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空气过滤器的发展 与应用
来源:www.jowell.cn   时间:2013/8/26 16:40:40
 

1、空气过滤器的发 展
空气过滤器的原型 是人们为保护呼吸而使用的呼吸保护器具。据记载,早在一世纪的罗马 ,人们在提纯水银的 时候就用粗麻制成的面具进行保护。在此之后的漫长时间里,空气过滤器也取得 了进展,但其主要是作为呼 吸保护器具用于一些危险的行业,如有害化学品的生 产。1827年布朗发现了微小 粒子的运动规律,人们对空气过滤的 机理有了进一步的认识。据制冷快报专家介绍,空气过滤器的迅速发展是与军事工业和电子工业的发展紧密相关的。在第一次世界大战期间,由于各种化学毒剂 的使用,以石棉纤维过滤纸 作为滤烟层的军用防毒面具应运而生。玻璃纤维过滤介质用于空气过滤于1940年10月在美国取得专利 。50年代,美国对玻璃纤维过 滤纸的生产工艺进行了深入的研究,使空气过滤器得到 了改善和发展。60年代,HEPA过滤器问世 ;70年代,采用微细玻璃纤维 过滤纸作为过滤介质的HEPA过滤器,对013微米粒径的粒子过 滤效率高达99.9998%。八十年代以来 ,随着新的测试方法 的出现、使用评价的提高及对过滤性能要求的提高,发现HEPA过滤器存在着严重 的问题,于是又产生了性能 更高的ULPA过滤器。目前 ,各国仍在努力研究 ,估计不久就会出现 更先进的空气过滤器。过滤器本身的设计也取得了显著进展,其中最重要的是分 隔板的去除,即无隔板过滤器的 发展。无隔板过滤器不仅消除了分隔板损坏过滤介质的危险,而且有效地增加了 过滤面积,提高了过滤效率 ,并降低了气流阻力 ,从而减少了能量消 耗。此外,空气过滤器在耐高 温、耐腐蚀以及防水、防菌等方面也取很大的进展,满足了一些特殊的 需求。

2、空气过滤器的应 用
随着环境污染的日 益严重和人们环境意识的加强,空气质量已成为全 世界关注的焦点。现在人们认识到空气过滤系统不仅要保护机械设备,还要保护人。因此 ,空气过滤的应用范 围越来越广泛。制冷快报专家认为,空气过滤的最大应用是住宅楼,其次是商业和工业 建筑。此外,过滤设备还常用行 下列场合:洁净室;复印设备;室内空气净化器  ;麻醉气体过滤设备 ;激光外科手术应用 ;HVAC系统(供暖、通风 和空调系统);恒温室;计算机打印机 ;工作室空气过滤系 统;空调器等。
2.1住宅市场
由于人们对生活质 量的要求不断提高,住宅原有的空气过 滤系统已不能满足人们的需要,性能更高的静电过 滤器则成了原有空气过滤器的首选替代品。但与普通玻璃纤过滤器相比,由于过滤介质成本 较高,静电过滤器的应用 也受到一定的限制。3M公司是静电过滤器 市场的领头羊,正积极销售其产品 。3M公司的静电过滤器 采用波纹结构,介质装填较松散 ,因而气流阻力较小 。3M公司称他们过滤器 的装填密度是最适宜的,而且具有很长的寿 命。波纹结构还会提高过滤效率,且能够比平板过滤 器捕集更多的粒子。在中国,住宅绝大多数没有 空气过滤系统,但中国的住宅数量 巨大,且每年以数百万套 的速度递增。随着居室内空气质量的日益恶劣和人们环境意识的不断加强,空气过滤系统在住 宅的应用是有前途的,存在着潜在的巨大 市场。
2.2办公楼应用
要求改善办公室空 气质量的推动力是先进的办公设备的广泛应用。计算机终端是产生臭氧和挥发性有机化合物的来源。喷墨打印机是碳氢化合物和臭氧的来源。干法照相复制机产生碳氢化合物、可吸入悬浮粒子和臭氧;传真机产生臭氧和 挥发性有机化合物;激光打印机产生碳 氢化合物、臭氧和可吸入粒子;等等。这些产物已 经严重地污染了室内环境,并给人身和办公设 备造成了一定的危害。据估计,在美国的办公楼和 公共建筑中有30%存在室内空气污染 问题,尤其公共建筑如机 场、车站等所面临的挑战远大于办公楼。芝加哥D‘Hare机场大厅空气流量 为每分钟约5166万m3,为改善空气质量 ,该处共装有 1100个预滤器,1100个终滤器和 2200个炭滤器(其中的 炭每10—12个月需更换一次) 。预计2000年办公室、商业及 公共建筑对空气过滤器的需求在全球将达到五亿美元。
2.3室内空气净化器 
随着建筑标准的日 益严格,消费者对室内空气 质量越来越重视。尤其是患有过敏症、哮喘病或呼吸道疾病的人,因为空气污染影响 了他们的正常生活。人们在室内度过90%的时间,而室内空气污染水 平可能是室外的2—5倍。室内几乎所有 空间都含有花粉、霉菌、孢子、动物毛发、烟雾、细菌、病毒和包括石棉在内的有害纤维及灰尘。恶劣的空气质量使得哮喘和过敏症更加严重。用空气净化器除去室内空气污染物是一种有效的方法。在便携式室内空气净化器  市场上有多种产品。发展最快的是使用高效过滤介质的静电空气过滤器如3M公司的Filtrete,和更高效的微细玻 璃纤维HEPA过滤器,它们占据了市场的 大部分。在美国空气净化器市场以每年10%以上的速度递增。 日本是继美国之后的第二大市场。在中国,空气净化器的需求 也在增加,随着空气质量的不 断恶化和家庭办公的出现,空气净化器将有一 个巨大的潜在市场。
2.4生产工厂
不同工厂对空气质 量的要求差别很大。装有排烟罩和污染控制设备的工厂需要补充大量的空气,如果这些工厂所在 地区环境空气受到污染,那么在将补充的空 气分布到工作场所之前必须先进行过滤。在半导体生产和制药工业中,对空气的洁净度要 求较高。典型的工作环境中,每立方英尺空气中 含有500000个粒子,而半导体生产的最 新要求是每立方英尺空气中只有1个粒子。因此 ,工作间需要用经过 HEPA过滤器过滤  的洁净 空气不断地循环清洗。为保持HEPA过滤器的洁净和寿 命,还需要几段效率较 低的预滤器联合使用。工业用洁净室要求连续有效地去除粒径更小的粒子。HEPA过滤器一度是效率 最高的过滤器,现在ULPA过滤器则是效率最 高的过滤器,以后更高效率的新 一代过滤器也将得以开发应用。微细玻璃纤维过滤介质是过滤器介质的主要选择,但膜和静电增强介 质已向该领域渗透,并获得部分应用。 对于工厂排放的废气,要求最严格的是毒 性。某些重金属如汞、砷、铬、铍等毒性很大,其排放限制非常严 格。在空气毒性方面,美国和德国已经通 过了新的更严格的立法。执行新的立法后,空气毒性的限制由 原来的20mg/m3(标准)降低到 010004mg/m3(标准)。为达到 这一目标,工厂需要更先进的 过滤器以除去亚微粒子。一些德国公司使用传统的折叠式微细玻璃纤维HEPA过滤器用于过滤系 统,同脉冲空气洁净机 理相互配合,并使过滤介质的波 纹更密。一家美国公司则通过设计管式微细玻璃纤维HEPA过滤器又向前进了 一步。
2.5医院
卫生行业是一个很 庞大而特殊的行业,它对空气的洁净度 要求也很高。通常,对医院空气的最低 要求用效率为30%的预滤器和效率为 90%的终滤器结合使用 进行过滤。一般情况下不需要HEPA过滤器过滤  ,但在特殊情况下如 隔离室、特定的测试和护理区域则需要HEPA过滤器过滤  。医院的许多HVAC系统使用100%的室外空气 ,这对于防止病人通 过HVAC系统中的悬浮微生 物进行交*感染是很好的策略 。但100%使用室外空气并不 能消除微生物在空气过滤介质中的生长及其对护理环境产生的不良影响。因此,现在许多医院仍极 需先进的HVAC系统。卫生系统的 洁净室最先用于手术室。开始它只是在矫形手术中获得广泛应用,因为矫形手术时间 较长,易于引起感染。控 制水平较理想的是使用手术台附近的空气洁净度达到100级。一般建议使用 顶部HEPA过滤系统,它能覆盖至少 3m×3m的面积,从而将手术台和人 包括在内。洁净室获得应用的其它领域有分娩室、保育室、烧伤室、心脏病人护理单元等。最新进展之一是牙外科手术洁净室的应用,它降低了在长期手 术过程中医务人员被感染的危险。
2.6食品加工
食品工业对于空气 过滤设备来说,正在成为一个不断 扩大的市场。为保持食品的新鲜口味,用消毒来消除污染 的方法已逐渐不被使用。这使得消除与产品相关的空气污染更加重要。国家规定、保险意识和公众关注正促使肉加工者、奶制品生产者及其它食品生产者更新他们的空气过滤系统。在欧洲,酸奶的罐装是在洁 净室条件下进行的,其结果是在不用添 加价格昂贵的化学保鲜剂,产品可以保存较长 的时间。啤酒厂发现为保护它们的生啤酒,必须控制灌装车间 周围环境的空气污染。在洁净室进行灌装是最佳选择。这类工厂需要100000级的洁净室 ,可以采用顶部通风 系统,用HEPA过滤器过滤 
3市场趋势
展望未来的空气过 滤器市场,我们可以发现 :(1)在当前的空气过 滤器市场中,以微细玻璃纤维作 为过滤介质的过滤器仍占主导地位,但膜生产商也正向 空气过滤领域发展,提供高效的膜滤器  ,并改善膜在低气流 阻力下过滤的性能。它们认为,在高效空气过滤和 集尘应用中,膜滤器不久将取代 微细玻璃纤维过滤器。(2)耐高温过滤器的 发展将会加快。金属纤维和陶瓷纤维过滤器已获得应用。玻璃纤维复合无机膜可以增强纤维的机械性能,赋予滤袋较强的耐 高温性能,使之在高达 480℃的温度下使用。 热电工程、煤气化系统和垃圾焚烧系统将为耐高温过滤器提供了一个巨大的市场。(3)空气过滤器市场 发展的趋势是全球化。发展中国家购买增长率将比发达国家快。刺激今后几年过滤器市场快速发展的因素包括:①发展中国家大量 新工厂的建设;②欧洲和日本等发 达国家的经济复苏;③世界范围内对环 境保护的更严格要求。这种需要、繁荣和环境意识的结合必然会激起过滤器市场的迅速发展。

 

 

资料来源:东莞市卓维净化科 技有限公司

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