Perkembangan industri moden telah meletakkan permintaan yang semakin meningkat terhadap persekitaran eksperimen, penyelidikan dan pengeluaran. Cara utama untuk mencapai keperluan ini ialah menggunakan penapis udara secara meluas dalam sistem penghawa dingin yang bersih. Antaranya, penapis HEPA dan ULPA adalah perlindungan terakhir bagi zarah habuk yang memasuki bilik bersih. Prestasinya secara langsung berkaitan dengan tahap bilik bersih, yang seterusnya mempengaruhi proses dan kualiti produk. Oleh itu, adalah bermakna untuk menjalankan penyelidikan eksperimen pada penapis. Prestasi rintangan dan prestasi penapisan kedua-dua penapis telah dibandingkan pada kelajuan angin yang berbeza dengan mengukur kecekapan penapisan penapis gentian kaca dan penapis PTFE untuk zarah PAO 0.3 μm, 0.5 μm, 1.0 μm. Keputusan menunjukkan bahawa kelajuan angin adalah faktor yang sangat penting yang mempengaruhi kecekapan penapisan penapis udara HEPA. Semakin tinggi kelajuan angin, semakin rendah kecekapan penapisan, dan kesannya lebih jelas untuk penapis PTFE.
Kata kunci:Penapis udara HEPA; Prestasi rintangan; prestasi penapisan; kertas penapis PTFE; kertas penapis gentian kaca; penapis gentian kaca.
Nombor CLC:X964 Kod pengenalan dokumen: A
Dengan perkembangan berterusan sains dan teknologi, pengeluaran dan pemodenan produk perindustrian moden telah menjadi lebih dan lebih menuntut untuk kebersihan udara dalaman. Khususnya, mikroelektronik, perubatan, kimia, biologi, pemprosesan makanan dan industri lain memerlukan pengecilan. Ketepatan, ketulenan tinggi, kualiti tinggi dan persekitaran dalaman yang boleh dipercayai, yang meletakkan keperluan yang lebih tinggi dan lebih tinggi pada prestasi penapis udara HEPA, jadi cara mengeluarkan penapis HEPA untuk memenuhi permintaan pengguna telah menjadi keperluan mendesak pengeluar. Salah satu masalah diselesaikan [1-2]. Adalah diketahui umum bahawa prestasi rintangan dan kecekapan penapisan penapis adalah dua petunjuk penting untuk menilai penapis. Kertas ini cuba menganalisis prestasi penapisan dan prestasi rintangan penapis udara HEPA bahan penapis yang berbeza melalui eksperimen [3], dan struktur yang berbeza bagi bahan penapis yang sama. Prestasi penapisan dan sifat rintangan penapis memberikan asas teori untuk pengeluar penapis.
1 Analisis kaedah ujian
Terdapat banyak kaedah untuk mengesan penapis udara HEPA, dan negara yang berbeza mempunyai piawaian yang berbeza. Pada tahun 1956, Suruhanjaya Tentera AS membangunkan USMIL-STD282, standard ujian penapis udara HEPA, dan kaedah DOP untuk ujian kecekapan. Pada tahun 1965, piawaian British BS3928 telah ditubuhkan, dan kaedah nyalaan natrium untuk pengesanan kecekapan digunakan. Pada tahun 1973, Persatuan Pengudaraan Eropah membangunkan standard Eurovent 4/4, yang mengikut kaedah pengesanan nyalaan natrium. Kemudian, American Society for Environmental Testing and Filter Efficiency Science menyusun satu siri piawaian serupa untuk kaedah ujian yang disyorkan, semuanya menggunakan kaedah pengiraan angkup DOP. Pada tahun 1999, Eropah menubuhkan piawaian BSEN1822, yang menggunakan saiz zarah paling telus (MPPS) untuk mengesan kecekapan penapisan [4]. Piawaian pengesanan China menggunakan kaedah nyalaan natrium. Sistem pengesanan prestasi penapis udara HEPA yang digunakan dalam eksperimen ini dibangunkan berdasarkan piawaian AS 52.2. Kaedah pengesanan menggunakan kaedah pengiraan kaliper, dan aerosol menggunakan zarah PAO.
1. 1 instrumen utama
Eksperimen ini menggunakan dua pembilang zarah, yang mudah, mudah, pantas dan intuitif berbanding peralatan ujian kepekatan zarah yang lain [5]. Kelebihan pembilang zarah di atas menjadikannya secara beransur-ansur menggantikan kaedah lain dan menjadi kaedah ujian utama untuk kepekatan zarah. Mereka boleh mengira kedua-dua bilangan zarah dan taburan saiz zarah (iaitu, mengira kiraan), yang merupakan peralatan teras eksperimen ini. Kadar aliran pensampelan ialah 28.6 LPM, dan pam vakum tanpa karbonnya mempunyai ciri-ciri bunyi yang rendah dan prestasi yang stabil. Jika pilihan dipasang, suhu dan kelembapan serta kelajuan angin boleh diukur dan penapis boleh diuji.
Sistem pengesanan menggunakan aerosol menggunakan zarah PAO sebagai habuk untuk ditapis. Kami menggunakan penjana aerosol (generasi aerosol) model TDA-5B yang dihasilkan di Amerika Syarikat. Julat kejadian ialah 500 – 65000 cfm (1 cfm = 28.6 LPM), dan kepekatan ialah 100 μg / L, 6500 cfm; 10 μg / L, 65000 cfm.
1. 2 bilik bersih
Untuk meningkatkan ketepatan eksperimen, makmal 10,000 peringkat telah direka bentuk dan dihias mengikut Piawaian Persekutuan AS 209C. Lantai salutan digunakan, yang dicirikan oleh kelebihan terrazzo, rintangan haus, pengedap yang baik, fleksibiliti dan pembinaan yang rumit. Bahannya adalah lakuer epoksi dan dindingnya diperbuat daripada bahagian tepi bilik bersih yang dipasang. Bilik ini dilengkapi dengan 220v, penulenan 2×40w 6 lampu dan disusun mengikut keperluan pencahayaan dan peralatan lapangan. Bilik bersih mempunyai 4 salur keluar udara atas dan 4 pelabuhan kembali udara. Bilik pancuran mandian udara direka untuk kawalan sentuhan biasa tunggal. Masa pancuran mandian udara ialah 0-100s, dan kelajuan angin mana-mana muncung volum udara beredar boleh laras adalah lebih besar daripada atau sama dengan 20ms. Oleh kerana keluasan bilik bersih adalah <50m2 dan kakitangannya <5 orang, jalan keluar yang selamat disediakan untuk bilik bersih. Penapis HEPA yang dipilih ialah GB01×4, isipadu udara ialah 1000m3/j, dan kecekapan penapisan lebih besar daripada atau sama dengan 0.5μm dan 99.995%.
1. 3 sampel eksperimen
Model penapis gentian kaca ialah: 610 (L) × 610 (H) × 150 (W) mm, jenis penyekat, 75 kedutan, saiz 610 (L) × 610 (H) × 90 (W) Mm, dengan 200 lipatan, saiz penapis PTFE 480 (L) (W) × 480 mm 100 kedutan.
2 Prinsip asas
Prinsip asas bangku ujian ialah kipas ditiup ke udara. Oleh kerana HEPA/UEPA juga dilengkapi dengan penapis udara HEPA, bolehlah dianggap bahawa udara telah menjadi udara bersih sebelum mencapai HEPA/UEPA yang diuji. Peranti mengeluarkan zarah PAO ke dalam saluran paip untuk membentuk kepekatan gas yang mengandungi habuk yang dikehendaki dan menggunakan pembilang zarah laser untuk menentukan kepekatan zarah. Gas yang mengandungi habuk kemudiannya mengalir melalui HEPA/UEPA yang diuji, dan kepekatan zarah habuk dalam udara yang ditapis oleh HEPA/UEPA juga diukur menggunakan pembilang zarah laser, dan kepekatan habuk udara sebelum dan selepas penapis dibandingkan, dengan itu menentukan HEPA/UEPA. Prestasi penapis. Selain itu, lubang pensampelan masing-masing disusun sebelum dan selepas penapis, dan rintangan setiap kelajuan angin diuji dengan menggunakan tolok tekanan mikro kecondongan di sini.
3 perbandingan prestasi rintangan penapis
Ciri rintangan HEPA adalah salah satu ciri penting HEPA. Di bawah premis memenuhi kecekapan permintaan orang ramai, ciri rintangan berkaitan dengan kos penggunaan, rintangannya kecil, penggunaan tenaga kecil, dan kosnya dijimatkan. Oleh itu, prestasi rintangan penapis telah menjadi kebimbangan. Salah satu petunjuk penting.
Menurut data pengukuran eksperimen, hubungan antara kelajuan angin purata dua penapis struktur gentian kaca yang berbeza dan penapis PTFE dan perbezaan tekanan penapis diperolehi.Hubungan ditunjukkan dalam Rajah 2:
Ia boleh dilihat daripada data eksperimen bahawa apabila kelajuan angin meningkat, rintangan penapis meningkat secara linear dari rendah ke tinggi, dan dua garis lurus dua penapis gentian kaca secara ketara bertepatan. Adalah mudah untuk melihat bahawa apabila kelajuan angin penapisan ialah 1 m/s, rintangan penapis gentian kaca adalah kira-kira empat kali ganda berbanding penapis PTFE.
Mengetahui kawasan penapis, hubungan antara kelajuan muka dan perbezaan tekanan penapis boleh diperolehi:
Ia boleh dilihat daripada data eksperimen bahawa apabila kelajuan angin meningkat, rintangan penapis meningkat secara linear dari rendah ke tinggi, dan dua garis lurus dua penapis gentian kaca secara ketara bertepatan. Adalah mudah untuk melihat bahawa apabila kelajuan angin penapisan ialah 1 m/s, rintangan penapis gentian kaca adalah kira-kira empat kali ganda daripada penapis PTFE.
Mengetahui kawasan penapis, hubungan antara kelajuan muka dan perbezaan tekanan penapis boleh diperolehi:
Disebabkan oleh perbezaan antara kelajuan permukaan dua jenis penapis penapis dan perbezaan tekanan penapis kedua-dua kertas penapis, rintangan penapis dengan spesifikasi 610×610×90mm pada kelajuan permukaan yang sama adalah lebih tinggi daripada spesifikasi 610×. Rintangan penapis 610 x 150mm.
Walau bagaimanapun, adalah jelas bahawa pada kelajuan permukaan yang sama, rintangan penapis gentian kaca adalah lebih tinggi daripada rintangan PTFE. Ia menunjukkan bahawa PTFE lebih unggul daripada penapis gentian kaca dari segi prestasi rintangan. Untuk memahami lebih lanjut ciri penapis gentian kaca dan rintangan PTFE, eksperimen selanjutnya telah dijalankan. Kaji secara langsung rintangan kedua-dua kertas turas apabila kelajuan angin penapis berubah, keputusan eksperimen ditunjukkan di bawah:
Ini seterusnya mengesahkan kesimpulan sebelumnya bahawa rintangan kertas penapis gentian kaca lebih tinggi daripada PTFE di bawah kelajuan angin yang sama [6].
4 perbandingan prestasi penapis penapis
Mengikut keadaan eksperimen, kecekapan penapisan penapis untuk zarah dengan saiz zarah 0.3 μm, 0.5 μm, dan 1.0 μm pada kelajuan angin yang berbeza boleh diukur, dan carta berikut diperoleh:
Jelas sekali, kecekapan penapisan dua penapis gentian kaca untuk zarah 1.0 μm pada kelajuan angin berbeza ialah 100%, dan kecekapan penapisan zarah 0.3 μm dan 0.5 μm berkurangan dengan peningkatan kelajuan angin. Ia boleh dilihat bahawa kecekapan penapisan penapis kepada zarah besar adalah lebih tinggi daripada zarah kecil, dan prestasi penapisan penapis 610 × 610 × 150 mm lebih baik daripada penapis spesifikasi 610 × 610 × 90 mm.
Menggunakan kaedah yang sama, graf yang menunjukkan hubungan antara kecekapan penapisan penapis PTFE 480×480×70 mm sebagai fungsi kelajuan angin diperoleh:
Membandingkan Rajah 5 dan Rajah 6, kesan penapisan penapis kaca zarah 0.3 μm, 0.5 μm adalah lebih baik, terutamanya untuk kesan kontras habuk 0.3 μm. Kesan penapisan ketiga-tiga zarah pada zarah 1 μm ialah 100%.
Untuk membandingkan prestasi penapisan penapis gentian kaca dan bahan penapis PTFE secara lebih intuitif, ujian prestasi penapis telah dilakukan secara langsung pada dua kertas penapis, dan carta berikut diperoleh:
Carta di atas diperoleh dengan mengukur kesan penapisan PTFE dan kertas penapis gentian kaca pada zarah 0.3 μm pada kelajuan angin yang berbeza [7-8]. Adalah jelas bahawa kecekapan penapisan kertas penapis PTFE adalah lebih rendah daripada kertas penapis gentian kaca.
Memandangkan sifat rintangan dan sifat penapisan bahan penapis, mudah untuk melihat bahawa bahan penapis PTFE lebih sesuai untuk membuat penapis kasar atau sub-HEPA, dan bahan penapis gentian kaca lebih sesuai untuk membuat penapis HEPA atau ultra-HEPA.
5 Kesimpulan
Prospek untuk aplikasi penapis yang berbeza diterokai dengan membandingkan sifat rintangan dan sifat penapisan penapis PTFE dengan penapis gentian kaca. Daripada eksperimen itu kita boleh membuat kesimpulan bahawa kelajuan angin adalah faktor yang sangat penting yang mempengaruhi kesan penapisan penapis udara HEPA. Semakin tinggi kelajuan angin, semakin rendah kecekapan penapisan, semakin jelas kesan pada penapis PTFE, dan secara keseluruhan Penapis PTFE mempunyai kesan penapisan yang lebih rendah daripada penapis gentian kaca, tetapi rintangannya lebih rendah daripada penapis gentian kaca. Oleh itu, bahan penapis PTFE lebih sesuai untuk membuat penapis kecekapan kasar atau sub-tinggi, dan bahan penapis gentian kaca lebih sesuai untuk pengeluaran. Penapis yang cekap atau ultra cekap. Penapis HEPA gentian kaca dengan spesifikasi 610 × 610 × 150mm adalah lebih rendah daripada penapis HEPA gentian kaca 610 × 610 × 90mm, dan prestasi penapisan lebih baik daripada penapis HEPA gentian kaca 610 × 610 × 90mm. Pada masa ini, harga bahan penapis PTFE tulen adalah lebih tinggi daripada gentian kaca. Walau bagaimanapun, berbanding dengan gentian kaca, PTFE mempunyai rintangan suhu, rintangan kakisan dan hidrolisis yang lebih baik daripada gentian kaca. Oleh itu, pelbagai faktor harus dipertimbangkan semasa menghasilkan penapis. Menggabungkan prestasi teknikal dan prestasi ekonomi.
Rujukan:
[1]Liu Laihong, Wang Shihong. Pembangunan dan Penggunaan Penapis Udara [J]•Penapisan dan Pengasingan, 2000, 10(4): 8-10.
[2] Penapis Udara CN Davis [M], diterjemahkan oleh Huang Riguang. Beijing: Akhbar Tenaga Atom, 1979.
[3] GB/T6165-1985 kecekapan tinggi kaedah ujian prestasi penapis udara penghantaran dan rintangan [M]. Biro Piawaian Kebangsaan, 1985.
[4]Xing Songnian. Kaedah pengesanan dan aplikasi praktikal penapis udara kecekapan tinggi[J]•Peralatan Pencegahan Epidemik Bioprotektif, 2005, 26(1): 29-31.
[5]Hochrainer. Perkembangan selanjutnya pembilang zarah
sizerPCS-2000glas gentian [J]•Penapis Journal ofAerosolScience, 2000,31(1): 771-772.
[6]E. Weingartner, P. Haller, H. Burtscher dsb. Tekanan
DropAcrossFiberFilters[J]•Aerosol Science, 1996, 27(1): 639-640.
[7]Michael JM dan Clyde Orr. Prinsip-Prinsip dan Amalan Penapisan[M].
New York:MarcelDekkerInc, 1987•
[8] Zhang Guoquan. Mekanik aerosol – asas teori penyingkiran dan penulenan habuk [M] • Beijing: China Environmental Science Press, 1987.
Masa siaran: Jan-06-2019