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過濾原理(lǐ)

來源:嘉科環保浏覽:530發布日期:2022-04-11

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

    顆粒與過濾介質中的纖維接觸後過濾的機理(lǐ)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(lǐ)主要應用于機械式過濾器(qì),并受顆粒大小的影響。靜電過濾通過制造工藝的一(yī)部分(fēn)-更換介質實現。

機制

    空氣過濾器(qì)介質将微粒從空氣中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(zǐ)過濾技術的主要因素。對于直徑大于0.2μm的微粒來說,主要采用慣性分(fēn)離與攔截機制進行收集過濾,而對于直徑小于0.2μm的微粒來說,則主要采用擴散機制進行收集過濾。其中,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(jīn)屬等)之間的缺口尺寸小于粒子(zǐ)直徑時,過濾器(qì)經過設計捕捉這些(xiē)顆粒。這種原理(lǐ)廣泛應用于大多數過濾器(qì)設計中,完全取決于顆粒的直徑大小、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(kuài)速變化(huà)和慣性原理(lǐ)将大量(粒子(zǐ))從氣流中分(fēn)離出來。處于某個速度的微粒子(zǐ)趨向于保持這種速度,并保持相同的方向繼續前進。如(rú)果過程粒子(zǐ)濃度很高,一(yī)般應用這種原理(lǐ)。并且,在很多情況下(xià),預過濾器(qì)模式和更高效的終過濾器(qì)均采用這種原理(lǐ)。

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攔截效應

爲了(le)實現攔截,一(yī)個粒子(zǐ)必須從一(yī)個纖維半徑距離内進入。顆粒因此與纖維接觸并附着其中。攔截原理(lǐ)與嵌入原理(lǐ)相比,不同之處在于被攔截的顆粒較小,且其慣性不能(néng)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)個顆粒逃離介質中的某個區域,通過吸引和捕捉,它在介質中創造一(yī)個較低(dī)濃度的區域,另一(yī)個粒子(zǐ)擴散至該區域将被捕捉。爲提高這種吸引的可能(néng)性,過濾器(qì)的擴散效應要在較低(dī)濾速和/或者高密度的微細纖維下(xià)起作(zuò)用,纖維一(yī)般爲玻璃纖維或者其它纖維材質。粒子(zǐ)在“捕捉區”的時間越多,收集介質(纖維)的表面區域較大,捕捉的機會越大。根據此過濾效應,過濾器(qì)制造商(shāng)采用兩種不同的方法——采用更大面積的細玻璃纖維闆類型介質或者采用更小面積的高蓬松玻璃纖維介質。

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靜電效應

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

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機械式過濾器(qì)和靜電過濾器(qì)

    随着時間的推移,當機械過濾器(qì)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(jiù)必須更換新(xīn)的過濾器(qì)了(le)。基于這個原因,通常應随時監測機械式過濾器(qì)使用壽命期間的壓降值,因爲該值将表示何時更換新(xīn)的過濾器(qì)。

    相反地,靜電式過濾器(qì)由極化(huà)的纖維組成,随着時間的流逝或者接觸某些(xiē)化(huà)學物質、懸浮微粒或者較高的相對濕度後,可能(néng)失去收集效率。靜電式過濾器(qì)的壓降值的增加速度一(yī)般比類似效率的機械式過濾器(qì)慢(màn)。

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

細纖維介質空氣過濾器(qì)

粗纖維介質空氣過濾器(qì)

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細纖維介質按照機械式去除原理(lǐ)工作(zuò),纖維不會随着時間的推移而失去效率。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除性能(néng)。

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

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

某些(xiē)纖維介質空氣過濾器(qì)帶有靜電電荷,可在制造過程中自然或者人(rén)工加載于介質上(shàng)的。這類過濾器(qì)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(néng)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(néng)影響過濾器(qì)的效率,但(dàn)實際運行中不會那麽大。因此,測試時的最低(dī)效率可能(néng)高于實際使用時實現的效率。”

EN779: 2002标準說明:

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

        這些(xiē)段落很清楚地表明,空氣過濾器(qì)專家也(yě)承認,采用被動的靜電電荷過濾原理(lǐ),時間流逝會影響過濾器(qì)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(qì),可能(néng)出現不準确的測試結果。


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