各種潔凈空調空氣過(guò)濾器的結構與性能

潔凈空氣過(guò)濾器的結構與性能目前在國內使用濾毒通風(fēng)系統的工業(yè)裝置并不多見(jiàn)。設計方法也鮮有介紹。在濾毒通風(fēng)裝置的設計過(guò)程中,高效過(guò)濾器的組成和冗余是設計中重要的內容和參數;設計合理既能夠節省投資,又能保證設施抗擊事故沖擊的能力,使裝置能夠安全平穩的運行。

而在運行中,初效過(guò)濾器更換時(shí)機至關(guān)重要。在危險化學(xué)品空調過(guò)濾器生產(chǎn)和銷(xiāo)毀廠(chǎng)房的通風(fēng)設計中一定要設置濾毒裝置,目前在國內使用濾毒通風(fēng)系統的工業(yè)裝置并不多見(jiàn)。空調過(guò)濾器的設計方法也鮮有介紹。
消除廠(chǎng)房有害氣體和余熱,保障生產(chǎn)安全與工人的勞動(dòng)衛生條件,潔凈空調過(guò)濾器的結構與性能車(chē)間良好的通風(fēng)換氣措施必不可少。而對于毒性較大、且易發(fā)生化學(xué)劑泄漏的工廠(chǎng),在通風(fēng)系統中一定要設置濾毒裝置,如活性炭過(guò)濾器和HEPA高效空氣過(guò)濾器等,經(jīng)吸附凈化達標后排放。

HEPA高效過(guò)濾器的能力計算:
HEPA高效空氣過(guò)濾器的能力,由HEPA高效空氣過(guò)濾器的可捕集量的比率反映。如某過(guò)濾系統為N組單元,每一組單元HEPA含16個(gè)原件,每原件捕捉的氣體量為1000g,則系統的最大捕集量為16 N 1000g。該數值除以化學(xué)劑的泄漏量則為HEPA高效空氣過(guò)濾器的可捕集量的比率。數值越大,冗余性越高。

活性碳過(guò)濾器的能力計算:
定義的必要活性碳層長(cháng)度,是指吸附化學(xué)劑的總量假設均被吸附在飽和吸附帶時(shí)的活性碳層長(cháng)度。這一長(cháng)度要求至少要小于活性碳層厚度。

這一必要活性碳層長(cháng)度的計算方法如下:
必要活性碳層長(cháng)度(m)=G T/Gs/A其中,G:過(guò)濾器入口化學(xué)劑量(g/h)由化學(xué)劑氣體泄漏量與活性碳過(guò)濾器入口的氣體風(fēng)量計算得出。飽和吸附量(g/m3)表示活性碳單位容積能夠吸附化學(xué)劑的最大量,取決于活性碳過(guò)濾器入口化學(xué)劑氣體濃度。飽和吸附量因活性碳種類(lèi)和氣體條件的不同而有所差異,“用活性碳吸附化學(xué)劑實(shí)驗”結果,從吸附量和濃度之間的關(guān)系推算出來(lái)的。

因為活性炭過(guò)濾器與HEPA過(guò)濾器結構不一樣,考察能力的形式也可不一樣。活性碳過(guò)濾器的能力可用所用活性碳層的長(cháng)度(50mm)與必要活性碳層的長(cháng)度的比率來(lái)表示;比值也大,能力越強。活性碳層的長(cháng)度計算方法如下:

T:吸附時(shí)間(h)排出時(shí)間是以化學(xué)劑在瞬時(shí)充滿(mǎn)某一房間、然后用通風(fēng)氣體活塞流通將其從房間排出為假定條件求出的。例如:假定房間容積為1,680m3、通風(fēng)量為166,900m3/h,所以要把全部的化學(xué)劑排出的時(shí)間為1,680/166,900 60分鐘=0.6分鐘。
A:活性碳過(guò)濾器的截面積(m2)

活性碳過(guò)濾器概況:
活性炭主要用于空氣與水的凈化和軍事化學(xué)防護,適合多種化學(xué)劑的吸附。HEPA過(guò)濾器是為了適應對空氣潔凈技術(shù)提出越來(lái)越高的要求這種發(fā)展需要,近代開(kāi)發(fā)出的各種結構、效率及性能的高效過(guò)濾器,適合于微粒的吸附。

上世紀90年代初,美國在約翰斯頓環(huán)礁的化學(xué)毒劑通風(fēng)系統使用了活性炭和HEPA過(guò)濾器。為增加原有過(guò)濾器的安全性,操作和維修合同商向空氣過(guò)濾器供應商追加了投資;經(jīng)過(guò)半年多時(shí)間的調試,在1990年5月16日,操作和維修合同商項目主管和陸軍官員簽署了備忘錄,指出所有空氣過(guò)濾器已達到或超過(guò)了陸軍驗收標準。
2005年中日兩國專(zhuān)家決定在日遺化武哈爾巴嶺銷(xiāo)毀設施的通風(fēng)中使用活性碳和HEPA過(guò)濾器組合的過(guò)濾系統。經(jīng)過(guò)分析各種預想事故,對系統的冗余性進(jìn)行研究,確定了活性碳過(guò)濾器和HEPA過(guò)濾器的冗余計算方法,完成了系統的結構設計。

另外,中國在某些危險化學(xué)品生產(chǎn)中也曾經(jīng)使用過(guò)比較簡(jiǎn)單的整體式活性碳過(guò)濾器。雖然我國濾毒通風(fēng)系統在設計和運用上還比較少,但是活性碳過(guò)濾器和HEPA過(guò)濾器生產(chǎn)技術(shù)還是比較成熟的,生產(chǎn)過(guò)濾器廠(chǎng)家也較多,如山西的新華化工廠(chǎng)。今后隨著(zhù)人們環(huán)保意識的增強,用活性炭和HEPA高效過(guò)濾器共同除害的通風(fēng)裝置的運用會(huì )越來(lái)越廣。

潔凈空調過(guò)濾器的結構與性能濾毒系統的結構:
過(guò)濾系統降低排風(fēng)中毒劑的濃度,使之達到對作業(yè)人員、環(huán)境和附近居民無(wú)害的濃度水平。過(guò)濾系統可由多個(gè)過(guò)濾單元組成,根據需要組成串聯(lián)或并聯(lián)結構。每個(gè)過(guò)濾單元由以下幾個(gè)部分組成,以下是典型的通風(fēng)濾毒裝置的結構圖,如圖1示。
(1)預過(guò)濾器,去除粗的顆粒物,如粉塵;
(2)高效空氣過(guò)濾器,除去粒徑大于微米的顆粒物;
(3)活性炭過(guò)濾器,通過(guò)吸附過(guò)程除去化學(xué)沾染物質(zhì)。

濾毒系統的除害能力:
濾毒系統的除害能力用冗余性來(lái)表示。濾毒系統的冗余性是為了確保設施運行的安全,實(shí)際配置的過(guò)濾器超過(guò)理論所需的過(guò)濾器所富余的程度。

初效過(guò)濾器的性能:
如果能在過(guò)濾器的中部對毒劑進(jìn)行連續在線(xiàn)監測,設施運行的安全性才能得到充分的保證;由于此項投資太大,一般對過(guò)濾器阻力進(jìn)行測試(主要針對HEPA過(guò)濾器)或采樣分析(針對活性炭過(guò)濾器)。現場(chǎng)過(guò)濾器阻力的確定有著(zhù)非常重要的意義,一般過(guò)濾器的終阻力是初阻力2～3倍,就要更換過(guò)濾器。現場(chǎng)檢測過(guò)濾器的阻力是判定是否更換HEPA過(guò)濾器的重要依據。

通風(fēng)過(guò)濾器的效率和初阻力是逐臺在試驗檢測系統測得的。但現場(chǎng)的實(shí)際條件不可能有生產(chǎn)廠(chǎng)的測試條件。試驗系統為了取得準確的試驗數據,系統管道都是按標準專(zhuān)設在比較穩定氣流管段,取得的數據是比較準確的。
而現場(chǎng)由于場(chǎng)地的要求往往數據采集點(diǎn)沒(méi)有條件設置在穩定氣流階段,而是設置在紊流管段處,這樣就造成現場(chǎng)采集的數據不是很準確。

而且測量本身的要求隨不同的測試方法而異,諸如風(fēng)量及風(fēng)速的穩定性和均勻性,上下測試管路的相差參數以及溫濕度的糾正往往都是不一樣的,都會(huì )引起測試結果的不同。這樣運行和維修人員無(wú)法根據過(guò)濾器的壓差正確判斷過(guò)濾器的使用狀況。導致預過(guò)濾器和高效過(guò)濾器的阻力快速上升而吹破,造成生產(chǎn)和周邊環(huán)境的污染。
結束語(yǔ)
在過(guò)濾器運行調試工作中,針對現場(chǎng)過(guò)濾器壓差指示不準確,無(wú)法正確判定過(guò)濾器更換確切時(shí)間的現象,要進(jìn)行長(cháng)期的試驗和摸索,根據現場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗總結:在安裝過(guò)濾器之后,讀取差壓計的讀數P1作為初阻力,從而確定過(guò)濾器的更換阻力P2:P2=2P1。
從過(guò)濾器安裝運行開(kāi)始,過(guò)濾器的更換終阻力首先根據以上方法確定。當達到要求值時(shí),維修人員檢查過(guò)濾器是否需要更換。確認需要更換后,即確定該過(guò)濾器以后的更換值為此定值。

如果還不需要更換,在以后的運行中必須加強對過(guò)濾器阻力的監測和巡檢。一旦需要更換,記錄當前的過(guò)濾器終阻力,以此值作為該過(guò)濾器的更換參考值。