空气过滤常识讲座

1、,Camfil,Camfil - clean air solutions,OH-presentation, 990204,Group presentation,一般通风用空气过滤器,无隔板通风用空气过滤,hi-cap,30/30, aeropleat,紧凑型无隔板通风用空气过滤器,airopac Green,hi-flo,Riga-flo,Camfil,Camfil - clean air solutions,OH-presentation, 990204,Group presentation,一般通风用空气过滤器,camcarb - 活性炭化学过滤器,安装框架和箱体 压差计等附件,空气过滤常

2、识,目 录,我们周围的空气 空气过滤理论 空气过滤器应用及经济性 空气过滤器测试与分类,空气组成,其它气体 - 氦、氖等惰性气体 - 水蒸气 - SO2、NOX、NH3、TVOC 等有害气体杂质,大气尘（气溶胶） - 火山灰 - 海盐粒子 - 灰尘 - 沙土 - 花粉 - 细菌、病毒,气体运动方式,气体以分子状态存在 它们做无规则的自由扩散运动 - 布朗运动,气体分子 0.001 m,大气尘,空气动力学直径: 0.01-100 m 包括：纤维、固态粉尘、液滴、花粉等 又称“总悬浮尘”（Total Suspending Particles） 评价室外大气环境等级的指标之一,大气尘来源,粉尘、纤维

3、 烟、雾 生物粒子（花粉、细菌、病毒）,自然来源 土壤风化 火山喷发 海水喷沫 森林火灾 植物花粉,人为来源 工厂生产、排放 燃烧 汽车、飞机 核试验,大气尘分布和组成,0.1,0.01,1.0,10 m,气相物质（蒸气）,凝结,尘粒,凝并,土壤风化等，细菌， 花粉等,细粒子,粗粒子,大气尘的累计粒径分布,5,数量,投影面积,重量,粒径 m,1,10,90,99,95,99.9,% 小于某一粒径的灰尘百分比,0.1,1,10,99.9% 1 m !,70%,0.1% 1 m,问题：说说你的理解,大气尘的粒径分布,粒径小于 1 m 的灰尘： 占灰尘总数量的 99.9% 只占灰尘总重量的30%,1

4、m 有多大?,1 m = 1/1000 mm 头发: 150 m 花粉: 10 m,1m 有多大?,花粉: 10 m 灰尘: 0.5 m 病毒: 0.2 m,油烟 香烟烟雾 金属尘粒 碳黑 病毒和某些细菌,哪些灰尘粒径小于1m？,灰尘的危害,人的健康： 日益关注的“建筑综合症”- 室内空气品质 IAQ 过敏 呼吸道疾病 癌症 携带细菌、病毒 - 感染 通风空调系统本身运行效率下降 风机、热交换器、传感器、阀门、风道等 影响建筑美观 - 装修褪色、风口黑渍 降低产品成品率 半导体、集成电路、液晶、彩管等电子产品 精密机械、胶卷、化工 制药、生物工程,小结 -我们周围的空气,空气中包括有害气体和灰

5、尘 大气尘粒径范围 : 0.01 - 100 m 总数99.9%的灰尘小于1 m 大于1 m的灰尘重量占了总重量的70% 灰尘粒径不同，运动方式不同 不同的地区和环境，灰尘浓度相差很大。 灰尘的危害是广泛的,空气过滤理论,灰尘过滤器 吸附型过滤器 (活性炭),灰尘过滤器,过滤机理效应 过滤效率 阻力 使用寿命 容尘量,扩散效应 拦截效应 惯性效应 筛效应 静电效应,过滤机理效应,空气过滤器是筛子吗？,1. 扩散效应,2. 拦截效应,3. 惯性效应,4. 筛效应,机械过滤总效应,80,60,40,20,0,0.1,1,10,粒径 m,%,扩散效应,拦截效应,惯性效应,100,筛效应,总效应,最易

6、穿透粒径点 MPPS,问题 :MPPS为什么没有集中在最小的粒径,5. 静电效应,灰尘越小，效果越好,气流速度,纤维直径,纤维数量,综合效应,0,1,1,10,0,100,40,60,80,20,0,%,m,无静电效应的 综合效率,拦截,惯性,筛效应,扩散,静电,最易穿透粒径点 MPPS,问题 :静电效应的缺点,静电的影响,玻璃纤维滤料 某些化纤滤料（带静电） (大量的细纤维) （少量的粗纤维）,两种过滤器在城市大气环境中的实际测试结果,5. 静电效应,采用带有静电的化纤滤料，可以提高初始效率。 一般来说，滤料的静电是在生产过程中自然产生的 但是，就目前可行的技术而言，还无法使滤料长期保持静电

7、，当在实际使用时，静电会很快消失。 只要采用纤维数量少、直径粗的化纤滤料，您就无法得到与玻纤滤料过滤器同样的长期的高效率。,滤料 - 效率,要使过滤器对小灰尘粒子效率高: 穿过滤料的风速低 = 所用滤料面积大 滤料中含有数量多的细纤维 静电 (只对新过滤器),滤料 - 效率,使用后的过滤器,小灰尘粒子,滤料中含有粗细不等的纤维 滤料中的细纤维起主要过滤作用 纤维间隙远比要过滤的灰尘大 过滤器是深层过滤,滤料 - 使用寿命,蓬松的滤料比密实的滤料能容纳的灰尘多，因此使用寿命长。 滤料中少量的粗纤维就是为了提高蓬松度和强度。,过滤器结构 - 阻力,“死区”- 滤料无法充 分利用, 阻力高,楔形结构

8、,平直结构,小结 - 灰尘过滤器,几种不同的过滤效应同时起作用。 过滤器效率随粒径不同而变化，效率最低点的称为MPPS（最易穿透粒径）， 它随滤料种类、过滤风速而变化。 好的过滤器 - 纤维细、蓬松、滤料面积大。,吸附型过滤器,多种吸附材料,活性炭 活性氧化铝 硅胶 沸石 “光触媒”（纳米级TiO2） 在空气净化行业，目前最常用的是活性炭。,为什么使用活性炭过滤器 ?,去除空气中 的气体污染物！,室内气体污染源,体臭（人、动物） 抽烟 建筑装饰材料 室内办公和生活设备 生产工艺过程 室外空气（汽车、燃烧、工业排放等） 通风及空调设备,什么是活性炭？,用有机含碳材料炭化、活化而成。 发达的孔隙结

9、构，绝大部分孔径 500 (1 = 10-10 m) 比表面积很大，可达 1000-2000 m/g 。,活性炭种类,颗粒活性炭 纤维活性炭,活性炭由哪些材料制成？,颗粒活性炭 椰壳 煤 木炭 木材 骨头,纤维活性炭 粘胶纤维 聚丙烯腈纤维 酚醛树脂纤维 沥青,两种吸附方式,物理吸附 吸附力是分子间的范德华引力 不发生化学反应 可以脱附后再利用 化学吸附 吸附力是化学键 发生化学反应 不能脱附再利用,可能脱附,分子间的引力-范德华力.,对流扩散,物理吸附,化学吸附,不可能脱附,分子间的化学键.,化学浸渍/改性层,物理吸附的普遍性,物理吸附几乎可以吸附任何气体。 但对不同种类气体，吸附效果不同。

10、 一般来说： 分子量大的气体易被吸附 沸点高的气体易被吸附 非极性分子比极性分子易被吸附 有机气体比无机气体易被吸附,化学吸附的强选择性,有时对活性炭进行化学浸渍处理，以增加其对某种或某几种气体的吸附能力，这时发生的吸附称为化学吸附。这种活性炭称为浸渍活性炭。 不经化学浸渍处理的活性炭称为非浸渍活性炭。,不同吸附方式的应用,物理吸附（非浸渍炭） 挥发性有机化合物（TVOC） 溶剂性气体 异味 化学吸附（浸渍炭） SO2、NOX、H2S 等酸性腐蚀性气体。 NH3 等碱性气体 甲醛（福尔马林） 核放射性气体,活性炭怎样吸附气体？,动态吸附过程 -“吸附波”,不同时刻气体在 炭层中的浓度分布,t=

11、0,t=1,t=2,t=5,t=4,t=3,出口浓度不断升高,入口浓度,活性炭层,吸附性能,吸附容量 - 对某种气体，单位重量的活性炭所能吸附的最大量。不同材料，吸附不同气体，吸附容量不同。例如：1Kg活性炭最多可吸附0.5kg CTC，则吸附容量为50% CTC 吸附效率 = 1-（下游浓度 / 上游浓度） 使用寿命 - 活性炭过滤器的吸附效率在使用过程中不断衰减，当降到最低允许效率值，即有害气体浓度超标时，过滤器报废。在这之前的使用时间称为使用寿命，也称“穿透时间”,吸附效率 - 使用寿命,时间(天),吸附效率(%),最低允许效率,使用寿命,哪些因素影响吸附性能?,活性炭种类 气体浓度 气

12、体种类 活性炭量 使用风量 滞留时间 = 活性炭体积 / 使用风量 温度、压力、湿度,主要应用场合,民用建筑（办公楼、家庭、机场等） 药厂、医院 半导体、微电子 实验动物房 工业排风等环保要求 图书馆、博物馆等存放珍贵物品的场所 核电站 防毒面具,常用基本浓度单位（体积浓度 / 摩尔浓度） ppm: 百万分之一 10-6 cm3/m3 ppb: 十亿分之一 10-9 mm3/m3 ppt: 万亿分之一 10-12 1 ppm = 1000 ppb = 1000,000 ppt 浓度换算: ppm mg/m3 1 ppm = 24.04 x (mg/m3) / M - 20C 和 一 个大气压下

13、 1 ppb = 24.04 x (g/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 (对一般空气中的异味，常以甲苯为代表性气体，M = 92),基本浓度单位和换算,Activated carbons (examples),选择设计化学过滤器,应考虑的重要参数： 气流； 污染物种类及其浓度； 温度和相对湿度； 允许阻力； 允许的安装空间； 期望过滤效率； 期望使用寿命。,空气过滤效率检测方法,过滤效率的对照表,了解过滤效率检测方法,应了解的重要方法： 计重法；

14、比色法； 粒径计数法； 纳焰法； DOP法； 油雾法； 大气尘径限数法。,了解过滤效率检测方法,详细了解的重要方法： 计重法； 测量过滤前后测量空气含尘的重量,再计算效率.用于粗效过滤器,例G3,G4一般为80%-90% 比色法； 用滤纸测量过滤前后滤纸上积尘的透光率(光通量),转化为电量再计算效率.用于中,高,亚高效过滤器,例F5一般为40%-60% 粒径计数法； 激光粒子计数器,测量过滤前后空气中的微粒的数量和粒径,用于高效过滤器,例H10一般为95%-99.9%,空气过滤器选型,空气过滤器类型,Frame: Rigid high wet-strength beverage board.

15、外框： 耐高湿型防水纸板 Media: Non-woven reinforced cotton&synthetic media 滤料： 棉纤&化纤混合无纺滤料 Media support grid: welded steel wire, anti-corrosive. 焊接钢丝护网，表面防锈处理。 Efficiency: G4 (EN 779): 25%-30% ASHRAE 52/76 过滤效率 95% (5um) Fire retardant grade: UL-2 listed. (UL 900) 防火等级 Humidity: 100% RH 耐湿性： Recommended Max.

16、Final Pressure drop: 225 Pa 建议最大允许终阻力,空气过滤器类型,Frame: Galvanised sheet metal, 20 mm header frame. 外框：镀锌钢板外框，20mm厚法兰框。 Media: Melt-blown super fine Glass fibre, V-shape pockets 滤料：熔喷超细玻璃纤维滤料, “V 形滤袋结构。 Efficiency: F5 (EN 779): 40%-50% ASHRAE 52/76 过滤效率 Fire retardant grade: UL-2 listed. (UL 900) 防火等级

17、Temperature: 90o C 耐温性： Humidity: 100% RH 耐湿性： Max. Final Pressure drop: 600 Pa 最大允许终阻力,空气过滤器类型,Frame: Galvanised sheet metal with Efficiency: H13 99.95% at MPPS 外框retractable handle 过滤效率H11 (EN 1822) 95% at MPPS 镀锌钢板，带可伸缩安装把手。H14 (EN 1822) 99.995% at MPPS Separators: Hot melt Each filter is individ

18、ually tested 滤料分隔热熔胶出厂前逐台激光计数扫描检测。 Media: Glass fibre MPPS=最易穿透粒径 滤料玻璃纤维滤纸Temperature: 70o C Gasket: Polyurethane, endless 连续运行温度 密封垫注塑成型无接缝的聚氨酯Humidity: 100% RH Sealant: Polyurethane 耐湿性 密封胶聚氨酯Recommended final pressure drop: 600 Pa 建议最大终阻力,过滤器选型,合理确定过滤器： 根据净化级别选型； 1 最末一级过滤器决定空气洁净程度,上游的各级过滤器只是保护作用. 2 应当妥善匹配各级过滤器的效率,前后两级效率规格差别不可过大也不可过小 3 合理考虑使用环境,备件费用,运行能耗,维护费用,综合考虑选型 4 供应商:初、中效过滤器、亚高效过滤器，包括板式、袋式过滤器，过滤效率从G1-F9 的通常选择苏州科佳生产的,亚高效过滤H10 我们通常选择烟台净化设备厂生产的产品 问题 : 前后两级效率规格差别为什么不可过大也不可过小 答案 :级与级之间的过滤器效率选择既不要相隔太