過(guò)濾器基礎(chǔ)知識(shí)講座

課程內(nèi)容第一部份大氣中的粉塵第二部分空氣過(guò)濾器的性能指標(biāo)第三部分過(guò)濾器試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)第四部分過(guò)濾器的應(yīng)用第五部分空氣過(guò)濾器標(biāo)準(zhǔn)和效率的比較第1頁(yè)/共41頁(yè)第一部份大氣中的粉塵第二部分空氣過(guò)濾器的性能指標(biāo)第三部分過(guò)濾器試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)第四部分過(guò)濾器的應(yīng)用第五部分空氣過(guò)濾器標(biāo)準(zhǔn)和效率的比較第2頁(yè)/共41頁(yè)各行業(yè)所用的粉塵濃度城市環(huán)保重量濃度（mg/m3）潔凈室顆粒濃度(粒/m3）醫(yī)藥衛(wèi)生微生物濃度(顆/m3）過(guò)濾器重量濃度、顆粒濃度、微生物濃度第3頁(yè)/共41頁(yè)城市環(huán)保1萬(wàn)人口的優(yōu)秀城市0.03mg/m310萬(wàn)人口的優(yōu)秀城市0.05mg/m3100萬(wàn)人口的優(yōu)秀城市0.09mg/m31000萬(wàn)人口的優(yōu)秀城市0.18mg/m3第4頁(yè)/共41頁(yè)城市環(huán)保1萬(wàn)人口的普通城市0.12mg/m310萬(wàn)人口的普通城市0.15mg/m3100萬(wàn)人口的普通城市0.18mg/m31000萬(wàn)人口的普通城市0.25mg/m3第5頁(yè)/共41頁(yè)大氣平均顆粒物與空氣質(zhì)量級(jí)別

空氣質(zhì)量級(jí)別

IIIIII總懸浮顆粒物年平均（mg/m3）

0.080.200.30總懸浮顆粒物日平均（mg/m3）

0.120.300.50第6頁(yè)/共41頁(yè)大氣平均顆粒物與空氣質(zhì)量級(jí)別

空氣質(zhì)量級(jí)別

IIIIII可吸入顆粒物PM10年平均（mg/m3）

0.040.100.15可吸入顆粒物PM10月平均（mg/m3）

0.050.150.25第7頁(yè)/共41頁(yè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的可吸入顆粒物濃度1~5星級(jí)飯店、賓館≤0.15賓館和非星級(jí)帶空調(diào)的飯店、普通旅店、招待所≤0.20影劇院、音樂(lè)廳、錄像廳≤0.20圖書館、博物館、美術(shù)館≤0.15醫(yī)院候診室、候機(jī)室、飛機(jī)客艙≤0.15候車室、候船室、旅客列車車廂、飯館、餐廳≤0.25第8頁(yè)/共41頁(yè)標(biāo)準(zhǔn)建立依據(jù)可吸入顆粒物＞0.20mg/m3

免疫功能改變的閾濃度，居民呼吸道疾病患病率開始增加可吸入顆粒物=0.15mg/m3

居住區(qū)空氣日平均最高允許濃度可吸入顆粒物＜0.11mg/m3

不引起小學(xué)生免疫功能改變的閾下濃度，不引起人群呼吸道患病率增加第9頁(yè)/共41頁(yè)典型環(huán)境粉塵數(shù)量濃度香煙燃燒100億/m3

高速公路10億/m3

城市1億/m3

鄉(xiāng)間小路1000萬(wàn)/m3

鄉(xiāng)村100萬(wàn)/m3

海洋10萬(wàn)/m3

北極1萬(wàn)/m3

第10頁(yè)/共41頁(yè)吸塵器需求趨勢(shì)

歐美國(guó)家常用要求：0.15mg/m3（≤5μm）需求趨勢(shì)：0.01mg/m3（≤5μm）第11頁(yè)/共41頁(yè)第一部份大氣中的粉塵第二部分空氣過(guò)濾器的性能指標(biāo)第三部分過(guò)濾器試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)第四部分過(guò)濾器的應(yīng)用第五部分空氣過(guò)濾器標(biāo)準(zhǔn)和效率的比較第12頁(yè)/共41頁(yè)過(guò)濾效率

額定風(fēng)量下，過(guò)濾器前后空氣含塵濃度之差與過(guò)濾器前空氣

含塵濃度之比的百分?jǐn)?shù)

過(guò)濾器捕塵量下游空氣含塵量過(guò)濾效率==1-

上游空氣含塵量上游空氣含塵量公式為：

C1-C2C2

η=×100%=（1-）×100%

C1C1

式中:C1，C2分別為過(guò)濾器前后的含塵濃度。第13頁(yè)/共41頁(yè)含塵濃度表示方法計(jì)重濃度（mg/m3）計(jì)重效率大于或等于某一粒徑的顆粒數(shù)（粒/L）計(jì)數(shù)效率某一粒徑范圍內(nèi)的顆粒數(shù)（粒/L）粒徑分組計(jì)數(shù)效率第14頁(yè)/共41頁(yè)穿透率

過(guò)率器效率是衡量過(guò)濾器捕集灰塵能力的指標(biāo)。從空氣過(guò)濾和凈化的最終效果來(lái)看，可以用穿透率來(lái)評(píng)價(jià)過(guò)濾器的好壞。穿透率：指過(guò)濾后空氣的含塵濃度與過(guò)濾前空氣的含塵濃度之比的百分?jǐn)?shù)。即：

P=C2/C1*100%=1-η引用穿透率可以明確表示過(guò)濾器前后的空氣含塵量，特別是用它來(lái)評(píng)價(jià)高效過(guò)率器的性能。第15頁(yè)/共41頁(yè)過(guò)濾器面風(fēng)速

過(guò)率器的斷面上所通過(guò)的氣流速度，即：

u=Q/F

式中:Q—

通過(guò)過(guò)濾器的風(fēng)量（m3/h）

F—

過(guò)濾器的迎風(fēng)截面積（m2）面風(fēng)速是反應(yīng)過(guò)濾器的通過(guò)能力的安裝面積的性能指標(biāo)。第16頁(yè)/共41頁(yè)過(guò)濾器濾速

濾料面積上通過(guò)的氣流速度

v=0.028Q/f

（cm/s）式中：f

為濾料凈面積，m2

（即除去粘結(jié)等占去的面積）濾速主要反映濾料的通過(guò)能力，特別是濾料的過(guò)濾性能。一般高效和超高效過(guò)率器的濾速取為2～3cm/s，亞高效過(guò)率器的濾速取為5～7cm/s。第17頁(yè)/共41頁(yè)過(guò)濾器阻力

過(guò)濾器阻力一般由兩部分組成：一是濾料阻力；二是過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)阻力。

ΔH=ΔP1+ΔP2

式中ΔH—

過(guò)濾器阻力（Pa）

ΔP1—

濾料阻力（Pa）

ΔP2—

過(guò)濾器結(jié)構(gòu)阻力（Pa）第18頁(yè)/共41頁(yè)過(guò)濾器通風(fēng)量

對(duì)過(guò)濾器效率和阻力來(lái)說(shuō)必須注明：在多大的風(fēng)量下的過(guò)濾效率或阻力第19頁(yè)/共41頁(yè)第一部份大氣中的粉塵第二部分空氣過(guò)濾器的性能指標(biāo)第三部分過(guò)濾器試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)第四部分過(guò)濾器的應(yīng)用第五部分空氣過(guò)濾器標(biāo)準(zhǔn)和效率的比較第20頁(yè)/共41頁(yè)過(guò)濾器試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)一般通風(fēng)用過(guò)濾器試驗(yàn)方法

高效過(guò)濾器試驗(yàn)方法

第21頁(yè)/共41頁(yè)一般通風(fēng)用過(guò)濾器試驗(yàn)方法計(jì)重法Arrestance比色法Dust-spot大氣塵計(jì)數(shù)法

歐洲計(jì)數(shù)法

美國(guó)計(jì)數(shù)法

第22頁(yè)/共41頁(yè)計(jì)重法Arrestance源于美國(guó)，國(guó)際通行，中國(guó)實(shí)行。計(jì)重法是破壞性試驗(yàn)。試驗(yàn)塵源為大粒徑、高濃度標(biāo)準(zhǔn)粉塵。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有：美國(guó)ANSI/ASHRAE52.1-1992歐洲EN779：1993；己被EN779：2002取代

2002將過(guò)濾器分級(jí)為4個(gè)等級(jí)，以G1、G2、G3、G4第23頁(yè)/共41頁(yè)EN779：2002過(guò)濾器分級(jí)過(guò)濾等級(jí)終阻力計(jì)重效率（Am）

G1250Pa50≤Am≤65G2250Pa65≤Am≤80G3250Pa80≤Am≤90G4250Pa90≤Am第24頁(yè)/共41頁(yè)比色法Dust-spot傳統(tǒng)方法，源于美國(guó)，除中國(guó)外世界通行。試驗(yàn)臺(tái)和試驗(yàn)粉塵與計(jì)重法所用相用。測(cè)量的“量”為采樣點(diǎn)高效濾紙的通光量。嚴(yán)格的比色法是破壞性試法，一只過(guò)濾器的試驗(yàn)需要一天時(shí)間。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有：美國(guó)ANSI/ASHRAE52.1-1992歐洲EN779：1993；己被EN779：2002取代。第25頁(yè)/共41頁(yè)大氣塵計(jì)數(shù)法

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。塵源為自然大氣中的“大氣塵”。粉塵的為“量”為大于等于某粒徑的全部顆粒物個(gè)數(shù)。測(cè)試儀器為塵埃粒子計(jì)數(shù)器。效率值為新過(guò)濾器的初始效率。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有：

中國(guó)GB12218-89

中國(guó)GB/T14295-93第26頁(yè)/共41頁(yè)歐洲計(jì)數(shù)法

歐洲自20世紀(jì)90年代初通行至今，中國(guó)個(gè)別企業(yè)使用。試驗(yàn)臺(tái)與計(jì)重法和比色法所用類似，發(fā)塵所用的高濃度試驗(yàn)粉塵也與計(jì)重法所用類似，粉塵的“量”是微小粒徑段顆粒物的個(gè)數(shù)。測(cè)量粉塵的儀器為激光粒子計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)效率不再是個(gè)單一的數(shù)值，而是一條沿不同粒徑的過(guò)濾效率曲線。歐洲的試驗(yàn)表明，當(dāng)試驗(yàn)終阻力為450Pa時(shí)，0.4μm處的計(jì)數(shù)效率值與傳統(tǒng)的比色法效率值接近。完整的計(jì)數(shù)效率測(cè)試法是破壞性試驗(yàn)，不能用于制造廠的日常產(chǎn)品性能檢驗(yàn)。但在平時(shí)，制造廠省去發(fā)塵過(guò)程，僅測(cè)量過(guò)濾器的初始計(jì)數(shù)效率，以檢查產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性和材料的穩(wěn)定性。計(jì)數(shù)法效率正在取代比色法。第27頁(yè)/共41頁(yè)EN779：2002過(guò)濾器分級(jí)

過(guò)濾等級(jí)終阻力計(jì)數(shù)效率（Em）

F5450Pa40≤Em<60F6450Pa60≤Em<80F7450Pa80≤Em<90F8450Pa90≤Em<95F9450Pa95≤Em第28頁(yè)/共41頁(yè)美國(guó)計(jì)數(shù)法

美國(guó)開始始用。中國(guó)過(guò)濾器廠家暫未采用。試驗(yàn)臺(tái)與發(fā)塵過(guò)程使用的高濃度粉塵同計(jì)重法和比色法所用類似，發(fā)塵所用的高濃度試驗(yàn)粉塵也與計(jì)重法所用類似。計(jì)數(shù)測(cè)量時(shí)改用漂白粉。測(cè)量粉塵的儀器為激光粒子計(jì)數(shù)器。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有：美國(guó)ANSI/ASHRAE52.2-1999計(jì)數(shù)法是取代其它各種方法的大趁勢(shì)。歐洲方法在先，使用廠家較多，美國(guó)方法在后但更嚴(yán)謹(jǐn)。第29頁(yè)/共41頁(yè)高效過(guò)濾器試驗(yàn)方法

鈉焰法SodiumFlame

DOP法

計(jì)數(shù)掃描法

光度計(jì)掃描油霧法OilMist

熒光法Uranine

第30頁(yè)/共41頁(yè)鈉焰法SodiumFlame

源于英國(guó)，中國(guó)通行，歐洲部分國(guó)家于20世紀(jì)70~90年代實(shí)行。試驗(yàn)塵源為單分散相氯化鈉鹽霧?！傲俊睘楹}霧時(shí)氫氣火焰的亮度。主要儀器為光度計(jì)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鹽霧顆粒平均直徑為0.4μm，但對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的裝置的實(shí)測(cè)結(jié)果為0.5μm，歐洲國(guó)家實(shí)測(cè)為0.65μm。隨著掃描法的普及，歐洲己不再使用鈉焰法，國(guó)內(nèi)也正在修改。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有：英國(guó)BS3928-1969、歐洲Eurovent4/4、中國(guó)GB6165-85第31頁(yè)/共41頁(yè)DOP法

源于美國(guó)，國(guó)際通行。試驗(yàn)塵源為0.3μm單分散相DOP（塑料工業(yè)常用增塑劑，鄰苯二甲酸二辛酯）液滴。“量”為含DOP空氣的渾濁程度。測(cè)量粉塵的儀器為光度計(jì)（photometer）.以氣樣的濁度差別來(lái)判定過(guò)濾器對(duì)DOP顆粒的過(guò)濾效率。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有：MIL-STD-282。第32頁(yè)/共41頁(yè)計(jì)數(shù)掃描法歐洲通用，美國(guó)類似，其它國(guó)家緊跟。目前國(guó)際上高效過(guò)濾器的主流試驗(yàn)方法。主要測(cè)量?jī)x器為大流量激光粒子計(jì)數(shù)器或凝結(jié)核計(jì)數(shù)器（CNC）。用計(jì)數(shù)器對(duì)過(guò)濾器的整個(gè)出風(fēng)面進(jìn)行掃描檢查，計(jì)數(shù)器給出過(guò)濾器每一點(diǎn)粉塵的個(gè)數(shù)和粒徑。不僅能測(cè)量過(guò)濾器的平均效率，還可以比較各點(diǎn)的局部效率。經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)于高效過(guò)濾器，最容易穿透的粉塵粒徑在0.1~0.25之間的某一點(diǎn)，先測(cè)出最易穿透的粉塵粒徑，然后掃描測(cè)量過(guò)濾器對(duì)該粒徑粉塵的過(guò)濾效果，這種方法稱MPPS。美國(guó)規(guī)定只測(cè)0.1~0.2μm區(qū)間。計(jì)數(shù)掃描是測(cè)試高效過(guò)濾器最嚴(yán)格的方法，這種方法取代其它傳統(tǒng)方法是大趨勢(shì)。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有：美國(guó)IES-RP-CC007.1-1992.、歐洲EN1822.1~1822.5-1998~2000第33頁(yè)/共41頁(yè)EN1822過(guò)濾器分級(jí)過(guò)濾級(jí)別總值局部值效率（％）穿透率（％）效率（％）穿透率（％）H108515--H11955--H1299.50.5--H1399.950.0599.750.25H1499.9950.00599.9750.025U1599.99950.000599.99750.0025U1699.999950.0000599.999750.00025U1799.9999950.00000599.9999750.000025第34頁(yè)/共41頁(yè)油霧法OilMist

前聯(lián)邦德國(guó)，前蘇聯(lián)，中國(guó)使用。塵源為油霧?！傲俊睘楹挽F空氣的濃度。儀器為濁度計(jì)。以氣樣的濁度差別來(lái)判定過(guò)濾器對(duì)油霧顆粒的過(guò)濾效率。德國(guó)規(guī)定用石蠟油，油霧粒徑為0.3-0.5μm。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的油霧平均重量粒徑為0.28-0.34μm,對(duì)油的種類未做具體規(guī)定。油霧法在德國(guó)己成為歷史，于1993年率先使用計(jì)數(shù)掃描法，歐洲的EN1822就是以德國(guó)計(jì)數(shù)掃描法標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)本制定的。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有：中國(guó)GB6165-85、德國(guó)DIN24184-1990第35頁(yè)/共41頁(yè)熒光法Uranine

只有法國(guó)使用，目前僅限于對(duì)部分核工業(yè)過(guò)濾器的測(cè)試。試驗(yàn)塵源為噴霧器產(chǎn)生的熒光素鈉粉塵。試驗(yàn)中，首先在過(guò)濾器前后采樣，然后用水溶解采樣濾紙上的熒光素鈉水溶液在特定條件下的熒光亮度，這一亮度間接的反應(yīng)出粉塵的重量。跟據(jù)法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)生裝置產(chǎn)生的粉塵粒徑的計(jì)數(shù)平均值為0.08μm，粒徑的體積平均值為0.15μm。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：法國(guó)NFX44-011-1972.第36頁(yè)/共41頁(yè)第一部份大氣中的粉塵第二部分空氣過(guò)濾器的性能指標(biāo)第三部分過(guò)濾器試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)