介紹空氣過(guò)濾器的發(fā)展及其應(yīng)用
更新時(shí)間:2014-11-21點(diǎn)擊次數(shù):3670
1空氣過(guò)濾器的發(fā)展
空氣過(guò)濾器的原型是人們?yōu)楸Wo(hù)呼吸而使用的呼吸保護(hù)用具。據(jù)記載,早在一世紀(jì)的羅馬,人們?cè)谔峒兯y的時(shí)候就用粗麻制成的面具進(jìn)行保護(hù)。在此之后的漫長(zhǎng)時(shí)間里,空氣過(guò)濾器也取得了進(jìn)展,但其主要是作為呼吸保護(hù)用具用于一些危險(xiǎn)的行業(yè),如有害化學(xué)品的出產(chǎn)。1827年布朗發(fā)現(xiàn)了微小粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,人們對(duì)空氣過(guò)濾的機(jī)理有了進(jìn)一步的熟悉。
空氣過(guò)濾器的迅速發(fā)展是與軍事產(chǎn)業(yè)和電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展緊密相關(guān)的。在*次世界大戰(zhàn)期間,因?yàn)楦鞣N化學(xué)毒劑的使用,以石棉纖維過(guò)濾紙作為濾煙層的防毒面具應(yīng)運(yùn)而生。玻璃纖維過(guò)濾介質(zhì)用于空氣過(guò)濾于1940年10月在美國(guó)取得。50年代,美國(guó)對(duì)玻璃纖維過(guò)濾紙的出產(chǎn)工藝進(jìn)行了深入的,使空氣過(guò)濾器得到了改善和發(fā)展。60年代,HEPA過(guò)濾器問(wèn)世;70年代,采用微細(xì)玻璃纖維過(guò)濾紙作為過(guò)濾介質(zhì)的HEPA過(guò)濾器,對(duì)013微米粒徑的粒子過(guò)濾效率高達(dá)99.9998%。八十年代以來(lái),跟著新的測(cè)試方法的泛起、使用評(píng)價(jià)的及對(duì)過(guò)濾機(jī)能要求的,發(fā)現(xiàn)HEPA過(guò)濾器存在著嚴(yán)峻的題目,于是又產(chǎn)生了機(jī)能更高的PA過(guò)濾器。目前,各國(guó)仍在努力,估計(jì)不久就會(huì)泛起更提高前輩的空氣過(guò)濾器。
過(guò)濾器本身的設(shè)計(jì)也取得了明顯進(jìn)展,其中重要的是分隔板的去除,即無(wú)隔板過(guò)濾器的發(fā)展。無(wú)隔板過(guò)濾器不僅消除了分隔板損壞過(guò)濾介質(zhì)的危險(xiǎn),而且有效地增加了過(guò)濾面積,了過(guò)濾效率,并降低了氣流阻力,從而減少了能量消耗。此外,空氣過(guò)濾器在耐高溫、耐侵蝕以及防水、防菌等方面也取很大的進(jìn)展,知足了一些特殊的需求。
2空氣過(guò)濾器的應(yīng)用
跟著環(huán)境污染的日益嚴(yán)峻和人們環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng),空氣質(zhì)量已成為*關(guān)注的焦點(diǎn)。現(xiàn)在人們熟悉到空氣過(guò)濾系統(tǒng)不僅要保護(hù)機(jī)械設(shè)備,還要保護(hù)人。因此,空氣過(guò)濾的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。
空氣過(guò)濾的大應(yīng)用是住宅樓,其次是貿(mào)易和產(chǎn)業(yè)建筑。此外,過(guò)濾設(shè)備還常用行下列場(chǎng)合:潔凈室;復(fù)印設(shè)備;室內(nèi)空氣凈化器;麻醉氣體過(guò)濾設(shè)備;激光外科手術(shù)應(yīng)用;HVAC系統(tǒng)(供暖、透風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng));恒溫室;計(jì)算機(jī)打印機(jī);工作室空氣過(guò)濾系統(tǒng);空調(diào)器等。
2.1住宅市場(chǎng)
因?yàn)槿藗儗?duì)糊口質(zhì)量的要求不斷,住宅原有的空氣過(guò)濾系統(tǒng)已不能知足人們的需要,機(jī)能更高的靜電過(guò)濾器則成了原有空氣過(guò)濾器的替換品。但與普通玻璃纖過(guò)濾器比擬,因?yàn)檫^(guò)濾介質(zhì)本錢較高,靜電過(guò)濾器的應(yīng)用也受到一定的限制。
在中國(guó),住宅絕大多數(shù)沒(méi)有空氣過(guò)濾系統(tǒng),但中國(guó)的住宅數(shù)目巨大,且每年以數(shù)百萬(wàn)套的速度遞增。跟著居室內(nèi)空氣質(zhì)量的日益惡劣和人們環(huán)境意識(shí)的不斷加強(qiáng),空氣過(guò)濾系統(tǒng)在住宅的應(yīng)用是有前途的,存在著潛伏的巨大市場(chǎng)。
2.2辦公樓應(yīng)用
要求改善辦公室空氣質(zhì)量的推動(dòng)力是提高前輩的辦公設(shè)備的廣泛應(yīng)用。計(jì)算機(jī)終端是產(chǎn)生臭氧和揮發(fā)性有機(jī)化合物的來(lái)源。噴墨打印機(jī)是碳?xì)浠衔锖统粞醯膩?lái)源。干法照相復(fù)制機(jī)產(chǎn)生碳?xì)浠衔?、可吸入懸浮粒子和臭?傳真機(jī)產(chǎn)生臭氧和揮發(fā)性有機(jī)化合物;激光打印機(jī)產(chǎn)生碳?xì)浠衔?、臭氧和可吸入粒?等等。這些產(chǎn)物已經(jīng)嚴(yán)峻地污染了室內(nèi)環(huán)境,并給人身和辦公設(shè)備造成了一定的危害。
據(jù)估計(jì),在美國(guó)的辦公樓和公共建筑中有30%存在室內(nèi)空氣污染題目,尤其公共建筑如機(jī)場(chǎng)、車站等所面對(duì)的挑戰(zhàn)弘遠(yuǎn)于辦公樓。芝加哥D‘Hare機(jī)場(chǎng)大廳空氣流量為每分鐘約5166萬(wàn)m3,為改善空氣質(zhì)量,該處共裝有1100個(gè)預(yù)濾器,1100個(gè)終濾器和2200個(gè)炭濾器(其中的炭每10—12個(gè)月需更換一次)。
預(yù)計(jì)2000年辦公室、貿(mào)易及公共建筑對(duì)空氣過(guò)濾器的需求在將達(dá)到五億美元。
2.3室內(nèi)空氣凈化器
跟著建筑尺度的日益嚴(yán)格,消費(fèi)者對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量越來(lái)越正視。尤其是患有過(guò)敏癥、哮喘病或呼吸道疾病的人,由于空氣污染影響了他們的正常糊口。人們?cè)谑覂?nèi)渡過(guò)90%的時(shí)間,而室內(nèi)空氣污染水平可能是室外的2—5倍。室內(nèi)幾乎所有空間都含有花粉、霉菌、孢子、動(dòng)物毛發(fā)、煙霧、細(xì)菌、病毒和包括石棉在內(nèi)的有害纖維及灰塵。惡劣的空氣質(zhì)量使得哮喘和過(guò)敏癥更加嚴(yán)峻。用空氣凈化器除去室內(nèi)空氣污染物是一種有效的方法。
在便攜式室內(nèi)空氣凈化器市場(chǎng)上有多種產(chǎn)品。在美國(guó)空氣凈化器市場(chǎng)以每年10%以上的速度遞增。日本是繼美國(guó)之后的第二大市場(chǎng)。在中國(guó),空氣凈化器的需求也在增加,跟著空氣質(zhì)量的不斷惡化和家庭辦公的泛起,空氣凈化器將有一個(gè)巨大的潛伏市場(chǎng)。
2.4出產(chǎn)工廠
不同工廠對(duì)空氣質(zhì)量的要求差別很大。裝有排煙罩和污染控制設(shè)備的工廠需要增補(bǔ)大量的空氣,假如這些工廠所在地區(qū)環(huán)境空氣受到污染,那么在將增補(bǔ)的空氣分布到工作場(chǎng)所之前必需提高前輩行過(guò)濾。在半導(dǎo)體出產(chǎn)和制藥產(chǎn)業(yè)中,對(duì)空氣的潔凈度要求較高。典型的工作環(huán)境中,每立方英尺空氣中含有500000個(gè)粒子,而半導(dǎo)體出產(chǎn)的要求是每立方英尺空氣中只有1個(gè)粒子。因此,工作間需要用經(jīng)由HEPA過(guò)濾器過(guò)濾的潔凈空氣不斷地輪回清洗。為保持HEPA過(guò)濾器的潔凈和壽命,還需要幾段效率較低的預(yù)濾器聯(lián)合使用。
產(chǎn)業(yè)用潔凈室要求連續(xù)有效地去除粒徑更小的粒子。HEPA過(guò)濾器一度是效率高的過(guò)濾器,現(xiàn)在PA過(guò)濾器則是效率高的過(guò)濾器,以后更率的新一代過(guò)濾器也將得以開發(fā)應(yīng)用。微細(xì)玻璃纖維過(guò)濾介質(zhì)是過(guò)濾器介質(zhì)的主要選擇,但膜和靜電增強(qiáng)介質(zhì)已向該領(lǐng)域滲透滲出,并獲得部門應(yīng)用。
對(duì)于工廠排放的廢氣,要求嚴(yán)格的是毒性。某些重金屬如汞、砷、鉻、鈹?shù)榷拘院艽?其排放限制非常嚴(yán)格。在空氣毒性方面,美國(guó)和德國(guó)已經(jīng)通過(guò)了新的更嚴(yán)格的立法。執(zhí)行新的立法后,空氣毒性的限制由原來(lái)的20mg/m3(尺度)降低到010004mg/m3(尺度)。為達(dá)到這一目標(biāo),工廠需要更提高前輩的過(guò)濾器以除去亞微粒子。一些德國(guó)公司使用傳統(tǒng)的折疊式微細(xì)玻璃纖維HEPA過(guò)濾器用于過(guò)濾系統(tǒng),同脈沖空氣潔凈機(jī)理相互配合,并使過(guò)濾介質(zhì)的波紋更密。美國(guó)公司則通過(guò)設(shè)計(jì)管式微細(xì)玻璃纖維HEPA過(guò)濾器又向前進(jìn)了一步。
2.5病院
衛(wèi)生行業(yè)是一個(gè)很龐大而特殊的行業(yè),它對(duì)空氣的潔凈度要求也很高。通常,對(duì)病院空氣的低要求用效率為30%的預(yù)濾器和效率為90%的終濾器結(jié)合使用進(jìn)行過(guò)濾。一般情況下不需要HEPA過(guò)濾器過(guò)濾,但在特殊情況下如隔離室、特定的測(cè)試和護(hù)理區(qū)域則需要HEPA過(guò)濾器過(guò)濾。
病院的很多HVAC系統(tǒng)使用的室外空氣,這對(duì)于防止病人通過(guò)HVAC系統(tǒng)中的懸浮微生物進(jìn)行交叉感染是很好的策略。但使用室外空氣并不能消除微生物在空氣過(guò)濾介質(zhì)中的生長(zhǎng)及其對(duì)護(hù)理環(huán)境產(chǎn)生的影響。因此,現(xiàn)在很多病院仍需提高前輩的HVAC系統(tǒng)。
衛(wèi)生系統(tǒng)的潔凈室先用于手術(shù)室。開始它只是在矯形手術(shù)中獲得廣泛應(yīng)用,由于矯形手術(shù)時(shí)間較長(zhǎng),易于引起感染??刂扑捷^理想的是使用手術(shù)臺(tái)四周的空氣潔凈度達(dá)到100級(jí)。一般建議使用頂部HEPA過(guò)濾系統(tǒng),它能籠蓋少3m×3m的面積,從而將手術(shù)臺(tái)和人包括在內(nèi)。
潔凈室獲得應(yīng)用的其它領(lǐng)域有分娩室、保育室、燒傷室、心臟病人護(hù)理單元等。進(jìn)展之一是牙外科手術(shù)潔凈室的應(yīng)用,它降低了在手術(shù)過(guò)程中醫(yī)務(wù)職員被感染的危險(xiǎn)。
2.6食物加工
食物產(chǎn)業(yè)對(duì)于空氣過(guò)濾設(shè)備來(lái)說(shuō),正在成為一個(gè)不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)。為保持食物的新鮮口味,用消毒來(lái)消除污染的方法已逐漸不被使用。這使得消除與產(chǎn)品相關(guān)的空氣污染更加重要。國(guó)家劃定、保險(xiǎn)意識(shí)和公家關(guān)注正促使肉加工者、奶制品出產(chǎn)者及其它食物出產(chǎn)者更新他們的空氣過(guò)濾系統(tǒng)。
在歐洲,酸奶的罐裝是在潔凈室前提下進(jìn)行的,其結(jié)果是在不用添加昂貴的化學(xué)保鮮劑,產(chǎn)品可以保留較長(zhǎng)的時(shí)間。
啤酒廠發(fā)現(xiàn)為保護(hù)它們的生啤酒,必需控制灌裝車間附近環(huán)境的空氣污染。在潔凈室進(jìn)行灌裝是佳選擇。這類工廠需要100000級(jí)的潔凈室,可以采用頂部透風(fēng)系統(tǒng),用HEPA過(guò)濾器過(guò)濾。
在法國(guó)北部的亞眠市,Sulzer為其廚房設(shè)計(jì)了潔凈室。Sulzer的廚房潔凈室為100級(jí),并配有必要的加熱和冷凍舉措措施。按照美國(guó)聯(lián)邦尺度209D劃定,食物應(yīng)在潔凈度100級(jí)、室溫12℃的前提下進(jìn)行分裝。這樣可以保證無(wú)菌操縱,其好處是質(zhì)量、增加營(yíng)養(yǎng)、改善口味、延長(zhǎng)貯存期。
3市場(chǎng)趨勢(shì)
瞻望未來(lái)的空氣過(guò)濾器市場(chǎng),我們可以發(fā)現(xiàn):
(1)在當(dāng)前的空氣過(guò)濾器市場(chǎng)中,以微細(xì)玻璃纖維作為過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾器仍占主導(dǎo)地位,但膜出產(chǎn)商也正向空氣過(guò)濾領(lǐng)域發(fā)展,的膜濾器,并改善膜在低氣流阻力下過(guò)濾的機(jī)能。它們以為,在空氣過(guò)濾和集塵應(yīng)用中,膜濾器不久將取代微細(xì)玻璃纖維過(guò)濾器。
(2)耐高溫過(guò)濾器的發(fā)展將會(huì)加快。金屬纖維和陶瓷纖維過(guò)濾器已獲得應(yīng)用。玻璃纖維復(fù)合無(wú)機(jī)膜可以增強(qiáng)纖維的機(jī)械機(jī)能,賦予濾袋較強(qiáng)的耐高溫機(jī)能,使之在高達(dá)480℃的溫度下使用。熱電工程、煤氣化系統(tǒng)和垃圾焚燒系統(tǒng)將為耐高溫過(guò)濾器了一個(gè)巨大的市場(chǎng)。
(3)空氣過(guò)濾器市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)是化。發(fā)展中國(guó)家購(gòu)買增長(zhǎng)率將比發(fā)達(dá)國(guó)家快。刺激今后幾年過(guò)濾器市場(chǎng)快速發(fā)展的因素包括:①發(fā)展中國(guó)家大量新工廠的建設(shè);②歐洲和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇;③世界范圍內(nèi)對(duì)環(huán)境保護(hù)的更嚴(yán)格要求。這種需要、繁榮和環(huán)境意識(shí)的結(jié)合必定會(huì)激起過(guò)濾器市場(chǎng)的迅速發(fā)展。
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