

北极1万/m3

第10页/共41页吸尘器需求趋势

欧美国家常用要求：0.15mg/m3（≤5μm）需求趋势：0.01mg/m3（≤5μm）第11页/共41页第一部份大气中的粉尘第二部分空气过滤器的性能指标第三部分过滤器试验方法和标准第四部分过滤器的应用第五部分空气过滤器标准和效率的比较第12页/共41页过滤效率

额定风量下，过滤器前后空气含尘浓度之差与过滤器前空气

含尘浓度之比的百分数

过滤器捕尘量下游空气含尘量过滤效率==1-

上游空气含尘量上游空气含尘量公式为：

C1-C2C2

η=×100%=（1-）×100%

C1C1

式中:C1，C2分别为过滤器前后的含尘浓度。第13页/共41页含尘浓度表示方法计重浓度（mg/m3）计重效率大于或等于某一粒径的颗粒数（粒/L）计数效率某一粒径范围内的颗粒数（粒/L）粒径分组计数效率第14页/共41页穿透率

过率器效率是衡量过滤器捕集灰尘能力的指标。从空气过滤和净化的最终效果来看，可以用穿透率来评价过滤器的好坏。穿透率：指过滤后空气的含尘浓度与过滤前空气的含尘浓度之比的百分数。即：

P=C2/C1*100%=1-η引用穿透率可以明确表示过滤器前后的空气含尘量，特别是用它来评价高效过率器的性能。第15页/共41页过滤器面风速

过率器的断面上所通过的气流速度，即：

u=Q/F

式中:Q—

通过过滤器的风量（m3/h）

F—

过滤器的迎风截面积（m2）面风速是反应过滤器的通过能力的安装面积的性能指标。第16页/共41页过滤器滤速

滤料面积上通过的气流速度

v=0.028Q/f

（cm/s）式中：f

为滤料净面积，m2

（即除去粘结等占去的面积）滤速主要反映滤料的通过能力，特别是滤料的过滤性能。一般高效和超高效过率器的滤速取为2～3cm/s，亚高效过率器的滤速取为5～7cm/s。第17页/共41页过滤器阻力

过滤器阻力一般由两部分组成：一是滤料阻力；二是过滤器的结构阻力。

ΔH=ΔP1+ΔP2

式中ΔH—

过滤器阻力（Pa）

ΔP1—

滤料阻力（Pa）

ΔP2—

过滤器结构阻力（Pa）第18页/共41页过滤器通风量

对过滤器效率和阻力来说必须注明：在多大的风量下的过滤效率或阻力第19页/共41页第一部份大气中的粉尘第二部分空气过滤器的性能指标第三部分过滤器试验方法和标准第四部分过滤器的应用第五部分空气过滤器标准和效率的比较第20页/共41页过滤器试验方法和标准一般通风用过滤器试验方法

高效过滤器试验方法

第21页/共41页一般通风用过滤器试验方法计重法Arrestance比色法Dust-spot大气尘计数法

欧洲计数法

美国计数法

第22页/共41页计重法Arrestance源于美国，国际通行，中国实行。计重法是破坏性试验。试验尘源为大粒径、高浓度标准粉尘。相关标准有：美国ANSI/ASHRAE52.1-1992欧洲EN779：1993；己被EN779：2002取代

2002将过滤器分级为4个等级，以G1、G2、G3、G4第23页/共41页EN779：2002过滤器分级过滤等级终阻力计重效率（Am）

G1250Pa50≤Am≤65G2250Pa65≤Am≤80G3250Pa80≤Am≤90G4250Pa90≤Am第24页/共41页比色法Dust-spot传统方法，源于美国，除中国外世界通行。试验台和试验粉尘与计重法所用相用。测量的“量”为采样点高效滤纸的通光量。严格的比色法是破坏性试法，一只过滤器的试验需要一天时间。相关标准有：美国ANSI/ASHRAE52.1-1992欧洲EN779：1993；己被EN779：2002取代。第25页/共41页大气尘计数法

中国标准。尘源为自然大气中的“大气尘”。粉尘的为“量”为大于等于某粒径的全部颗粒物个数。测试仪器为尘埃粒子计数器。效率值为新过滤器的初始效率。相关标准有：

中国GB12218-89

中国GB/T14295-93第26页/共41页欧洲计数法

欧洲自20世纪90年代初通行至今，中国个别企业使用。试验台与计重法和比色法所用类似，发尘所用的高浓度试验粉尘也与计重法所用类似，粉尘的“量”是微小粒径段颗粒物的个数。测量粉尘的仪器为激光粒子计数器。计数效率不再是个单一的数值，而是一条沿不同粒径的过滤效率曲线。欧洲的试验表明，当试验终阻力为450Pa时，0.4μm处的计数效率值与传统的比色法效率值接近。完整的计数效率测试法是破坏性试验，不能用于制造厂的日常产品性能检验。但在平时，制造厂省去发尘过程，仅测量过滤器的初始计数效率，以检查产品性能的稳定性和材料的稳定性。计数法效率正在取代比色法。第27页/共41页EN779：2002过滤器分级

过滤等级终阻力计数效率（Em）

F5450Pa40≤Em<60F6450Pa60≤Em<80F7450Pa80≤Em<90F8450Pa90≤Em<95F9450Pa95≤Em第28页/共41页美国计数法

美国开始始用。中国过滤器厂家暂未采用。试验台与发尘过程使用的高浓度粉尘同计重法和比色法所用类似，发尘所用的高浓度试验粉尘也与计重法所用类似。计数测量时改用漂白粉。测量粉尘的仪器为激光粒子计数器。相关标准有：美国ANSI/ASHRAE52.2-1999计数法是取代其它各种方法的大趁势。欧洲方法在先，使用厂家较多，美国方法在后但更严谨。第29页/共41页高效过滤器试验方法

钠焰法SodiumFlame

DOP法

计数扫描法

光度计扫描油雾法OilMist

荧光法Uranine

第30页/共41页钠焰法SodiumFlame

源于英国，中国通行，欧洲部分国家于20世纪70~90年代实行。试验尘源为单分散相氯化钠盐雾。“量”为含盐雾时氢气火焰的亮度。主要仪器为光度计。国家标准规定的盐雾颗粒平均直径为0.4μm，但对国内现有的装置的实测结果为0.5μm，欧洲国家实测为0.65μm。随着扫描法的普及，欧洲己不再使用钠焰法，国内也正在修改。相关标准有：英国BS3928-1969、欧洲Eurovent4/4、中国GB6165-85第31页/共41页DOP法

源于美国，国际通行。试验尘源为0.3μm单分散相DOP（塑料工业常用增塑剂，邻苯二甲酸二辛酯）液滴。“量”为含DOP空气的浑浊程度。测量粉尘的仪器为光度计（photometer）.以气样的浊度差别来判定过滤器对DOP颗粒的过滤效率。相关标准有：MIL-STD-282。第32页/共41页计数扫描法欧洲通用，美国类似，其它国家紧跟。目前国际上高效过滤器的主流试验方法。主要测量仪器为大流量激光粒子计数器或凝结核计数器（CNC）。用计数器对过滤器的整个出风面进行扫描检查，计数器给出过滤器每一点粉尘的个数和粒径。不仅能测量过滤器的平均效率，还可以比较各点的局部效率。经验表明，对于高效过滤器，最容易穿透的粉尘粒径在0.1~0.25之间的某一点，先测出最易穿透的粉尘粒径，然后扫描测量过滤器对该粒径粉尘的过滤效果，这种方法称MPPS。美国规定只测0.1~0.2μm区间。计数扫描是测试高效过滤器最严格的方法，这种方法取代其它传统方法是大趋势。相关标准有：美国IES-RP-CC007.1-1992.、欧洲EN1822.1~1822.5-1998~2000第33页/共41页EN1822过滤器分级过滤级别总值局部值效率（％）穿透率（％）效率（％）穿透率（％）H108515--H11955--H1299.50.5--H1399.950.0599.750.25H1499.9950.00599.9750.025U1599.99950.000599.99750.0025U1699.999950.0000599.999750.00025U1799.9999950.00000599.9999750.000025第34页/共41页油雾法OilMist

前联邦德国，前苏联，中国使用。尘源为油雾。“量”为含油雾空气的浓度。仪器为浊度计。以气样的浊度差别来判定过滤器对油雾颗粒的过滤效率。德国规定用石蜡油，油雾粒径为0.3-0.5μm。中国标准规定的油雾平均重量粒径为0.28-0.34μm,对油的种类未做具体规定。油雾法在德国己成为历史，于1993年率先使用计数扫描法，欧洲的EN1822就是以德国计数扫描法标准为蓝本制定的。相关标准有：中国GB6165-85、德国DIN24184-1990第35页/共41页荧光法Uranine

只有法国使用，目前仅限于对部分核工业过滤器的测试。试验尘源为喷雾器产生的荧光素钠粉尘。试验中，首先在过滤器前后采样，然后用水溶解采样滤纸上的荧光素钠水溶液在特定条件下的荧光亮度，这一亮度间接的反应出粉尘的重量。跟据法国标准，发生装置产生的粉尘粒径的计数平均值为0.08μm，粒径的体积平均值为0.15μm。相关标准：法国NFX44-011-1972.第36页/共41页第一部份大气中的粉尘第二部分空气过滤器的性能指标第三部分过滤器试验方法和标准