Die ontwikkeling van die moderne nywerheid het toenemende eise aan die omgewing van eksperimentering, navorsing en produksie geplaas. Die belangrikste manier om hierdie vereiste te bereik, is om lugfilters wyd in skoon lugversorgingstelsels te gebruik. Onder hulle is HEPA- en ULPA-filters die laaste beskerming vir stofdeeltjies wat die skoonkamer binnedring. Die werkverrigting daarvan hou direk verband met die skoonkamervlak, wat weer die proses- en produkkwaliteit beïnvloed. Daarom is dit sinvol om eksperimentele navorsing oor die filter te doen. Die weerstandsprestasie en filtrasieprestasie van die twee filters is by verskillende windsnelhede vergelyk deur die filtrasiedoeltreffendheid van die glasveselfilter en die PTFE-filter vir 0.3 μm, 0.5 μm, 1.0 μm PAO-deeltjies te meet. Die resultate toon dat windsnelheid 'n baie belangrike faktor is wat die filtrasiedoeltreffendheid van HEPA-lugfilters beïnvloed. Hoe hoër die windsnelheid, hoe laer die filtrasiedoeltreffendheid, en die effek is meer voor die hand liggend vir PTFE-filters.
Sleutelwoorde:HEPA-lugfilter; Weerstandsprestasie; filtrasieprestasie; PTFE-filterpapier; glasveselfilterpapier; glasveselfilter.
CLC-nommer: X964 Dokumentidentifikasiekode: A
Met die voortdurende ontwikkeling van wetenskap en tegnologie, het die produksie en modernisering van moderne industriële produkte al hoe meer veeleisend geword vir binnenshuise lugreinheid. In die besonder vereis mikro-elektronika, mediese, chemiese, biologiese, voedselverwerkings- en ander nywerhede miniaturisering. Presisie, hoë suiwerheid, hoë gehalte en hoë betroubaarheid van die binnenshuise omgewing, wat al hoe hoër vereistes aan die werkverrigting van HEPA-lugfilters stel, daarom het die vervaardiging van 'n HEPA-filter om aan verbruikersvraag te voldoen 'n dringende behoefte van vervaardigers geword. Een van die probleme is opgelos [1-2]. Dit is welbekend dat die weerstandsprestasie en filtrasiedoeltreffendheid van die filter twee belangrike aanwysers is vir die evaluering van die filter. Hierdie artikel poog om die filtrasieprestasie en weerstandsprestasie van die HEPA-lugfilter van verskillende filtermateriale deur eksperimente [3], en die verskillende strukture van dieselfde filtermateriaal, te analiseer. Die filtrasieprestasie en weerstandseienskappe van die filter bied 'n teoretiese basis vir die filtervervaardiger.
1 Toetsmetode-analise
Daar is baie metodes vir die opsporing van HEPA-lugfilters, en verskillende lande het verskillende standaarde. In 1956 het die Amerikaanse Militêre Kommissie die USMIL-STD282, 'n HEPA-lugfiltertoetsstandaard, en die DOP-metode vir doeltreffendheidstoetsing ontwikkel. In 1965 is die Britse standaard BS3928 vasgestel, en die natriumvlammetode vir doeltreffendheidsopsporing is gebruik. In 1973 het die Europese Ventilasievereniging die Eurovent 4/4-standaard ontwikkel, wat die natriumvlamopsporingsmetode gevolg het. Later het die Amerikaanse Vereniging vir Omgewingstoetsing en Filterdoeltreffendheidswetenskap 'n reeks soortgelyke standaarde vir aanbevole toetsmetodes saamgestel, almal met behulp van die DOP-kalibertelmetode. In 1999 het Europa die BSEN1822-standaard vasgestel, wat die mees deursigtige deeltjiegrootte (MPPS) gebruik om filtrasiedoeltreffendheid op te spoor [4]. Die opsporingsstandaard van China neem die natriumvlammetode aan. Die HEPA-lugfilterprestasieopsporingstelsel wat in hierdie eksperiment gebruik word, is ontwikkel op grond van die Amerikaanse 52.2-standaard. Die opsporingsmetode gebruik 'n kalibertelmetode, en die aërosol gebruik PAO-deeltjies.
1. 1 hoofinstrument
Hierdie eksperiment gebruik twee deeltjietellers, wat eenvoudig, gerieflik, vinnig en intuïtief is in vergelyking met ander deeltjiekonsentrasietoetsapparatuur [5]. Die bogenoemde voordele van die deeltjieteller maak dat dit geleidelik ander metodes vervang en die hooftoetsmetode vir deeltjiekonsentrasie word. Hulle kan beide die aantal deeltjies en die deeltjiegrootteverspreiding (d.w.s. teltelling) tel, wat die kerntoerusting van hierdie eksperiment is. Die monsternemingsvloeitempo is 28.6 LPM, en die koolstoflose vakuumpomp het die eienskappe van lae geraas en stabiele werkverrigting. Indien die opsie geïnstalleer is, kan die temperatuur en humiditeit sowel as die windspoed gemeet word en die filter getoets word.
Die opsporingstelsel gebruik aërosols wat PAO-deeltjies as stof gebruik om gefiltreer te word. Ons gebruik die aërosolgenerators (Aërosolgenerasies) van die TDA-5B-model wat in die Verenigde State vervaardig word. Die voorkomsreeks is 500 – 65000 vtfm (1 vtfm = 28.6 LPM), en die konsentrasie is 100 μg / L, 6500 vtfm; 10 μg / L, 65000 vtfm.
1. 2 skoon kamer
Om die akkuraatheid van die eksperiment te verbeter, is die 10 000-vlak laboratorium ontwerp en versier volgens die Amerikaanse Federale Standaard 209C. Die bedekkingsvloer word gebruik, wat gekenmerk word deur die voordele van terrazzo, slytasieweerstand, goeie verseëling, buigsaamheid en ingewikkelde konstruksie. Die materiaal is epoksie-lak en die muur is gemaak van saamgestelde skoonkamer-gevelbekleding. Die kamer is toegerus met 220v, 2×40w suiweringslampe met 6 stukke en is gerangskik volgens die vereistes van beligting en veldtoerusting. Die skoonkamer het 4 boonste luguitlate en 4 lugterugvoerpoorte. Die lugstortkamer is ontwerp vir 'n enkele gewone aanraakbeheer. Die lugstorttyd is 0-100s, en die windsnelheid van enige verstelbare sirkulerende lugvolume-spuitstuk is groter as of gelyk aan 20ms. Omdat die skoonkameroppervlakte <50m2 is en die personeel <5 mense is, word 'n veilige uitgang vir die skoonkamer voorsien. Die gekose HEPA-filter is GB01 × 4, die lugvolume is 1000 m3 / h, en die filtrasiedoeltreffendheid is groter as of gelyk aan 0.5 μm en 99.995%.
1. 3 eksperimentele monsters
Die modelle van die glasveselfilter is: 610 (L) × 610 (H) × 150 (B) mm, baffeltipe, 75 plooie, grootte 610 (L) × 610 (H) × 90 (B) Mm, met 200 plooie, PTFE-filtergrootte 480 (L) × 480 (H) × 70 (B) mm, sonder baffeltipe, met 100 plooie.
2 Basiese beginsels
Die basiese beginsel van die toetsbank is dat die waaier in die lug geblaas word. Aangesien die HEPA/UEPA ook met 'n HEPA-lugfilter toegerus is, kan daar aanvaar word dat die lug skoon lug geword het voordat dit die getoetste HEPA/UEPA bereik. Die toestel stuur PAO-deeltjies in die pyplyn om 'n verlangde konsentrasie stofbevattende gas te vorm en gebruik 'n laserdeeltjieteller om die deeltjiekonsentrasie te bepaal. Die stofbevattende gas vloei dan deur die getoetste HEPA/UEPA, en die stofdeeltjiekonsentrasie in die lug wat deur HEPA/UEPA gefiltreer word, word ook gemeet met behulp van 'n laserdeeltjieteller, en die stofkonsentrasie van die lug voor en na die filter word vergelyk, waardeur die HEPA/UEPA-filterprestasie bepaal word. Verder word monsternemingsgate onderskeidelik voor en na die filter gerangskik, en die weerstand van elke windsnelheid word getoets deur 'n kantelmikro-drukmeter hier te gebruik.
3 filterweerstandprestasievergelyking
Die weerstandseienskap van HEPA is een van die belangrike eienskappe van HEPA. Onder die uitgangspunt om aan die doeltreffendheid van mense se aanvraag te voldoen, hou die weerstandseienskappe verband met die gebruikskoste, die weerstand is klein, die energieverbruik is klein, en die koste word bespaar. Daarom het die weerstandsprestasie van die filter 'n bron van kommer geword. Een van die belangrike aanwysers.
Volgens die eksperimentele meetdata word die verband tussen die gemiddelde windsnelheid van die twee verskillende strukturele filters van die glasvesel en die PTFE-filter en die filterdrukverskil verkry.Die verhouding word in Figuur 2 getoon:
Uit die eksperimentele data kan gesien word dat soos die windspoed toeneem, die weerstand van die filter lineêr van laag na hoog toeneem, en die twee reguit lyne van die twee filters van glasvesel val wesenlik saam. Dit is maklik om te sien dat wanneer die filterwindspoed 1 m/s is, die weerstand van die glasveselfilter ongeveer vier keer dié van die PTFE-filter is.
As die area van die filter bekend is, kan die verband tussen die vlaksnelheid en die filterdrukverskil afgelei word:
Uit die eksperimentele data kan gesien word dat soos die windspoed toeneem, die weerstand van die filter lineêr van laag na hoog toeneem, en die twee reguit lyne van die twee filters van glasvesel val wesenlik saam. Dit is maklik om te sien dat wanneer die filterwindspoed 1 m/s is, die weerstand van die glasveselfilter ongeveer vier keer dié van die PTFE-filter is.
As die area van die filter bekend is, kan die verband tussen die vlaksnelheid en die filterdrukverskil afgelei word:
As gevolg van die verskil tussen die oppervlakspoed van die twee soorte filterfilters en die filterdrukverskil van die twee filterpapiere, is die weerstand van die filter met die spesifikasie van 610 × 610 × 90 mm teen dieselfde oppervlakspoed hoër as die spesifikasie 610 ×. Weerstand van die 610 x 150 mm filter.
Dit is egter duidelik dat die weerstand van die glasveselfilter teen dieselfde oppervlakspoed hoër is as die weerstand van PTFE. Dit toon dat PTFE beter is as die glasveselfilter in terme van weerstandsprestasie. Om die eienskappe van die glasveselfilter en PTFE-weerstand verder te verstaan, is verdere eksperimente uitgevoer. Bestudeer die weerstand van die twee filterpapiere direk soos die filterwindspoed verander. Die eksperimentele resultate word hieronder getoon:
Dit bevestig verder die vorige gevolgtrekking dat die weerstand van glasveselfilterpapier hoër is as dié van PTFE onder dieselfde windsnelheid [6].
4 filterprestasievergelyking
Volgens die eksperimentele toestande kan die filtrasiedoeltreffendheid van die filter vir deeltjies met 'n deeltjiegrootte van 0.3 μm, 0.5 μm en 1.0 μm teen verskillende windsnelhede gemeet word, en die volgende grafiek word verkry:
Dit is duidelik dat die filtrasiedoeltreffendheid van die twee glasveselfilters vir 1.0 μm-deeltjies teen verskillende windsnelhede 100% is, en die filtrasiedoeltreffendheid van 0.3 μm- en 0.5 μm-deeltjies neem af met die toename in windspoed. Daar kan gesien word dat die filtrasiedoeltreffendheid van die filter vir die groot deeltjies hoër is as dié van die klein deeltjies, en die filtrasieprestasie van die 610×610×150 mm-filter is beter as die filter van die spesifikasie 610×610×90 mm.
Deur dieselfde metode te gebruik, word 'n grafiek verkry wat die verband toon tussen die filtrasie-effektiwiteit van die 480 × 480 × 70 mm PTFE-filter as 'n funksie van windspoed:
As Fig. 5 en Fig. 6 vergelyk word, is die filtrasie-effek van die 0.3 μm, 0.5 μm deeltjieglasfilter beter, veral vir die 0.3 μm stofkontras-effek. Die filtrasie-effek van die drie deeltjies op 1 μm deeltjies was 100%.
Om die filtrasieprestasie van die glasveselfilter en die PTFE-filtermateriaal meer intuïtief te vergelyk, is die filterprestasietoetse direk op die twee filterpapiere uitgevoer, en die volgende grafiek is verkry:
Die bogenoemde grafiek word verkry deur die filtrasie-effek van PTFE- en glasveselfilterpapier op 0.3 μm-deeltjies teen verskillende windsnelhede te meet [7-8]. Dit is duidelik dat die filtrasiedoeltreffendheid van PTFE-filterpapier laer is as dié van glasveselfilterpapier.
As mens die weerstandseienskappe en filtrasie-eienskappe van die filtermateriaal in ag neem, is dit maklik om te sien dat die PTFE-filtermateriaal meer geskik is vir die maak van growwe of sub-HEPA-filters, en die glasveselfiltermateriaal meer geskik is vir die maak van HEPA- of ultra-HEPA-filters.
5 Gevolgtrekking
Die vooruitsigte vir verskillende filtertoepassings word ondersoek deur die weerstandseienskappe en filtrasie-eienskappe van PTFE-filters met glasveselfilters te vergelyk. Uit die eksperiment kan ons die gevolgtrekking maak dat windsnelheid 'n baie belangrike faktor is wat die filtrasie-effek van die HEPA-lugfilter beïnvloed. Hoe hoër die windsnelheid, hoe laer die filtrasie-effektiwiteit, hoe duideliker die effek op die PTFE-filter, en oor die algemeen het die PTFE-filter 'n laer filtrasie-effek as die veselglasfilter, maar die weerstand daarvan is laer as dié van die glasveselfilter. Daarom is die PTFE-filtermateriaal meer geskik vir die maak van 'n growwe of sub-hoë-effektiwiteitsfilter, en die glasveselfiltermateriaal is meer geskik vir die produksie van 'n doeltreffende of ultra-doeltreffende filter. Die glasvesel HEPA-filter met 'n spesifikasie van 610 × 610 × 150 mm is laer as die 610 × 610 × 90 mm glasvesel HEPA-filter, en die filtrasieprestasie is beter as die 610 × 610 × 90 mm glasvesel HEPA-filter. Tans is die prys van suiwer PTFE-filtermateriaal hoër as dié van glasvesel. In vergelyking met glasvesel het PTFE egter beter temperatuurweerstand, korrosiebestandheid en hidrolisebestandheid as glasvesel. Daarom moet verskeie faktore in ag geneem word wanneer filters vervaardig word. Tegniese prestasie en ekonomiese prestasie word gekombineer.
Verwysings:
[1]Liu Laihong, Wang Shihong. Ontwikkeling en Toepassing van Lugfilters [J]•Filtrering en Skeiding, 2000, 10(4): 8-10.
[2] CN Davis Lugfilter [M], vertaal deur Huang Riguang. Beijing: Atoomenergiepers, 1979.
[3] GB/T6165-1985 hoë-doeltreffendheid lugfilter prestasietoetsmetode transmissie en weerstand [M]. Nasionale Buro vir Standaarde, 1985.
[4] Xing Songnian. Deteksiemetode en praktiese toepassing van hoë-doeltreffendheid lugfilter [J] • Biobeskermende Epidemiese Voorkomingstoerusting, 2005, 26(1): 29-31.
[5] Hochrainer. Verdere ontwikkelings van die deeltjieteller.
grootterPCS-2000glasvesel [J]•Filterjoernaal van Aerosolwetenskap, 2000,31(1): 771-772.
[6]E. Weingartner, P. Haller, H. Burtscher ens Druk
DropAcrossFiberFilters[J]•Aerosol Science, 1996, 27(1): 639-640.
[7] Michael JM en Clyde Orr. Filtrasiebeginsels en -praktyke [M].
New York: MarcelDekkerInc, 1987•
[8] Zhang Guoquan. Aërosolmeganika – teoretiese basis van stofverwydering en -suiwering [M] • Beijing: China Environmental Science Press, 1987.
Plasingstyd: 6 Januarie 2019