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過濾原理

來源:嘉科環保浏覽:558發布日期:2022-04-11

機械式空氣過濾器去(qù)除氣流中(zhōng)的顆粒,因爲顆粒與過濾介質中(zhōng)的纖維表面接觸後會粘附在纖維上。

    顆粒與過濾介質中(zhōng)的纖維接觸後過濾的機理爲濾除(篩效應),攔截效應, 擴散效應慣性效應 以及靜電效應 。過濾原理主要應用于機械式過濾器,并受顆粒大(dà)小(xiǎo)的影響。靜電過濾通過制造工(gōng)藝的一(yī)部分(fēn)-更換介質實現。

機制

    空氣過濾器介質将微粒從空氣中(zhōng)過濾出來共采用五種過濾機制。這五種機制分(fēn)别爲:濾除(過篩)、攔截、擴散、慣性分(fēn)離(lí)以及靜電吸引。每種機制分(fēn)别适用一(yī)定粒度範圍,這是分(fēn)子過濾技術的主要因素。對于直徑大(dà)于0.2μm的微粒來說,主要采用慣性分(fēn)離(lí)與攔截機制進行收集過濾,而對于直徑小(xiǎo)于0.2μm的微粒來說,則主要采用擴散機制進行收集過濾。其中(zhōng),靜電吸引機制是通過對過濾介質負載電荷實現的,是制造工(gōng)藝流程的一(yī)個組成部分(fēn)。

篩效應

    當介質組成(纖維、篩孔、波紋金屬等)之間的缺口尺寸小(xiǎo)于粒子直徑時,過濾器經過設計捕捉這些顆粒。這種原理廣泛應用于大(dà)多數過濾器設計中(zhōng),完全取決于顆粒的直徑大(dà)小(xiǎo)、介質間距和介質密度。

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慣性效應

利用空氣方向的快速變化和慣性原理将大(dà)量(粒子)從氣流中(zhōng)分(fēn)離(lí)出來。處于某個速度的微粒子趨向于保持這種速度,并保持相同的方向繼續前進。如果過程粒子濃度很高,一(yī)般應用這種原理。并且,在很多情況下(xià),預過濾器模式和更高效的終過濾器均采用這種原理。

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攔截效應

爲了實現攔截,一(yī)個粒子必須從一(yī)個纖維半徑距離(lí)内進入。顆粒因此與纖維接觸并附着其中(zhōng)。攔截原理與嵌入原理相比,不同之處在于被攔截的顆粒較小(xiǎo),且其慣性不能足夠使顆粒繼續直線運行。因此随空氣流動直至與纖維接觸。

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擴散效應

    當一(yī)個顆粒無規則運動(布朗運動)時,該顆粒碰撞到一(yī)根纖維而被捕捉。當一(yī)個顆粒逃離(lí)介質中(zhōng)的某個區域,通過吸引和捕捉,它在介質中(zhōng)創造一(yī)個較低濃度的區域,另一(yī)個粒子擴散至該區域将被捕捉。爲提高這種吸引的可能性,過濾器的擴散效應要在較低濾速和/或者高密度的微細纖維下(xià)起作用,纖維一(yī)般爲玻璃纖維或者其它纖維材質。粒子在“捕捉區”的時間越多,收集介質(纖維)的表面區域較大(dà),捕捉的機會越大(dà)。根據此過濾效應,過濾器制造商(shāng)采用兩種不同的方法——采用更大(dà)面積的細玻璃纖維闆類型介質或者采用更小(xiǎo)面積的高蓬松玻璃纖維介質。

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靜電效應

    使用大(dà)直徑纖維介質的過濾器依靠靜電電荷來提高細小(xiǎo)顆粒的去(qù)除效率。一(yī)般情況下(xià)選擇大(dà)直徑纖維介質是因爲較低的成本和較低的氣流阻力。然而,通常随着時間的推移,這些過濾器将失去(qù)它們的靜電電荷,因爲它們表面捕捉的顆粒占據了帶電荷基,從而抵消了它們的靜電電荷。

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機械式過濾器和靜電過濾器

    随着時間的推移,當機械過濾器捕捉越來越多的顆粒後,它們的收集效率和壓降值将顯著增加。最終,增加的壓降值将明顯阻礙空氣流動,這時,就必須更換新的過濾器了。基于這個原因,通常應随時監測機械式過濾器使用壽命期間的壓降值,因爲該值将表示何時更換新的過濾器。

    相反地,靜電式過濾器由極化的纖維組成,随着時間的流逝或者接觸某些化學物(wù)質、懸浮微粒或者較高的相對濕度後,可能失去(qù)收集效率。靜電式過濾器的壓降值的增加速度一(yī)般比類似效率的機械式過濾器慢(màn)。

    因此,與機械過濾器不同,壓降值并不作爲靜電式過濾器需要更換的依據。在挑選通風過濾器時,您應該牢記機械過濾器和靜電過濾器之間存在的上述各種區别,因爲這些區别将影響您過濾器的性能(随着時間的推移,收集效率下(xià)降等),以及維護需求(更換新過濾器的時間表)。

細纖維介質空氣過濾器

粗纖維介質空氣過濾器

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細纖維介質按照機械式去(qù)除原理工(gōng)作,纖維不會随着時間的推移而失去(qù)效率。它們的初始效率與他們使用壽命内實際的效率沒有差别,向用戶提供他們需求的顆粒去(qù)除性能。

/電介體(tǐ)纖維由于較大(dà)的尺寸,更方便生(shēng)産,因此價格也更低。他們主要的顆粒捕捉效果要求在制造過程中(zhōng)讓纖維充滿電荷。電荷随着顆粒沉積而逐漸消失後,過濾器的效率也逐漸降低。一(yī)個關鍵指數是,當99%的顆粒直徑小(xiǎo)于1微米——這個範圍後,這種類型的過濾器将失去(qù)過濾效率。

ANSI/ASHRAE 52.2-1999标準化裏有一(yī)個介紹性段落,其中(zhōng)詳細說明了:

某些纖維介質空氣過濾器帶有靜電電荷,可在制造過程中(zhōng)自然或者人工(gōng)加載于介質上的。這類過濾器在幹淨的條件下(xià)具有很高的效率,而在他們實際的使用周期内,效率可能随着時間推移而下(xià)降。本标準裏描述的積灰荷載程序的初始調節步驟可能影響過濾器的效率,但實際運行中(zhōng)不會那麽大(dà)。因此,測試時的最低效率可能高于實際使用時實現的效率。”

EN779: 2002标準說明:

“某些類型的過濾器介質依靠靜電效果在較低的氣流阻力下(xià)具有高效率。當過濾介質暴露某些環境時,例如油霧或燃燒生(shēng)成的顆粒,都可能中(zhōng)和掉這些電荷,進而影響過濾器的性能。很重要的一(yī)點是,用戶應了解電荷消失發生(shēng)後,過濾器的性能将衰減。附件A中(zhōng)描述的标準測試程序提供了确認這種效率下(xià)降過程的方法。該流程用于确認過濾器效率是否取決于靜電去(qù)除原理,提供靜電去(qù)除重要性相關的定量信息”

        這些段落很清楚地表明,空氣過濾器專家也承認,采用被動的靜電電荷過濾原理,時間流逝會影響過濾器的效率。并且專家還說明,使用标準流程測試依靠靜電電荷進行過濾的粗纖維過濾器,可能出現不準确的測試結果。


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