空气洁净设备及其应用教材.pptx
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1、第3章 空气洁净设备及其应用1本章学习要求 1、重点是空气过滤器的有关知识。了解空气过滤器的过滤原理,理解空气过滤器的检测试验方法,掌握空气过滤器的选用及影响效率的因素。2、了解其他形式的净化设备。23.1 空气过滤器 空气过滤器是洁净空调系统中的关键设备,它的性能直接影响洁净空调系统的洁净度级别和空调净化效果,洁净空调系统必须选用适宜的空气过滤器,并保证其运行可靠。33.1.1 空气过滤器的性能与分类 1.空气过滤器的性能指标 1过滤效率是空气过滤器最重要的指标 定义:它是指在额定风量下,过滤器前后空气含尘浓度之差与过滤器前空气含尘浓度之比的百分数。定义式41.空气过滤器的性能指标 空气过滤
2、器的串联效率对于洁净空调系统,不同级别的过滤器通常是串联使用的,假设有n个过滤器串联使用,则其总效率:51.空气过滤器的性能指标2穿透率 定义:是指过滤后空气的含尘浓度与过滤前空气的含尘浓度之比的百分数。定义式:穿透率与过滤效率比较:穿透率表示过滤器透过粉尘的能力,可以明确表示过滤器前后的空气含尘量,用它来评价比较高效过滤器的性能较直观;过滤效率是衡量空气过滤器捕集尘粒能力61.空气过滤器的性能指标3过滤器面速和滤速 过滤器面速是反映过滤器的通过能力和安装面积的性能指标定义:是指过滤器的断面上所通过的气流速度。定义式:式中:Q-通过过滤器的风量m3/h;F-过滤器的迎风截面积m2。71.空气过
3、滤器的性能指标 滤速反映滤料的通过能力过滤性能 定义:是指过滤器通过滤料的气流速度。定义式:取值:一般高效和超高效过滤器的滤速为23cm/s,亚高效过滤器的滤速为57cm/s。84过滤器阻力 1阻力构成:F一是滤料的阻力F二是过滤器结构的阻力。滤料阻力形成原因:是由气流通过纤维层时迎面阻力造成的。该阻力的大小与在纤维层中流动的气流状态是层流或紊流有关,一般因为纤维极细,滤速很小,此时纤维层内的气流属于层流。1.空气过滤器的性能指标91.空气过滤器的性能指标式中:动力粘度Pas;滤料的滤速m/s;H滤料的厚度m;充填率%;m2与df有关的系数;df纤维的直径m;纤维的断面形状系数。式中:A结构系
4、数,与纤维层的特性有关。滤料的滤速m/s滤料阻力计算公式:对既定过滤器,滤料已经确定,则H,a,m2,df,阻力公式简写为:对于一定的微粒,在相当的滤速范围内,滤料阻力与滤速成正比,如以下图。10过滤器滤料阻力公式及图表图3-1 各种滤纸/布(滤料)阻力1国外AEC滤纸;22.5丝玻璃纤维滤纸;3合成纤维滤纸;420丝玻璃纤维滤纸;5 15滤纸;6合成纤维滤纸;78丝玻璃纤维滤纸;8合成纤维号滤纸;9合成纤维号滤纸;105丝玻璃纤维滤纸;11化学微孔滤膜111.空气过滤器的性能指标 过滤器的结构阻力 流动特性:结构阻力是气流通过有过滤器的滤材和支撑材料构成的通路时,是以面风速为代表的,一般到达
5、m/s的量级,通常比滤速要大,此时的Re较大,气流特性已不是层流,阻力与速度不是直线关系。结构阻力计算公式:12图3-2 高效过滤器阻力与流量(流速)的关系 1.空气过滤器的性能指标 2过滤器的全阻力计算公式:13过滤器全阻力与积尘量的关系 随着积尘量的增加,过滤器阻力变化的趋势,从图上可见多数呈抛物线型初阻力:新制作的过滤器在额定风量状态下的空气流通阻力。一般当积尘量到达某一数值时,阻力增加较快,这时应更换或清洗过滤器,以确保净化空调系统的经济运行终阻力:过滤器报废时的阻力。设计时,有代表性的阻力值“设计阻力:一般取初终阻力的平均值。图3-3 过滤器积尘与阻力的关系 初阻力14终阻力建议值
6、每个过滤段要安装阻力监测装置,终阻力要靠仪表压差计来判断,过滤器到达终阻力,意味着需要更换过滤器 15 5过滤器的容尘量1定义:是指过滤器的最大允许积尘量,它是过滤器在特定试验条件下容纳特定试验粉尘的重量,一般情况下,过滤器的容尘量指在一定风量作用下,因积尘而阻力到达规定值一般为初阻力的2倍时的积尘量。国内试验粉尘曾规定用黄土高原的浮土,国际标准化组织指定了“AC细灰为试验粉尘 亚利桑那荒漠地带某特定地点的浮尘。1.空气过滤器的性能指标16 5过滤器的容尘量2积尘的对过滤器性能的影响:对阻力的影响:与试验粉尘的大小有关;对过滤效率的影响:影响复杂,一定风速下,取决于滤纸的性质和灰尘的性质与大小
7、。3容尘量的取值:测试说明,当风速为1000m3/h时,一般折叠泡沫过滤器的容尘量为200 400 g;玻璃纤维过滤器为250300g;无纺布过滤器为300400g;亚高效过滤器为160200g;高效过滤器为400500g。1.空气过滤器的性能指标172.空气过滤器分类 国家标准 空气过滤器GB/T14295-1983分成四类;粗效过滤器 中效过滤器 高中效过滤器 亚高效过滤器 国家标准高效空气过滤 器 GB/T14295-1983也分成四类:高效A过滤器 高效B过滤器 高效C过滤器 高效D过滤器 18表 32 空气过滤器分类192.空气过滤器分类 1按过滤效率分类五种粗效空气过滤器 粗效过滤
8、器其滤芯形式一般采用板式、折叠式、楔形袋式和自动卷绕式等。滤料多采用容易清洗和更换的金属网、泡沫塑料、无纺布、DV化学组合毡等。主要用于新风过滤,沉降性微粒和各种异物,要求容尘量大、阻力小、价格低、结构简单。粗效过滤器的效率以过滤5m为准。严禁采用油浸式过滤器。202.空气过滤器分类 1按过滤效率分类中效过滤器滤芯形式一般为插片板式,楔形袋式,板式和折叠式等多种形式 等。滤料多采用中、细孔泡沫塑料或其他纤维滤料,如玻璃纤维毡、无纺布、复合无纺布和长丝无纺布等。作为一般空调系统的最后过滤器和净化空调系统中高效过滤器的预过滤器。用于截留1-10m的悬浮微粒,效率是以过滤1m为准。212.空气过滤器
9、分类 1按过滤效率分类高中效过滤器 材料与中效过滤器相似。可以用作一般净化程度的系统的末端过滤器,也可以为了提高净化空调系统的净化效果,更好地保护高效过滤器,而用作中间过滤器。主要用于截留15m的悬浮性微粒。效率也以过滤1m 为准。222.空气过滤器分类 1按过滤效率分类亚高效过滤器u用于洁净空调的滤芯有玻璃纤维滤纸、棉短纤维滤纸和静电过滤器等形式。u可以作为洁净室末端过滤器使用;也可以作高效过滤器的预过滤器;还可以作为净化空调系统新风的末级过滤,提高新风品质。u效率以过滤0.5m的微粒为准。232.空气过滤器分类 高效过滤器洁净空调采用的高效过滤器有玻璃纤维滤纸,石棉纤维滤纸和合成纤维三类。
10、常作为三级过滤的末端过滤器。它是洁净室最主要的末级过滤器。效率习惯以过滤0.3m的微粒为准。效率以过滤0.12m的微粒为准,习惯称为超高效过滤器。必须在初、中效过滤器的保护下使用。242按使用目的洁净室过滤器分类 六种:新风处理用过滤器 通常采用粗效、中效、高中效、亚高效等。室内送风用过滤器 通常是亚高效、高效或高效+化学过滤器去除室内气体污染物等。排气用过滤器一般采用高效、超高效或HEPA+化学过滤器或ULPA+化学过滤器等。252按使用目的洁净室过滤器分类洁净室内设备用过滤器一般采用高效、超高效或HEPA+化学过滤器或ULPA+化学过滤器等。制造设备内装过滤器 通常采用HEPA、ULPA或
11、HEPA+化学过滤器或ULPA+化学过滤器这些过滤器与制造设备密切相关,而制造设备的要求差异很大,所以一般均为“非标准型过滤器。高压配管用空气过滤器 通常用于压力0.1MPa的气体输送过程用过滤器,此类过滤器与上述过滤器在滤材、结构形式上等均有很大差异。263按过滤器材料不同的过滤器分类 滤纸过滤器 洁净技术中使用最为广泛的一种过滤器,目前滤纸常用玻璃纤维、合成纤维、超细玻璃纤维以及植物纤维素等材料制作。纤维层过滤器 泡沫材料过滤器 化学过滤器 去除空气中的气体污染物主要用活性炭吸附反映活性炭吸附性能的四个指标:吸附容量;滞留时间;使用寿命;选择性273.1.3空气过滤器效率的试验方法 不同效
12、率的空气过滤器不能用同一种方法进行检测,所以对不同的空气过滤器应分别采用不同的方法进行检测。选择过滤器时不能只考虑空气过滤器的效率,而应该了解其试验方法和试验尘1、试验方法:1种类钠焰法,油雾法我国法定的试验方法;英国采用钠焰法石蜡油雾法德国采用;DOP邻苯二甲酸二辛酯 其他方法:质量法,比色法,粒子计数器法,DOP法,计数扫描法。283.1.3空气过滤器效率的试验方法 2、各种试验方法的适用性1质量法应用场合:用于粗效、中效过滤器效率的检测。测试原理:过滤器安装在标准试验风洞内,上风端连续发尘,每隔一段时间,测量通过过滤器的粉尘质量,由此得到过滤器在该阶段粉尘质量计算的过滤效率。293.1.
13、3空气过滤器效率的试验方法 2、各种试验方法的适用性2比色法应用场合:用于中效过滤器效率的检测。测试原理:在过滤器前后采样,含尘空气经过滤纸,将污染的滤纸放在光源下照射,再用光电管比色计光电密度计测出过滤器前后滤纸的透光度;在粉尘的成分、大小和分布相同的条件下,利用光密度与粉尘量成正比的关系,计算出过滤效率。303.1.3空气过滤器效率的试验方法 2、各种试验方法的适用性3粒子计数器法应用场合:用于洁净室、高效过滤器的检测。广泛应用。测试原理:将含尘气流以很小的流速通过强光照明区,被测空气的尘粒依次通过时,每个尘粒将产生一次光散射,形成光脉冲信号,根据光脉冲信号幅度的大小与粒子外表的大小成正比
14、的关系,由光电倍增管测得粒子数及亮度,确定其过滤效率。313.1.3空气过滤器效率的试验方法 2、各种试验方法的适用性3粒子计数器法过滤效率的判断粒径档:32对粗效过滤器:5um;对一般中效过滤器:2um;对高中效过滤器:1um;对亚高效,高效过滤器:0.5um;3.1.3空气过滤器效率的试验方法 2、各种试验方法的适用性4DOP邻苯二甲酸二辛酯法:适用范围:用于高效过滤器的效率检测。测试原理:将试验尘源为0.3um当时人们认为0.3um的粉尘最难过滤的单分散相DOP液滴加热成蒸气,在特定条件下冷凝成微小液滴,去掉过大和过小的液滴后留下0.3um左右的颗粒,雾状DOP进入风道,然后测量过滤器前
15、后气样的浊度,由此判断过滤器对0.3um的粉尘的过滤效率。热DOP法333.1.3空气过滤器效率的试验方法 2、各种试验方法的适用性4、DOP邻苯二甲酸二辛酯法:说明:冷DOP法:Laskin喷管用压缩空气在液体中鼓气泡,飞溅产生雾态人工尘产生的多分散相DOP粉尘。对过滤器进行扫描时,经常使用冷DOP法。5计数扫描法:适用场合:用于高效过滤器的检测,即可测量过滤器的平均效率,还可以比较各点局部效率,是最严格的高效过滤器的测试方法。343.1.3空气过滤器效率的试验方法 2、各种试验方法的适用性5计数扫描法:测试原理:测量仪器为大流量激光粒子计数器或凝结核计算器。用计数器对过滤器的整个出封面进行
16、扫描检验,计数器给出每一个粉尘的个数和粒径。6油雾法:适用场合:用于高效过滤器的检测。测试原理:尘源为油雾,“量为含油雾空气的浊度,仪器为浊度计。以气样的浊度差异来判定过滤器对油雾颗粒的过滤效率。353.1.3空气过滤器效率的试验方法 2、各种试验方法的适用性7钠焰法:适用场合:用于高效过滤器的检测。测试原理:试验尘源为单分散相氯化钠盐雾,“量为含盐雾时氢气火焰的亮度,主要仪器为火焰光度计。盐水在压缩空气的搅动下飞溅,经枯燥形成微小盐雾并进入风道。在过滤器前后分别采样,含盐雾气使氢气火焰的颜色变蓝,亮度增加。以火焰亮度来判断空气的盐雾浓度,并以此确定过滤器对盐雾的过滤效率。363.1.4 典型
17、空气过滤器结构原理 1、泡沫塑料过滤器 1结构:泡沫塑料过滤器采用聚乙烯或聚酯泡沫塑料作过滤层。泡沫塑料预先进行化学处理,将内部气孔薄膜穿透,具有一系列连通的孔隙,尘粒通过时,由于惯性、扩散作用使空气得以净化。2参数:孔径一般为200m 300m;泡沫塑料层厚度1015um;终阻力为200Pa。3分类 两种:箱式和卷绕式泡沫塑料过滤器373.1.4 典型空气过滤器结构原理 2、纤维填充式过滤器 1结构:纤维填充式过滤器由框架和滤料组成,采用不同粗细的纤维作为填料,如玻璃纤维,合成纤维聚苯乙烯。2常用类型:玻璃纤维过滤器纤维填料层两侧用铁丝网夹持,每个单元由两块过滤块组成,尘粒由中间进入到单元内
18、,通过两侧的过滤层净化。3说明:填充密度对效率和阻力影响较大,要根据净化效率和阻力要求选择填料。383.1.4典型空气过滤器结构原理3、纤维毡过滤器1滤料:由各种纤维做成的无纺布毡作滤料2类型:袋式:用无纺布滤料,做成折叠式或V形滤袋常作中效过滤器;卷挠式:用泡沫塑料或无纺布做滤料常作粗效过滤器;有定压控制和定时控制两种,过滤风速0.82.5m/s,终阻力90100Pa。393.1.4典型空气过滤器结构原理4、纸过滤器 1滤料:用植物纤维素滤纸,蓝石棉纤维滤纸,超细玻璃纤维滤纸作滤料。2结构:做成折叠式以增大过滤面积,端部外框与滤纸间必须用密封胶密封,每一个单元的过滤面积为12m2 3 参 数
19、:额 定 风 量 1000m3/h,,初 阻 力200250Pa.4使用说明:其前面应设有粗、中效过滤器保护。403.1.4典型空气过滤器结构原理5、静电过滤器 工作原理:采用电场产生的电力使尘粒从气流中别离出来。结构:由荷电区和收尘区组成。荷电区是一系列等距离平行安装的流线形管状接地电极,管柱之间安装电晕线,电晕线接正极,放电级电压为1020kv,收尘区的集尘极用铝板制作,极板间距约10mm,极间电压为57kv,在极板间构成均匀电场,尘粒在荷电区获得正离子,随后进入收尘区,荷正电或负电的粉尘分别沉降在负电或正电的极板上,需定期用水或油洗掉极板上的灰尘。413.1.5 几种常用的过滤器 1ZJ
20、K1型自动卷挠式人字形空气过滤器 粗效过滤器,它是由箱体、滤料和固定滤料局部、传动局部、控制局部等组成,滤料采用DV型化纤组合滤料。滤料积尘到一定程度,由过滤器的自控系统自动更新。图3-4 ZJK1空气过滤器1连接法兰;2上箱;3滤料滑槽;4改向棍;5自动控制箱;6支架;7双级涡轮减速器;8下箱;9滤料;10挡料栏;11压斜栏;12限位器 42几种常用的过滤器 2YB玻璃纤维过滤器 两层平行的金属网框体内放置玻璃纤维毡组成,根据过滤面积大小分为大 D型和小 X型两种单体,每个单体过滤风量为200 m3/h。图3-5 YB型玻璃纤维过滤器括号内为小X型深度尺寸,外为大D型的深度尺寸 43几种常用
21、的过滤器 3YZG型中效过滤器 为V型单元式,滤料为密细无纺布,结构为多折型,由专门的机械将滤料折叠并在滤料正反面按一定间隔贴线构成滤料两侧的空气通路。其特点是滤料面积与过滤器迎风面面积之比大。图3-6 YZG型中效过滤器 44几种常用的过滤器 4管式高中效过滤器 采用管状结构,由面板五合板或塑料和滤管组成,滤管直径 75mm。滤管更换方便,可以单独安装或插入管道安装,具有处理风量大、阻力低、容尘量高、重量轻等特点。图3-7 管式高中效过滤器1面板可方可圆;2滤管;3塑料套管 45几种常用的过滤器 5GZ型空气过滤器 属于袋式过滤器类,采用活动框架,低阻力无纺布滤料,选用不同的滤料,可组成中效
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- 空气 洁净 设备 及其 应用 教材
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