药厂净化空调系统--空气过滤

1、概述
空气处理设备应根据受控环境要求的洁净度配置各级别的空气过滤器。空气中的粒状污染物质是由固体或液体微粒子组成的。这些粒子的粒径分布范围非常广，从0.01um到数百微米不等。对于粒径大于10um的粒子，因为较重，在经过一段时间的无规则布朗运动后，在重力的作用下会逐渐沉降到地面上；而粒径小于10um的粒子，因为较轻，容易随气流飘浮，很难沉降到地面上。据估算，室外空气中90%以上的悬浮微粒粒径小于0.5um，其质量所占的比例不到1%；粒径超过lum的微粒不到2%，其所占的质量百分比为97%。空气中的悬浮粒子根据其活性可分为非生物粒子和生物粒子。非生物粒是由固体、液体的破碎、蒸发、燃烧、凝聚等产生的。生物粒子主要包括细菌、病毒、花分、花絮及绒毛等，在悬浮粒子中所占的比例很少。
空气过滤在暖通空调系统内的多个部位进行，以达到保护生产、使用者和空气处理设备及管道所需的空气洁净度。在暖通空调系统中，空气过滤一般分为预过滤、中间过滤和最终过滤三级，通过不同类型的空气过滤器实现对空气的过滤。预过滤和中间过滤(一级和二级过滤)通常在空气处理机组中外部空气和回流空气进入的位置。过滤器应达到一定的效率，使内部设备(盘管、风机)和空气处理机组在较长的一段时间内保持相对清洁，以达到预期的性能。最终过滤(三级过滤)设在空气处理机组排出段或其后(气流经过调节后)，可保持管道清洁、延长终端过滤器的使用寿命。在没有终端过滤时保护人员和工作空间免受通过空气处理机组的悬浮微粒的危害。安装在房间周边如在天花板或墙上的终端过滤装置可保证供应最清洁的空气，用于稀释或送出房间内释放的微粒。空气离开过滤器时的洁净度取决于过滤器结构并与上游空气的数量和质量有关。通过合理设计和正确配置空气过滤器，可以实现满足制药车间所需的空气质量和条件。各级空气过滤器前后应安装压差计，便于观察过滤器阻力的变化。测量接管应通畅，安装严密。过滤段后有足够的出风空间。
2、空气过滤器工作的机理
当空气流过过滤器显微结构(例如纤维、膜)形成的系列相互连通的孔隙空间的回旋流通路径时，微粒被捕集在过滤介质中。过滤介质过滤空气的机理包括拦截效应、惯性效应、扩散效应、静电积附、筛分和重力沉积等。各机理的微粒捕集有效性主要取决于粒径、空气流速和过滤器结构的规格。
①拦截效应：当某粒径的粒子运动到纤维表面附近时，其中心线到纤维表面的距离小于微粒半径，灰尘粒子就会被滤料纤维拦截而沉积下来。②惯性效应：当微粒质量较大或速度较大时，由于惯性而碰撞在纤维表面面沉积下来。
③扩散效应：小粒径的粒子布朗运动较强而容易碰撞到纤维表面上。
④静电效应：纤维或粒子都可能带电荷，产生吸引微粒的静电效应，而将粒子吸釗纤维表面上。
⑤筛分效应：当微粒的粒径大于两个纤维之间的横断面时，微粒无法通过面沉积。
⑥重力效应：微粒通过纤维层时，因重力沉降而沉积在纤维上。
当微粒大小为最易穿透粒径(MPPS，粒径范围一般为0.1～0.2um)时过滤器效率Z低。
下图中，a所示为过滤器效率与粒径的关系。在微粒为MPPS时效率Z低。当粒径大于MPPS时，它们的效率Z高，当粒径减小时，效率也会提高，但不能达到与大粒径微粒捕集率相同的效率。b所示为过滤器在不同气流流速情况下的过滤效率。当流速增大时，过滤器的过滤效率随之下降，所对应的MPPS也相应的向小粒径方向偏移。

3、我国空气过滤器标记方法

GB/T 14295-2008规定，空气过滤器外形尺寸表示原则为：以气流通过方向为深度，以气流通过方向的垂直截面正确安装时的垂直长度为高度，水平长度为宽度。标记如下图：

GB/T 13554-2008规定了高效、超高效过滤器标记方法，标记如下图：

4、过滤器的应用
①一级过滤(预过滤器)：一级过滤是效率Z低的过滤，用于预过滤，捕集外部空气中经常出现的较大微粒(粒径3um以上，例如昆虫或植物)。也用作延长二级过滤装置寿命的预过滤。建议采用G4过滤器。
②二级过滤(中间过滤器)：这种过滤器成本较高，一般设在一级过滤的下游，用于捕集较小粒径的微粒(0.3um以上)，以保护空气处理机组中的盘管、风机、管道和人员。建议采用F7/F8过滤器。
③三级过滤(最终过滤器)：这种过滤器设在空气处理机组的排出段，在一级和二级过滤及风机/盘管的下游，可以采用高中效或HEPA型过滤器。HEPA效率建议采用H12～H14。
④终端过滤结构形式：在洁净度等级为C级以上或管道中产生的微粒可能污染供给空气的情况下，一般采用HEPA作为终端过滤。终端过滤器也可用于回流排出空气。
这些过滤器应在下游侧设置硅胶密封，以形成一个正作用密封，防止空气从过滤器周围绕过。应采用永jiu性下游介质保护网，防止过滤介质发生物理性损坏。过滤器组中的各个HEPA过滤器应能够在不中断相邻过滤器工作的情况下更换。建议采用H13(99.95%)～H14(99.995%，MPPS)过滤器。高效送风口可作为末端过滤装置直接安装在洁净室天花板吊顶，适用于各种洁净级别和多种维护结构的洁净室。高效送风口外形美观，投资少，箱体结构简单，高效过滤器更换方便，是洁净室终端净化设备较好的选择。