空气过滤器培训资料

CM 07/AM CM07/CH2 CM 07/HCl CM 07/SO2 CM 07/K13 KJ 1,4-2/2/520
氨气、胺（卤氮化合物） 醛类气体 (如 甲醛 – 福尔马林.) 酸性气体 ( HCl, HF...) 酸性气体 ( SO2, NO2, H2S..) 汞蒸气 甲基碘等放射性气体
大气尘分布和组成
气相物质（蒸气） 凝结 尘粒 土壤风化等，细菌， 花粉等
凝并
0.01
0.1
1.0
10 µm
细粒子
粗粒子
大气尘的累计粒径分布
99.9 99 95 90
99.9% m 99.9%< <1 1µ m!! µ 数量
0.1% > 1 µm 投影面积
% 小于某一粒径的灰尘百分比
重量 70%
10 5 1
10 粒径 µm
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
100 % 80
综合效应
筛效应
静电 无静电效应的 综合效率
60
扩散
惯性
40 20 0
拦截 0,1
最易穿透粒径点 MPPS
1
µm
10,0
静电的影响
玻璃纤维滤料 (大量的细纤维)
某些化纤滤料（带静电） （少量的粗纤维）
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气体分子 < 0.001 µm
大气尘
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空气动力学直径: 0.01-100 µm 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 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
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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。 密实 蓬松
过滤器结构 - 阻力
楔形结构
平直结构
“死区”- 滤料无法充 分利用, 阻力高
小结 - 灰尘过滤器
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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。
应了解的重要方法：
计重法； 比色法； 粒径计数法； 纳焰法； DOP法； 油雾法； 大气尘径限数法。
哪些灰尘粒径小于1µm？
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油烟 香烟烟雾 金属尘粒 碳黑 病毒和某些细菌
灰尘的危害
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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
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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
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一般通风用空气过滤器
安装框架和箱体 压差计等附件
camcarb 活性炭化学过滤器
Camfil
Group presentation
OH-presentation, 990204 Camfil - clean air solutions
空气过滤常识
目 录
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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
吸附型过滤器
多种吸附材料
活性炭 ä 活性氧化铝 ä 硅胶 ä 沸石 ä “光触媒”（纳米级TiO2） ä 在空气净化行业，目前最常用的是活 性炭。
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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） ä 抽烟 ä 建筑装饰材料 ä 室内办公和生活设备 ä 生产工艺过程 ä 室外空气（汽车、燃烧、工业排放等） ä 通风及空调设备
煤 煤，活性氧化铝 煤 煤 煤 椰子壳
选择设计化学过滤器
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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
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0.1 粒径 µm
1
10
大气尘的粒径分布
粒径小于 1 µm 的灰尘： • 占灰尘总数量的 99.9% • 只占灰尘总重量的30%
1µm 有多大?
1 µm = 1/1000 mm 头发: 150 µm 花粉: 10 µm
1µm 有多大?
花粉: 10 µm 灰尘: 0.5 µm 病毒: 0.2 µm
两种过滤器在城市大气环境中的 实际测试结果
对 0.4 um尘粒的效率 (%)
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
玻璃纤维过滤器
带静电的化纤过滤器
时间 ( h) (h)
5. 静电效应
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Activated carbons (examples)
Camfil 活性炭种类型号 CM 01 CM 05 应用 战争用毒气, 如光气、沙林毒气、DMMP 等 挥发性有机化合物 (VOC), 酒精蒸汽、 苯类蒸汽, 酯类, 醚类, 酮类, 油类蒸汽, 臭氧, 异味, 溶剂蒸气 基 材 椰壳 煤
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吸附效率 - 使用寿命
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
吸附效率(%)
最低允许效率
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
时间(天)
使用寿命
哪些因素影响吸附性能?
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活性炭种类 气体浓度 气体种类 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
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什么是活性炭？
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用有机含碳材料炭化、活化而成。 发达的孔隙结构，绝大部分孔径 < 500� (1 � = 10-10 m) 比表面积很大，可达 1000-2000 m²/g 。
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活性炭种类
颗粒活性炭
大孔 过渡孔
纤维活性炭
微孔
微孔
活性炭由哪些材料制成？
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颗粒活性炭 椰壳 煤 木炭 木材 骨头
ICM艾克姆环境
空气过滤器培训资料
Biblioteka Baidu
内部培训资料
一般通风用空气过滤器
hi-flo 无隔板通风用空气过滤
紧凑型无隔板 通风用空气过 滤器 airopac Green
hi-cap 30/30, aeropleat
Riga-flo
Camfil
Group presentation
OH-presentation, 990204 Camfil - clean air solutions
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
n
氧气 （ 21%） 氮 气 (78%) 其它 (1%)
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
气流速度
纤维直径
4. 筛效应 灰尘直径如果大于纤
维之间的间隙，就会 被拦住。 一般来说，灰尘直径 远小于纤维间隙，也 就是说，筛效应很少 发生。 气流速度 纤维直径 纤维数量
%机械过滤总效应 100 80 60 40 20 0 0.1 1
扩散效应 惯性效应 最易穿透粒径点 MPPS 总效应 拦截效应 筛效应
要使过滤器对小灰尘粒子效率高: ä 穿过滤料的风速低 = 所用滤料面积大 ä 滤料中含有数量多的细纤维 ä 静电 (只对新过滤器)
滤料 - 效率
使用后的过滤器
• 滤料中含有粗细不等的 小灰尘粒子
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
ã 采用带有静电的化纤滤料，可以提高初始效率。 ã 一般来说，滤料的静电是在生产过程中自然产生的 ã 但是，就目前可行的技术而言，还无法使滤料长期保 持静电，当在实际使用时，静电会很快消失。 ã 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
� ppm:
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浓度换算: ppm ⇔ mg/m3
ppm = 24.04 x (mg/m3) / M - 20°C 和 一 个大气压下 - M = 分子量 � 1 ppb = 24.04 x (µg/m3) / M � 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)
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
过滤机理效应 • 扩散效应 • 拦截效应 • 惯性效应 • 筛效应 • 静电效应
空气过滤器是筛子吗？
1. 扩散效应
小于 1 µm的灰尘粒子不随 气流运动，而是因空气分子 的撞击做无规则运动，称为 “布朗扩散运动”。如果撞在 过滤器纤维上就被捕获。粒 子越小，扩散运动越剧烈， 撞击纤维的机会越多，过滤 效果越好。 气流速度 纤维直径 纤维数量
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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
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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
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化学吸附
吸附力是化学键 发生化学反应 不能脱附再利用
物理吸附
对流扩散
可能脱附
分子间的引力-范德华力.
化学吸附
化学浸渍/改性层 不可能脱附
2. 拦截效应
小而轻的灰尘粒子 随气流而运动，当 绕过纤维时，离纤 维表面太近的灰尘 就会被拦截下来.
气流速度
纤维直径
纤维数量
3. 惯性效应
较大的灰尘粒子在气流 中做惯性运动。当气流 绕过纤维时，惯性大的 粒子来不及绕过而直接 撞到纤维上。 灰尘越大，惯性力越强 ，撞击纤维的可能性越 大，过滤效果越好 纤维数量
不同时刻气体在 炭层中的浓度分布 t=5 t=4
t=2 t=0 t=1
出口浓度不断升高
t=3
吸附性能
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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”
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不同吸附方式的应用
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物理吸附（非浸渍炭）
挥发性有机化合物（TVOC） 溶剂性气体 异味
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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
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活性炭怎样吸附气体？
对流扩散
内扩散
动态吸附过程 -“吸附波”
活性炭层 入口浓度
主要应用场合
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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
基本浓度单位和换算
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常用基本浓度单位（体积浓度 / 摩尔浓度）
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
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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
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空气中包括有害气体和灰尘 大气尘粒径范围 : 0.01 - 100 µm 总数99.9%的灰尘小于1 µm 大于1 µm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
分子间的化学键.
物理吸附的普遍性
物理吸附几乎可以吸附任何气体。 ä 但对不同种类气体，吸附效果不同。 一般来说：
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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
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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。