空氣凈化過濾器是用于氣體過濾，使氣體清潔的基本元件。本元件可接置在旋片式真空泵進(jìn)氣口的前端，使進(jìn)入真空泵的氣體獲得過濾凈化，去除絕大部分氣體中所含的如塵埃等顆粒雜質(zhì)和水蒸汽等，防止真空泵因吸入不凈的氣體而妨礙正常工作和延長(zhǎng)真空泵的使用壽命。
一、過濾概述
1、過濾材料：既有效地?cái)r截塵埃粒子，又不對(duì)氣流形成過大的阻力。雜亂交織的纖維形成對(duì)粒子的無數(shù)道屏障，纖維間寬闊的空間允許氣流順利通過。
2、效率：過濾器捕集粉塵的量與未過濾空氣中的粉塵量之比為“過濾效率”。小于0.1(微米)的粒子主要作擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，粒子越小，效率越高;大于0.5微米的粒子主要作慣性運(yùn)動(dòng)，粒子越大，效率越高。
3、阻力：纖維使氣流繞行，產(chǎn)生微小阻力。無數(shù)纖維的阻力之和就是過濾器的阻力。 過濾器阻力隨氣流量增加而提高，通過增大過濾材料面積，可以降低穿過濾料的相對(duì)風(fēng)速，減小過濾器阻力。
4、動(dòng)態(tài)性能 被捕捉的粉塵對(duì)氣流產(chǎn)生附加阻力，于是，使用中過濾器的阻力逐漸增加。被捕捉到的粉塵形成新的障礙物，于是，過濾效率略有改善。 被捕捉的粉塵大都聚集在過濾材料的迎風(fēng)面上。濾料面積越大，能容納的粉塵越多，過濾器壽命越長(zhǎng)。
5、使用壽命：濾料上積塵越多，阻力越大。當(dāng)阻力大到設(shè)計(jì)所不允許的程度時(shí)，過濾器的壽命就結(jié)束。有時(shí)，過大的阻力會(huì)使過濾器上已捕捉到的灰塵飛散，出現(xiàn)這種二次污染時(shí)，過濾器也該報(bào)廢。
6、靜電：若過濾材料帶靜電或粉塵帶靜電，過濾效果可以明顯改善。因靜電使粉塵改變運(yùn)動(dòng)軌跡并撞向障礙物，靜電力參與粘住的工作。 二、過濾效率
在決定過濾效率的因素中，粉塵“量”的含義多種多樣，由此計(jì)算和測(cè)量出來的過濾器效率數(shù)值也就不同。實(shí)用中，有粉塵的總重量、粉塵的顆粒數(shù)量;有時(shí)是針對(duì)某一典型粒徑粉塵的量，有時(shí)是所有粉塵的量;還有用特定方法間接地反映濃度的通光量(比色法)、熒光量(熒光法);有某種狀態(tài)的瞬時(shí)量，也有發(fā)塵全過程 變化效率值的加權(quán)平均量。 對(duì)同一只過濾器采用不同的方法進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得的效率值就會(huì)不一樣。離開測(cè)試方法，過濾效率就無從談起。
◎過濾器阻力 過濾器對(duì)氣流形成阻力。過濾器積灰，阻力增加，當(dāng)阻力增大到某一規(guī)定值時(shí)，過濾器報(bào)廢。 新過濾器的阻力稱“初阻力”;對(duì)應(yīng)過濾器報(bào)廢時(shí)的阻力值稱“終阻力”。終阻力 終阻力的選擇直接關(guān)系到過濾器的使用壽命、系統(tǒng)風(fēng)量變化范圍、系統(tǒng)能耗。 大多數(shù)情況下，終阻力是初阻力的2～4倍。 終阻力建議值效率規(guī)格 建議終阻力 PaG3(粗效) 100～200G4(初中效) 150～250F5～F6(中效) 250～300F7～F8(高中效) 300～400F9～H11(亞高效) 400～450高效與超高效 400～600 過濾器越臟，阻力增長(zhǎng)越快。過高的終阻力值并不意味著過濾器的使用壽命會(huì)明顯延長(zhǎng)，但它會(huì)使空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量銳減。因此，沒有必要將終阻力值定得過高。 低效率過濾器常使用直徑≥10?m的粗纖維濾料。由于纖維間空隙大，過大的阻力有可能將過濾器上的積灰吹散，此時(shí)，阻力不再增高，但過濾效率降為零。因此，要嚴(yán)格限制G4以下過濾器的終阻力值。 每個(gè)過濾段都應(yīng)安裝阻力監(jiān)測(cè)裝置。終阻力要靠?jī)x表來判定，不能僅憑操作者的感覺。◎容塵量 容塵量是在特定試驗(yàn)條件下，過濾器容納特定試驗(yàn)粉塵的重量。這里的“特定”是指：
a. 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)風(fēng)洞，以及相關(guān)試驗(yàn)與測(cè)量設(shè)備;
b. 比實(shí)際大氣粉塵顆粒大得多的標(biāo)準(zhǔn)“道路塵”;
c. 委托方與試驗(yàn)方商定、或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法與計(jì)算方法;
d. 委托方與試驗(yàn)方商定的終止試驗(yàn)的條件。 容塵量與過濾器實(shí)際容納粉塵的重量沒有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系，孤立的容塵量數(shù)據(jù)對(duì)用戶沒有任何意義。
◎可吸入顆粒物 空氣中的大顆粒粉塵被人的鼻腔阻攔，小顆粒粉塵可能隨氣流進(jìn)入氣管和肺部，這些粉塵被氣管和肺部的“巨噬細(xì)胞”吞食并消化，巨噬細(xì)胞吃不凈的那些細(xì)菌和病毒還會(huì)被白血球消滅掉。 人的鼻子的鼻毛、分泌物和黏膜可以將大多數(shù)大于10?m的粉塵過濾掉，只有小于10?m的顆粒物才會(huì)隨氣流進(jìn)入氣管和肺部。因此，人們將“可吸入顆粒物”定義為“空氣中≤10?m的顆粒物”。 空氣中的全部粉塵量為“總懸浮顆粒物”，去掉10微米以上的顆粒物，剩下的就是“可吸入顆粒物”，技術(shù)上標(biāo)為TM10。我們經(jīng)常聽到的“可吸入顆粒物”就是這個(gè)TM10。如果將5?m以上的顆粒物去掉，剩下的“可吸入顆粒物”為TM5。可吸入顆粒物與健康效應(yīng)濃度 mg/m3 健康效應(yīng)總懸浮顆粒物 可吸入顆粒物 >0.29 >0.20 免疫功能改變的閾濃度，居民呼吸道疾病患病率開始增加。0.21 0.15 居住區(qū)空氣日平均最高允許濃度。<0.16 <0.11 不引起小學(xué)生免疫功能改變的閾下濃度，不引起群眾呼吸道患病率增加。
◎化學(xué)過濾器 化學(xué)過濾器清除空氣中的氣體污染物。在通風(fēng)和空調(diào)領(lǐng)域，化學(xué)過濾器使用活性炭作為主要過濾材料。化學(xué)過濾器典型應(yīng)用場(chǎng)所有：芯片廠、核工業(yè)、飛機(jī)場(chǎng)、環(huán)保、博物館等，有些家電中也使用了化學(xué)過濾材料。化學(xué)過濾原理 化學(xué)過濾器有選擇性地吸附有害氣體分子，而不是像普通過濾器那樣機(jī)械地清除雜質(zhì)。 活性炭材料中有大量肉眼看不見的微孔，其中絕大部分微孔的孔徑在5?～500?之間，單位材料中微孔的總內(nèi)表面積可高達(dá)700～2300m2/g，也就是說，在一個(gè)米粒大小的活性炭顆粒中，微孔的內(nèi)表面積相當(dāng)于一個(gè)大客廳內(nèi)墻面的大小。 沒有明顯化學(xué)反應(yīng)的吸附稱為物理吸附，這種吸附主要靠的是范德瓦爾斯力。空氣中沸點(diǎn)高(常溫或更高)的游離分子接觸活性炭后，有些在微孔中凝聚成液體并 因毛細(xì)管原理呆在那，有些填滿與分子尺寸相當(dāng)?shù)奈⒖锥c材料成為一體。大氣中的氮?dú)狻⒀鯕狻鍤獾戎饕煞值姆悬c(diǎn)都很低，活性炭吸附不了 它們。普通活性炭是疏水性材料，所以對(duì)水蒸汽的吸附能力也有限。此外，活性炭還能吸附某些空氣微生物并殺死它們。 經(jīng)化學(xué)處理而使材料與有害氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的吸附稱化學(xué)吸附。活性炭靠范德瓦爾斯力抓到氣體分子，材料上的化學(xué)成分與污染物起反應(yīng)，生成固體成分或無害的氣體。進(jìn)行化學(xué)處理的主要方法是在活性炭中均勻地?fù)饺胩囟ǖ脑噭越?jīng)化學(xué)處理的活性炭也稱“浸漬炭”。 使用過程中，吸附能力會(huì)不斷減弱，當(dāng)減弱到某一程度，過濾器報(bào)廢。如果僅為物理吸附，用加熱或水蒸汽熏蒸的辦法可使有害氣體脫離活性炭，使活性炭再生。活性炭材料 活性炭材料分顆粒炭、纖維炭、粉炭。 纖維活性炭由含碳有機(jī)纖維制成。它的孔徑小(<50?)、吸附容量大、吸附快、再生快。常用的纖維基材有酚醛、植物纖維、聚丙烯腈、瀝青。吸附性能 吸附容量。單位活性炭所能吸附污染物的最大量稱吸附容量。不同材料的吸附容量會(huì)不同;同一材料對(duì)不同氣體的吸附容量會(huì)不同;溫度、背景濃度改變，吸附容量也會(huì)變化。 滯留時(shí)間。空氣在活性炭層中逗留的時(shí)間稱滯留時(shí)間。滯留時(shí)間越長(zhǎng)，吸附越充分。為保持足夠的滯留時(shí)間，炭層要足夠厚，過濾風(fēng)速要盡可能低。 使用壽命。新的活性炭吸附效率高，使用中效率不斷衰減，當(dāng)過濾器下游有害氣體接近允許的濃度極限時(shí)，過濾器報(bào)廢。報(bào)廢前的使用時(shí)間就是使用壽命，也稱有效防護(hù)時(shí)間。 選擇性。一般說來，在物理吸附中易被吸附的有：分子量大的氣體、沸點(diǎn)高的氣體、揮發(fā)性有機(jī)氣體。若活性炭經(jīng)化學(xué)浸漬，還可以清除平時(shí)難以對(duì)付的氣體，或突出對(duì)某類氣體的吸附能力。活性炭過濾器的選用 影響活性炭過濾器吸附效果和使用壽命的主要因素有：污染物的種類和濃度、氣流在過濾材料中的滯留時(shí)間、空氣的溫度和濕度。 實(shí)際選用時(shí)，要根據(jù)污染物種類、濃度和處理風(fēng)量等條件，確定過濾器形式和活性炭種類。 活性炭過濾器的上下游均應(yīng)有好的除塵過濾器，其效率規(guī)格應(yīng)不低于F7。上游過濾器防止灰塵堵塞活性炭材料;下游過濾器攔住活性炭本身的發(fā)塵過濾效率試驗(yàn)方法計(jì)重法 Arrestance 試驗(yàn)塵源為大粒徑、高濃度標(biāo)準(zhǔn)粉塵。粉塵的主要成分是經(jīng)篩選的、規(guī)定地區(qū)的浮塵，再摻入規(guī)定量的細(xì)碳黑和短纖維。大多數(shù)國(guó)家規(guī)定使用美國(guó)亞利桑那荒漠地帶 的“道路塵”(Arizona Road Dust)，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)曾規(guī)定使用黃土高原某村落的塵土，日本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用源于日本的“關(guān)東亞黏土”。測(cè)量的“量”為粉塵重量。 過濾器裝在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)風(fēng)洞內(nèi)，上風(fēng)端連續(xù)發(fā)塵。每隔一段時(shí)間，測(cè)量穿過過濾器的粉塵重量或過濾器上的集塵量，由此得到過濾器在該階段按粉塵重量計(jì)算的過濾效率。最終的計(jì)重效率是各試驗(yàn)階段效率依發(fā)塵量的加權(quán)平均值。 計(jì)重法試驗(yàn)的終止試驗(yàn)的條件為：約定的終阻力值，或效率明顯下降時(shí)。這里的所謂“約定”是指客戶與試驗(yàn)者間的約定，或試驗(yàn)者自己的規(guī)定。顯然，約定終止試驗(yàn)的條件不同，計(jì)重效率值就不同。 終止試驗(yàn)時(shí)，過濾器容納試驗(yàn)粉塵的重量稱為“容塵量”。 計(jì)重法用于測(cè)量低效率過濾器，那些過濾器一般用于中央空調(diào)系統(tǒng)中的預(yù)過濾。 計(jì)重法試驗(yàn)是破壞性試驗(yàn)，不能用于制造廠的日常產(chǎn)品性能檢驗(yàn)。 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：美國(guó)ANSI/ASHRAE 52.1-1992，歐洲EN779-1993，中國(guó)GB12218-89。 比色法 Dust-spot 試驗(yàn)臺(tái)和試驗(yàn)粉塵與計(jì)重法所用相同。粉塵“量”為采樣點(diǎn)高效濾紙的通光量。 在過濾器前后采樣，采樣頭上有高效濾紙，顯然，過濾器前后采樣點(diǎn)高效濾紙的污染程度會(huì)不同。試驗(yàn)中，每經(jīng)過一段發(fā)塵試驗(yàn)，測(cè)量不發(fā)塵狀態(tài)下過濾器前后采 樣點(diǎn)高效濾紙的通光量，通過比較濾紙通光量的差別，用規(guī)定計(jì)算方法得出所謂“過濾效率”。最終的比色效率是試驗(yàn)全過程各階段效率值依發(fā)塵量的加權(quán)平均值。 終止試驗(yàn)的條件與計(jì)重法條件相似：約定的終阻力值，或效率明顯下降時(shí)。 比色法用于測(cè)量效率較高的一般通風(fēng)用過濾器，空調(diào)系統(tǒng)中的大部分過濾器屬于這種過濾器。比色法曾是國(guó)外通行的試驗(yàn)方法，這種方法逐漸被計(jì)數(shù)法所取代。 嚴(yán)格的比色法是破壞性試驗(yàn)。 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：美國(guó)ANSI/ASHRAE 52.1-1992，歐洲EN 779-1993。
選型經(jīng)驗(yàn)
◎合理確定各級(jí)過濾器效率 一般情況下，最末一級(jí)過濾器決定空氣凈化的程度，上游的各級(jí)過濾器只起保護(hù)作用，它保護(hù)下風(fēng)端過濾器以延長(zhǎng)其使用壽命，或保護(hù)空調(diào)系統(tǒng)以確保其正常工作。 空調(diào)設(shè)計(jì)中，應(yīng)首先根據(jù)用戶的潔凈要求確定最末一級(jí)過濾器的效率，然后，選擇起保護(hù)作用的過濾器，如果這級(jí)過濾器亦需保護(hù)，再在它的上風(fēng)端增設(shè)過濾器。起保護(hù)作用的過濾器統(tǒng)稱“預(yù)過濾器”。 應(yīng)妥善匹配各級(jí)過濾器的效率。若相鄰兩級(jí)過濾器的效率規(guī)格相差太大，則前一級(jí)起不到保護(hù)后一級(jí)的作用;若兩級(jí)相差不大，則后一級(jí)負(fù)擔(dān)太小。 潔凈室末端高效過濾器的使用壽命應(yīng)為5～15年，影響使用壽命的最主要因素是預(yù)過濾器的優(yōu)劣。 當(dāng)使用“G～F～H～U”效率規(guī)格分類時(shí)，可方便地估計(jì)所需各級(jí)過濾器的效率。在G2～H12中，每隔2～4檔設(shè)置一級(jí)過濾器。例如：G4→F7→H10，其中，末端H10(亞高效)過濾器決定送風(fēng)的潔凈水平，F(xiàn)7保護(hù)H10，G4保護(hù)F7。 潔凈室末端高效(HEPA)過濾器前要有效率規(guī)格不低于F8的過濾器來保護(hù);超高效(ULPA)過濾器前可選用F9～H11的過濾器。中央空調(diào)本身應(yīng)有效率規(guī)格不低于F5的過濾器來保護(hù)。 在無風(fēng)沙、低污染地區(qū)，F(xiàn)7過濾器前可不設(shè)預(yù)過濾器;在城市中央空調(diào)系統(tǒng)中，G3～F6是常見的初級(jí)過濾器。 究竟應(yīng)設(shè)什么效率級(jí)別的預(yù)過濾器來保護(hù)后一級(jí)過濾器，這需要設(shè)計(jì)師和現(xiàn)場(chǎng)工程師將使用環(huán)境、備件費(fèi)用、運(yùn)行能耗、維護(hù)費(fèi)用等因素綜合考慮后決定。 實(shí)例
● 某100級(jí)潔凈室，設(shè)置了F5→F8→H10→H13四級(jí)過濾，末端H13過濾器用了8年。
● 某潔凈室高效過濾器前只有F5過濾器保護(hù)，用戶每年都要更換高效過濾器。
● 重度污染城市的某新風(fēng)凈化系統(tǒng)中過濾器設(shè)置為G3→H10，系統(tǒng)運(yùn)行半個(gè)月后H10過濾器報(bào)廢。
● 某汽車噴漆流水線，過濾器設(shè)置為G3→F6→F5。其中，末端F5為屋頂滿布的過濾材料，它僅起工藝要求的均流作用;F6決定了送風(fēng)的凈化水平。 要點(diǎn) 末級(jí)過濾器的性能要可靠。 預(yù)過濾器的效率規(guī)格要合理。 初級(jí)過濾器的維護(hù)要方便。
◎典型場(chǎng)所過濾器的選取場(chǎng)所 主過濾器效率 常見過濾元件 特殊要求 說明普通中央空調(diào)中的主過濾器
F5～F7 袋式、無隔板過濾器 過濾效率合理 衛(wèi)生，保護(hù)室內(nèi)裝潢，保護(hù)空調(diào)系統(tǒng)普通中央空調(diào)中的預(yù)過濾器
G3～F5 各種便宜、使用方便的過濾器 容塵能力高，供貨有保證 保護(hù)空調(diào)系統(tǒng)，保護(hù)下一級(jí)過濾器高檔公共場(chǎng)所中央空調(diào)
F7 袋式、無隔板過濾器 防止風(fēng)口黑漬，防止室內(nèi)裝潢褪色機(jī)場(chǎng)航站樓 F7 袋式、無隔板過濾器 旅客第一印象學(xué)校、幼兒園 F7 袋式、無隔板過濾器 防火 特殊安全考慮診室與病房 F7～F8 袋式、無隔板過濾器 防止交叉?zhèn)魅静┪镳^、圖書館 F7 袋式、無隔板過濾器 保護(hù)珍品音像工作室 F7 袋式、無隔板過濾器 保護(hù)光學(xué)設(shè)備和制品10萬級(jí)、1萬級(jí)非均勻流潔凈室 HEPA 有隔板、無隔板高效過濾器 逐臺(tái)測(cè)試，無易燃材料 過濾器裝在高效送風(fēng)口內(nèi)100級(jí)潔凈室 HEPA或ULPA 有隔板、無隔板高效過濾器 出廠前經(jīng)過逐臺(tái)掃描檢驗(yàn) 潔凈室末端一般潔凈室預(yù)過濾 F8～H10 袋式、無隔板、有隔板過濾器 保證末端過濾器正常使用壽命芯片廠10級(jí)、1級(jí)潔凈廠房 ULPA 無隔板ULPA過濾器 掃描檢驗(yàn)，流速均勻，無揮發(fā)物 當(dāng)今對(duì)過濾器性能要求最高的過濾器芯片廠10級(jí)、1級(jí)潔凈廠房預(yù)過濾 HEPA 無隔板、有隔板過濾器 迎面風(fēng)速高 保證末端過濾器的使用壽命為“一輩子”制藥行業(yè)30萬級(jí)潔凈廠房
F8～H10HEPA 袋式、無隔板、有隔板過濾器 過濾器不含營(yíng)養(yǎng)物 末端過濾器可以設(shè)在中央空調(diào)器內(nèi)負(fù)壓潔凈室排風(fēng)過濾 HEPA 無隔板、有隔板過濾器 可靠 禁止危險(xiǎn)物品的排放轎車涂裝流水線主過濾器 F4～F7 袋式過濾器 不含硅酮，不掉毛，阻燃 滿足面漆無疵點(diǎn)，保護(hù)均流材料轎車烤漆流水線主過濾器 F6～F7 耐高溫有隔板過濾器 不含硅酮 工藝要求高要求靜電噴涂生產(chǎn)車間 F7～F8 袋式、無隔板過濾器 不含硅酮，不掉毛 保證外觀無疵點(diǎn)核電站排風(fēng) HEPA 有隔板、無隔板過濾器 防火、耐沖擊、專門機(jī)構(gòu)認(rèn)證 采用中央空調(diào)的機(jī)房、交換臺(tái)、中控室 F5～F7 袋式、無隔板過濾器 防止因灰塵引起的散熱不良和電路故障采用柜式空調(diào)的機(jī)房、交換臺(tái)、中控室 G3～F5 簡(jiǎn)易的平板過濾器 因場(chǎng)地限制，柜式空調(diào)很難采用其它形式的過濾器化纖抽絲工序 F8 袋式過濾器 防止斷絲紡紗車間 G4～F7 袋式過濾器，靜電過濾器 防止“煤灰紗”食品工業(yè) F7 袋式、無隔板過濾器 無營(yíng)養(yǎng)物 生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生潔凈工作臺(tái)，風(fēng)淋室 HEPA 有隔板、無隔板高效過濾器 軋鋼主電機(jī) F7 袋式過濾器 阻燃 防止因粉塵造成的電機(jī)故障卷煙廠中央空調(diào) F7 自潔式過濾裝置，袋式過濾器 國(guó)內(nèi)煙草行業(yè)目前流行自潔式過濾裝置家庭中央空調(diào) G3～G4 平板過濾器 便宜、美觀 擺在超市的商品普通家用空調(diào) — 尼龍網(wǎng) 可清洗 阻擋纖維和粗粉塵風(fēng)沙地區(qū)預(yù)過濾 — 慣性除塵裝置，水浴除塵裝置，卷簾過濾器 清除大顆粒粉塵，只在刮風(fēng)時(shí)工作燃?xì)廨啓C(jī)與離心式空壓機(jī) F7～F8 無隔板、袋式、有隔板過濾器，自潔式過濾器 抗沖擊，阻燃 防止設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢、磨損、腐蝕軸流式空壓機(jī) F5～F7 無隔板、袋式過濾器 抗沖擊，阻燃 防止葉片磨損往復(fù)式空壓機(jī)、內(nèi)燃機(jī) G3～F5 袋式過濾器，濾清器，平板過濾器 抗沖擊，耐超阻 防止汽缸磨損高級(jí)轎車空調(diào) F7 無隔板過濾元件 防塵，防花粉高檔家用吸塵器 F7HEPA 無隔板過濾元件 結(jié)實(shí)，抗水 防止排風(fēng)二次污染潔凈室用吸塵器 HEPA 無隔板過濾元件 結(jié)實(shí)，抗水 防止排風(fēng)二次污染家用空氣凈化器 F7～F9HEPA 筒狀和方形無隔板過濾元件 便宜，美觀 擺在超市的商品防毒面具 HEPA 無隔板過濾元件 耐溫，抗水 常與活性炭組合使用
注①“主過濾器”指最末一級(jí)的過濾器，或指定部位的過濾器。