空氣過(guò)濾器的未來(lái)發(fā)展及其應(yīng)用
瀏覽次數(shù)：1474發(fā)布日期：2014-02-25
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)器具。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)器具用于一些危險(xiǎn)的行業(yè), 如有害化學(xué)品的生產(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)一步的認(rèn)識(shí)。 空氣過(guò)濾器的迅速發(fā)展是與軍事工業(yè)和電子工業(yè)的發(fā)展緊密相關(guān)的。在*次世界大戰(zhàn)期間, 由于各種化學(xué)毒劑的使用,以石棉纖維過(guò)濾紙作為濾煙層的軍用防毒面具應(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)濾紙的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了深入的研究, 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),隨著新的測(cè)試方法的出現(xiàn)、使用評(píng)價(jià)的提高及對(duì)過(guò)濾性能要求的提高, 發(fā)現(xiàn)HEPA 過(guò)濾器存在著嚴(yán)重的問(wèn)題, 于是又產(chǎn)生了性能更高的ULPA 過(guò)濾器。目前, 各國(guó)仍在努力研究, 估計(jì)不久就會(huì)出現(xiàn)更先進(jìn)的空氣過(guò)濾器。 過(guò)濾器本身的設(shè)計(jì)也取得了顯著進(jìn)展, 其中zui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, 提高了過(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、耐腐蝕以及防水、防菌等方面也取很大的進(jìn)展,滿足了一些特殊的需求。2、空氣過(guò)濾器的應(yīng)用 隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重和人們環(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)在人們認(rèn)識(shí)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zui大應(yīng)用是住宅樓, 其次是商業(yè)和工業(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、通風(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) 由于人們對(duì)生活質(zhì)量的要求不斷提高, 住宅原有的空氣過(guò)濾系統(tǒng)已不能滿足人們的需要,性能更高的靜電過(guò)濾器則成了原有空氣過(guò)濾器的替代品。但與普通玻璃纖過(guò)濾器相比, 由于過(guò)濾介質(zhì)成本較高,靜電過(guò)濾器的應(yīng)用也受到一定的限制。 3M 公司是靜電過(guò)濾器市場(chǎng)的*, 正積極銷售其產(chǎn)品。3M 公司的靜電過(guò)濾器采用波紋結(jié)構(gòu), 介質(zhì)裝填較松散,因而氣流阻力較小。3M 公司稱他們過(guò)濾器的裝填密度是zui適宜的, 而且具有很長(zhǎng)的壽命。波紋結(jié)構(gòu)還會(huì)提高過(guò)濾效率,且能夠比平板過(guò)濾器捕集更多的粒子。在中國(guó), 住宅絕大多數(shù)沒有空氣過(guò)濾系統(tǒng), 但中國(guó)的住宅數(shù)量巨大,且每年以數(shù)百萬(wàn)套的速度遞增。隨著居室內(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,存在著潛在的巨大市場(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)力是先進(jìn)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)重地污染了室內(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
問(wèn)題,尤其公共建筑如機(jī)場(chǎng)、車站等所面臨的挑戰(zhàn)遠(yuǎn)大于辦公樓。芝加哥D‘Hare 機(jī)場(chǎng)大廳空氣流量為每分鐘約5166 萬(wàn)m 3,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、商業(yè)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 隨著建筑標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格, 消費(fèi)者對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量越來(lái)越重視。尤其是患有過(guò)敏癥、哮喘病或呼吸道疾病的人,因?yàn)榭諝馕廴居绊懥怂麄兊恼Ｉ?。人們?cè)谑覂?nèi)度過(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)重。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。發(fā)展zui快的是使用過(guò)濾介質(zhì)的靜電空氣過(guò)濾器如3M 公司的F ilt rete,和更的微細(xì)玻璃纖維HEPA過(guò)濾器, 它們占據(jù)了市場(chǎng)的大部分。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,隨著空氣質(zhì)量的不斷惡化和家庭辦公的出現(xiàn),空氣凈化器將有一個(gè)巨大的潛在市場(chǎng)。2.4、生產(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)備的工廠需要補(bǔ)充大量的空氣, 如果這些工廠所在地區(qū)環(huán)境空氣受到污染,那么在將補(bǔ)充的空氣分布到工作場(chǎng)所之前必須先進(jìn)行過(guò)濾。在半導(dǎo)體生產(chǎn)和制藥工業(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)體生產(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)過(guò)HEPA過(guò)濾器過(guò)濾的潔凈空氣不斷地循環(huán)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。工業(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zui高的過(guò)濾器, 現(xiàn)在UL PA 過(guò)濾器則是效率zui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,并獲得部分應(yīng)用。 對(duì)于工廠排放的廢氣, 要求zui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20 m g/m 3 (標(biāo)準(zhǔn)) 降低到010004 mg/m 3 (標(biāo)準(zhǔn))。為達(dá)到這一目標(biāo), 工廠需要更先進(jìn)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。一家美國(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、醫(yī)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)醫(yī)院空氣的zui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。 醫(yī)院的許多HVAC 系統(tǒng)使用100% 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*感染是很好的策略。但100%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)生的不良影響。因此, 現(xiàn)在許多醫(yī)院仍極需先進(jìn)的HVAC系統(tǒng)。 衛(wèi)生系統(tǒng)的潔凈室zui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,因?yàn)槌C形手術(shù)時(shí)間較長(zhǎng),易于引起感染。控制水平較理想的是使用手術(shù)臺(tái)附近的空氣潔凈度達(dá)到100 級(jí)。一般建議使用頂部HEPA過(guò)濾系統(tǒng),它能覆蓋至少3 m ×3 m 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,它降低了在長(zhǎng)期手術(shù)過(guò)程中醫(yī)務(wù)人員被感染的危險(xiǎn)。
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