潔淨車間中拋棄式高效過濾器的選擇 概述 潔淨車間是指空氣中懸浮粒子濃度、溫度、濕度、壓力等環境參數都受到嚴格控製的特殊環境。在潔淨車間中，高效過濾器 (High Efficiency Particulate Air Filter,...
潔淨車間中拋棄式高效過濾器的選擇
概述
潔淨車間是指空氣中懸浮粒子濃度、溫度、濕度、壓力等環境參數都受到嚴格控製的特殊環境。在潔淨車間中，高效過濾器 (High Efficiency Particulate Air Filter, HEPA) 是確保空氣潔淨度的核心設備之一。拋棄式高效過濾器因其更換方便、維護成本較低等優點，被廣泛應用於各種潔淨車間。本文將詳細介紹潔淨車間中拋棄式高效過濾器的選擇，包括其類型、性能參數、選擇依據、安裝維護以及相關標準規範。
1. 拋棄式高效過濾器的類型
根據不同的分類標準，拋棄式高效過濾器可以分為多種類型。
1.1 根據過濾效率分類
- HEPA (H13-H14)： 對≥0.3μm粒徑的顆粒過濾效率≥99.97%。這是潔淨車間中常用的高效過濾器。
- ULPA (U15-U17)： 對≥0.12μm粒徑的顆粒過濾效率≥99.9995%。主要用於超淨環境，例如半導體製造、生物製藥等。
1.2 根據濾料材質分類
- 玻璃纖維濾紙： 這是常用的濾料，具有過濾效率高、阻力低、化學穩定性好等優點。
- 聚丙烯濾紙： 具有耐濕、耐酸堿等優點，適用於濕度較高的環境。
- PTFE（聚四氟乙烯）濾膜： 具有優異的耐化學腐蝕性和耐高溫性，適用於特殊環境。
1.3 根據結構形式分類
- 有隔板高效過濾器： 采用鋁箔或紙板作為隔板，將濾料分隔成褶疊狀，增加過濾麵積。
- 無隔板高效過濾器： 采用熱熔膠線或其它方式將濾料固定，結構緊湊，阻力較低。
表1：不同類型拋棄式高效過濾器對比
| 類型 | 濾料材質 | 結構形式 | 過濾效率 | 優點 | 缺點 | 應用 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HEPA | 玻璃纖維濾紙 | 有隔板/無隔板 | ≥99.97% (0.3μm) | 過濾效率高，阻力低，應用廣泛 | 易受潮（玻璃纖維），有隔板型體積較大 | 電子、醫藥、食品等潔淨車間 |
| ULPA | 玻璃纖維濾紙 | 有隔板/無隔板 | ≥99.9995% (0.12μm) | 過濾效率極高 | 成本高，阻力大 | 半導體、生物製藥等超淨車間 |
| 聚丙烯濾紙 | 聚丙烯 | 有隔板/無隔板 | 視具體產品而定 | 耐濕、耐酸堿 | 過濾效率可能不如玻璃纖維 | 濕度較高的潔淨車間 |
| PTFE濾膜 | PTFE | 有隔板/無隔板 | 視具體產品而定 | 耐化學腐蝕、耐高溫 | 成本高 | 腐蝕性氣體或高溫環境的潔淨車間 |
2. 拋棄式高效過濾器的性能參數
選擇拋棄式高效過濾器時，需要關注以下關鍵性能參數：
- 過濾效率： 指過濾器對特定粒徑顆粒的捕集能力，通常以百分比表示。
- 額定風量： 指過濾器在特定阻力下能夠處理的空氣流量。
- 初始阻力： 指過濾器在額定風量下的壓力損失。
- 容塵量： 指過濾器能夠容納的灰塵總量。
- 使用壽命： 指過濾器在正常使用條件下能夠保持其性能的時間。
- 泄漏率： 指過濾器可能存在的泄漏量，通常通過泄漏測試來檢測。
表2：拋棄式高效過濾器常用參數範圍
| 參數 | 單位 | 範圍 | 備注 |
|---|---|---|---|
| 過濾效率 | % | ≥99.97% (0.3μm) 或 ≥99.9995% (0.12μm) | 依據HEPA或ULPA等級 |
| 額定風量 | m³/h | 500 – 2000 (視尺寸而定) | 選擇時需根據潔淨車間的換氣次數和過濾器數量進行計算 |
| 初始阻力 | Pa | 100 – 250 | 阻力越低，能耗越小，但需確保過濾效率 |
| 容塵量 | g | 100 – 500 (視尺寸和濾料而定) | 容塵量越大，使用壽命越長，但需定期更換，避免阻力過大 |
| 使用壽命 | 月 | 6 – 24 (視使用環境和頻率而定) | 需定期監測壓差，當壓差達到設定值時，應及時更換 |
| 泄漏率 | % 或 個數 | ≤0.01% 或 ≤5個 (視標準而定) | 泄漏測試通常使用PAO（聚α-烯烴）氣溶膠 |
3. 拋棄式高效過濾器的選擇依據
選擇拋棄式高效過濾器需要綜合考慮以下因素：
- 潔淨度等級要求： 潔淨度等級越高，所需的過濾效率越高。例如，100級潔淨車間通常需要使用ULPA過濾器。
- 氣流組織形式： 不同的氣流組織形式對過濾器的選擇有不同的要求。例如，單向流潔淨車間通常需要使用阻力較低的過濾器。
- 汙染物類型和濃度： 如果車間內存在特定的汙染物，例如酸堿氣體或有機溶劑，則需要選擇具有相應耐腐蝕性能的過濾器。
- 溫度和濕度： 高溫高濕環境會影響過濾器的性能和壽命，需要選擇具有相應耐溫濕性能的過濾器。
- 運行成本： 過濾器的運行成本包括購買成本、更換成本和能耗成本。需要綜合考慮這些成本，選擇性價比高的過濾器。
- 安裝空間： 過濾器的尺寸和結構需要與安裝空間相匹配。
選擇流程:
- 確定潔淨度等級: 根據生產工藝或實驗要求確定潔淨車間需要達到的潔淨度等級。
- 計算所需過濾效率: 根據潔淨度等級要求，選擇合適的HEPA或ULPA過濾器。
- 計算所需風量: 根據潔淨車間的體積和換氣次數要求，計算所需的總風量。
- 選擇過濾器尺寸和數量: 根據總風量和單個過濾器的額定風量，選擇合適的過濾器尺寸和數量。
- 評估汙染物類型和濃度: 確定車間內是否存在特定的汙染物，選擇具有相應耐腐蝕性能的過濾器。
- 考慮溫度和濕度: 確定車間內的溫度和濕度範圍，選擇具有相應耐溫濕性能的過濾器。
- 評估運行成本: 比較不同品牌和型號過濾器的購買成本、更換成本和能耗成本，選擇性價比高的過濾器。
- 確認安裝空間: 確認過濾器的尺寸和結構與安裝空間相匹配。
4. 拋棄式高效過濾器的安裝與維護
正確的安裝和維護是確保拋棄式高效過濾器發揮其性能的關鍵。
4.1 安裝
- 安裝前檢查： 檢查過濾器是否有損壞，確認型號和規格是否符合要求。
- 安裝環境： 確保安裝環境清潔幹燥，避免汙染物進入過濾器。
- 安裝方向： 按照過濾器上的箭頭指示方向安裝，確保氣流方向正確。
- 密封： 確保過濾器與安裝框架之間密封良好，避免泄漏。可以使用密封膠或密封條進行密封。
- 泄漏測試： 安裝完成後，進行泄漏測試，確保過濾器的泄漏率符合要求。
4.2 維護
- 定期檢查壓差： 定期監測過濾器的壓差，當壓差達到設定值時，應及時更換過濾器。
- 清潔表麵： 定期清潔過濾器的表麵，去除積塵。
- 更換周期： 根據使用環境和頻率，製定合理的更換周期。通常建議每6-24個月更換一次。
- 廢棄處理： 廢棄的過濾器應按照相關規定進行處理，避免造成環境汙染。
5. 相關標準規範
以下是一些與拋棄式高效過濾器相關的國內外標準規範：
- GB/T 6165-2008 高效空氣過濾器性能試驗方法: 規定了高效空氣過濾器的性能試驗方法，包括過濾效率、阻力、容塵量等。
- GB/T 14295-2008 空氣過濾器: 規定了空氣過濾器的分類、技術要求、試驗方法、檢驗規則和標誌、包裝、運輸、貯存。
- GB 50073-2013 潔淨廠房設計規範: 規定了潔淨廠房的設計要求，包括空氣淨化係統、過濾器選擇、安裝和維護等。
- ISO 29463 高效過濾器和過濾介質: 規定了高效過濾器和過濾介質的分類、性能要求和試驗方法。
- EN 1822 高效空氣過濾器 (EPA, HEPA and ULPA): 規定了高效空氣過濾器的分類、性能要求和試驗方法。
- IEST-RP-CC001.6 HEPA and ULPA Filters: 提供HEPA和ULPA過濾器的測試方法、選擇、安裝和維護的建議。
6. 產品參數示例
以下是一些品牌拋棄式高效過濾器的產品參數示例：
表3：A品牌無隔板HEPA過濾器產品參數
| 型號 | 尺寸 (mm) | 額定風量 (m³/h) | 初始阻力 (Pa) | 過濾效率 (0.3μm) | 框架材質 | 濾料材質 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| A-HEPA-610 | 610 x 610 x 69 | 1000 | 180 | ≥99.99% | 鋁合金 | 玻璃纖維濾紙 |
| A-HEPA-305 | 305 x 305 x 69 | 250 | 150 | ≥99.97% | 鍍鋅鋼板 | 玻璃纖維濾紙 |
表4：B品牌有隔板HEPA過濾器產品參數
| 型號 | 尺寸 (mm) | 額定風量 (m³/h) | 初始阻力 (Pa) | 過濾效率 (0.3μm) | 框架材質 | 濾料材質 | 隔板材質 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| B-HEPA-610 | 610 x 610 x 150 | 1200 | 220 | ≥99.97% | 鋁合金 | 玻璃纖維濾紙 | 鋁箔 |
| B-HEPA-305 | 305 x 305 x 150 | 300 | 200 | ≥99.99% | 鍍鋅鋼板 | 玻璃纖維濾紙 | 紙板 |
7. 注意事項
- 在選擇和使用拋棄式高效過濾器時，應充分了解其性能參數和適用範圍，避免盲目選擇。
- 應定期檢查過濾器的壓差和泄漏率，及時更換失效的過濾器。
- 應按照相關規定處理廢棄的過濾器，避免造成環境汙染。
- 選擇知名品牌和信譽良好的供應商，確保過濾器的質量和售後服務。
參考文獻
- [1] ANSI/ASHRAE Standard 52.2-2017, Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size.
- [2] EN 1822-1:2019, High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) – Part 1: Classification, performance testing and marking.
- [3] IEST-RP-CC001.6, HEPA and ULPA Filters.
- [4] GB/T 6165-2008 高效空氣過濾器性能試驗方法.
- [5] GB/T 14295-2008 空氣過濾器.
- [6] GB 50073-2013 潔淨廠房設計規範.
- [7] 劉誌剛. 潔淨技術[M]. 北京: 化學工業出版社, 2015.
- [8] 王誌剛. 空氣淨化技術[M]. 北京: 機械工業出版社, 2018.
希望本文能夠幫助讀者更好地了解和選擇潔淨車間中使用的拋棄式高效過濾器。
