Заманауи өнеркәсіптің дамуы тәжірибе, ғылыми-зерттеу және өндіріс ортасына жоғары талаптар қойды. Бұл талапқа қол жеткізудің негізгі жолы - таза ауа баптау жүйелерінде ауа сүзгілерін кеңінен қолдану. Олардың ішінде HEPA және ULPA сүзгілері таза бөлмеге түсетін шаң бөлшектерінен соңғы қорғаныс болып табылады. Оның өнімділігі таза бөлме деңгейіне тікелей байланысты, бұл өз кезегінде процеске және өнім сапасына әсер етеді. Сондықтан сүзгіге эксперименттік зерттеулер жүргізудің мәні зор. Екі сүзгінің қарсылық өнімділігі мен сүзу өнімділігі 0,3 мкм, 0,5 мкм, 1,0 мкм PAO бөлшектері үшін шыны талшықты сүзгі мен PTFE сүзгісінің сүзу тиімділігін өлшеу арқылы әртүрлі жел жылдамдықтарында салыстырылды. Нәтижелер жел жылдамдығы HEPA ауа сүзгілерінің сүзу тиімділігіне әсер ететін өте маңызды фактор екенін көрсетеді. Жел жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, сүзу тиімділігі соғұрлым төмен болады және PTFE сүзгілері үшін әсер айқынырақ болады.
Негізгі сөздер:HEPA ауа сүзгісі; Қарсылық өнімділігі; сүзу өнімділігі; PTFE сүзгі қағазы; шыны талшықты сүзгі қағазы; шыны талшықты фильтр.
CLC нөмірі: X964 Құжаттың сәйкестендіру коды: A
Ғылым мен техниканың үздіксіз дамуымен заманауи өнеркәсіп өнімдерін өндіру және жаңарту үй-жайлардағы ауаның тазалығына барған сайын талаптар қоя бастады. Атап айтқанда, микроэлектроника, медицина, химия, биологиялық, тамақ өңдеу және басқа да салалар миниатюризацияны қажет етеді. HEPA ауа сүзгісінің жұмысына жоғары және жоғары талаптар қоятын дәлдік, жоғары тазалық, жоғары сапа және жоғары сенімділік жабық орта, сондықтан тұтынушы сұранысын қанағаттандыру үшін HEPA сүзгісін қалай жасау керектігі өндірушілердің өзекті қажеттілігіне айналды. Шешілген мәселелердің бірі [1-2]. Сүзгінің қарсылық өнімділігі мен сүзу тиімділігі сүзгіні бағалаудың екі маңызды көрсеткіші екені белгілі. Бұл жұмыс тәжірибелер [3] және бір сүзгі материалының әртүрлі құрылымдары арқылы әртүрлі сүзгі материалдарының HEPA ауа сүзгісінің сүзу өнімділігі мен қарсылық көрсеткіштерін талдауға тырысады. Сүзгінің сүзу өнімділігі мен қарсылық қасиеттері сүзгіні өндірушіге теориялық негіз береді.
1 Тест әдісін талдау
HEPA ауа сүзгілерін анықтаудың көптеген әдістері бар және әртүрлі елдерде әртүрлі стандарттар бар. 1956 жылы АҚШ Әскери комиссиясы USMIL-STD282, HEPA ауа сүзгісінің сынақ стандартын және тиімділікті тексеру үшін DOP әдісін әзірледі. 1965 жылы британдық BS3928 стандарты құрылды және тиімділікті анықтау үшін натрий жалын әдісі қолданылды. 1973 жылы Еуропалық желдету қауымдастығы Eurovent 4/4 стандартын әзірледі, ол натрий жалын анықтау әдісін ұстанды. Кейінірек Американдық қоршаған ортаны сынау және сүзгі тиімділігі туралы ғылым қоғамы ұсынылған сынақ әдістеріне ұқсас стандарттар сериясын құрастырды, олардың барлығы DOP калибрін санау әдісін қолданады. 1999 жылы Еуропа фильтрация тиімділігін анықтау үшін ең мөлдір бөлшектер өлшемін (MPPS) қолданатын BSEN1822 стандартын құрды [4]. Қытайдың анықтау стандарты натрий жалын әдісін қабылдайды. Осы экспериментте пайдаланылатын HEPA ауа сүзгісінің өнімділігін анықтау жүйесі АҚШ 52.2 стандартына негізделген. Анықтау әдісі калибрді санау әдісін пайдаланады, ал аэрозоль PAO бөлшектерін пайдаланады.
1. 1 негізгі құрал
Бұл тәжірибеде бөлшектердің концентрациясын сынайтын басқа жабдықпен салыстырғанда қарапайым, ыңғайлы, жылдам және интуитивті екі бөлшектер санауышы қолданылады [5]. Бөлшектерді санауыштың жоғарыда аталған артықшылықтары оны біртіндеп басқа әдістермен алмастырады және бөлшектердің концентрациясын сынаудың негізгі әдісіне айналдырады. Олар осы эксперименттің негізгі жабдығы болып табылатын бөлшектердің санын да, бөлшектердің өлшемдерінің таралуын да санай алады (яғни, санау). Сынама алу ағынының жылдамдығы 28,6 LPM құрайды және оның көміртегісіз вакуумдық сорғы төмен шу және тұрақты өнімділік сипаттамаларына ие. Опция орнатылған болса, температура мен ылғалдылықты, сондай-ақ жел жылдамдығын өлшеуге және сүзгіні тексеруге болады.
Анықтау жүйесі сүзілетін шаң ретінде PAO бөлшектерін пайдаланатын аэрозольдерді пайдаланады. Біз АҚШ-та шығарылған TDA-5B үлгісінің аэрозоль генераторларын (Аэрозоль ұрпақтары) қолданамыз. Пайда болу диапазоны 500 – 65000 cfm (1 cfm = 28,6 LPM), ал концентрациясы 100 мкг/л, 6500 cfm; 10 мкг / л, 65000 см.
1. 2 таза бөлме
Тәжірибенің дәлдігін арттыру үшін 10 000 деңгейлі зертхана АҚШ 209С Федералдық стандартына сәйкес жобаланып, безендірілді. Террасцо, тозуға төзімділік, жақсы тығыздау, икемділік және күрделі құрылыс артықшылықтарымен сипатталатын жабын едені қолданылады. Материал эпоксидті лак болып табылады және қабырға жиналған таза бөлме сырғасынан жасалған. Бөлме 220в, 2×40в тазартқыш 6 лампамен жабдықталған және жарықтандыру мен далалық жабдықтың талаптарына сәйкес орналастырылған. Таза бөлмеде 4 жоғарғы ауа шығатын саңылау және 4 ауаны қайтару порты бар. Ауа душ бөлмесі бір реттік сенсорлық басқаруға арналған. Ауа душының уақыты 0-100 с, ал кез келген реттелетін айналымдағы ауа көлемінің саптамасының жел жылдамдығы 20 мс-ден үлкен немесе оған тең. Таза бөлменің ауданы <50м2 және персонал <5 адам болғандықтан, таза бөлме үшін қауіпсіз шығу қарастырылған. Таңдалған HEPA сүзгісі GB01×4, ауа көлемі 1000м3/сағ және сүзу тиімділігі 0,5 мкм және 99,995% жоғары немесе оған тең.
1. 3 эксперименттік үлгі
Шыны талшықты сүзгінің үлгілері: 610 (L) × 610 (H) × 150 (W) мм, қалқа түрі, 75 мыжылған, өлшемі 610 (L) × 610 (H) × 90 (W) мм, 200 бүктемелері бар, PTFE сүзгісі өлшемі 480 (L) × 480 (L) × W) түрі, 100 әжімдері бар.
2 Негізгі принциптер
Сынақ стендінің негізгі принципі - желдеткіш ауаға үрленеді. HEPA/UEPA сонымен қатар HEPA ауа сүзгісімен жабдықталғандықтан, сыналған HEPA/UEPA-ға жеткенге дейін ауа таза ауаға айналды деп санауға болады. Құрылғы шаңы бар газдың қажетті концентрациясын қалыптастыру үшін құбырға PAO бөлшектерін шығарады және бөлшектердің концентрациясын анықтау үшін лазерлік бөлшектер санауышын пайдаланады. Содан кейін құрамында шаң бар газ сыналған HEPA/UEPA арқылы өтеді және HEPA/UEPA арқылы сүзілген ауадағы шаң бөлшектерінің концентрациясы да лазерлік бөлшектер санауышы арқылы өлшенеді және сүзгіге дейінгі және кейінгі ауаның шаң концентрациясы салыстырылады, осылайша HEPA/UEPA анықталады. Сүзгі өнімділігі. Сонымен қатар, сынама алу саңылаулары сәйкесінше сүзгіден бұрын және кейін реттеледі және әрбір жел жылдамдығының кедергісі мұнда көлбеу микроманометр көмегімен тексеріледі.
3 сүзгі кедергісінің өнімділігін салыстыру
HEPA қарсылық сипаттамасы HEPA маңызды сипаттамаларының бірі болып табылады. Адамдардың сұранысының тиімділігін қанағаттандыру шартында қарсылық сипаттамалары пайдалану құнына байланысты, қарсылық аз, энергия шығыны аз және шығындар үнемделеді. Сондықтан сүзгінің қарсылық өнімділігі алаңдаушылық туғызды. Маңызды көрсеткіштердің бірі.
Тәжірибелік өлшеу деректері бойынша шыны талшық пен ПТФЭ сүзгісінің екі түрлі құрылымдық сүзгілерінің орташа жел жылдамдығы мен сүзгі қысымының айырмашылығы арасындағы байланыс алынады.Байланыс 2-суретте көрсетілген:
Тәжірибелік мәліметтерден желдің жылдамдығы артқан сайын фильтрдің кедергісі төменнен жоғарыға қарай сызықты түрде өсетінін және шыны талшығының екі сүзгісінің екі түзу сызығы айтарлықтай сәйкес келетінін көруге болады. Фильтрация желінің жылдамдығы 1 м/с болғанда шыны талшықты сүзгінің кедергісі PTFE сүзгісіне қарағанда шамамен төрт есе болатынын байқау оңай.
Сүзгінің ауданын біле отырып, бет жылдамдығы мен сүзгі қысымының айырмашылығы арасындағы байланысты шығаруға болады:
Тәжірибелік мәліметтерден желдің жылдамдығы артқан сайын фильтрдің кедергісі төменнен жоғарыға қарай сызықты түрде өсетінін және шыны талшығының екі сүзгісінің екі түзу сызығы айтарлықтай сәйкес келетінін көруге болады. Фильтрация желінің жылдамдығы 1 м/с болғанда, шыны талшық сүзгінің кедергісі PTFE фильтрінен шамамен төрт есе болатынын байқау оңай.
Сүзгінің ауданын біле отырып, бет жылдамдығы мен сүзгі қысымының айырмашылығы арасындағы байланысты шығаруға болады:
Сүзгі сүзгілерінің екі түрінің беткі жылдамдығы мен екі сүзгі қағазының сүзгі қысымының айырмашылығына байланысты, 610 × 610 × 90 мм спецификациясы бар сүзгінің кедергісі бірдей бет жылдамдығында 610 × спецификациясынан жоғары. 610 x 150 мм сүзгінің кедергісі.
Дегенмен, дәл сол беттік жылдамдықта шыны талшықты фильтрдің кедергісі PTFE қарсылығынан жоғары болатыны анық. Ол қарсылық көрсеткіштері бойынша PTFE шыны талшықты сүзгіден жоғары екенін көрсетеді. Шыны талшықты фильтр мен PTFE төзімділігінің сипаттамаларын одан әрі түсіну үшін одан әрі тәжірибелер жүргізілді. Сүзгі желінің жылдамдығы өзгерген кезде екі сүзгі қағазының кедергісін тікелей зерттеңіз, эксперимент нәтижелері төменде көрсетілген:
Бұл желдің бірдей жылдамдығы кезінде шыны талшықты сүзгі қағазының кедергісі PTFE-ге қарағанда жоғары деген бұрынғы тұжырымды тағы да растайды [6].
4 сүзгі сүзгінің өнімділігін салыстыру
Тәжірибелік шарттарға сәйкес, желдің әртүрлі жылдамдықтарында бөлшектердің өлшемі 0,3 мкм, 0,5 мкм және 1,0 мкм бөлшектер үшін сүзгінің сүзу тиімділігін өлшеуге болады және келесі диаграмма алынады:
Әлбетте, екі шыны талшықты сүзгілердің әртүрлі жел жылдамдығында 1,0 мкм бөлшектер үшін сүзу тиімділігі 100% құрайды, ал 0,3 мкм және 0,5 мкм бөлшектердің сүзу тиімділігі жел жылдамдығының жоғарылауымен төмендейді. Фильтрдің ірі бөлшектерге сүзу тиімділігі ұсақ бөлшектерге қарағанда жоғары екенін, ал 610×610×150 мм сүзгінің сүзу өнімділігі 610×610×90 мм спецификациядағы сүзгіден жоғары екенін көруге болады.
Сол әдісті қолдана отырып, жел жылдамдығының функциясы ретінде 480 × 480 × 70 мм PTFE сүзгісінің сүзу тиімділігі арасындағы байланысты көрсететін график алынады:
5-сурет пен 6-суретті салыстыратын болсақ, 0,3 мкм, 0,5 мкм бөлшек шыны сүзгісінің сүзу әсері, әсіресе 0,3 мкм шаң контраст әсері үшін жақсырақ. Үш бөлшектің 1 мкм бөлшектерге сүзу әсері 100% құрады.
Шыны талшықты сүзгі мен PTFE сүзгі материалының сүзу өнімділігін интуитивті түрде салыстыру үшін сүзгі өнімділігі сынақтары тікелей екі сүзгі қағазында орындалды және келесі диаграмма алынды:
Жоғарыда келтірілген диаграмма PTFE және шыны талшықты сүзгі қағазының 0,3 мкм бөлшектерге әртүрлі жел жылдамдығында сүзу әсерін өлшеу арқылы алынған [7-8]. PTFE сүзгі қағазының сүзу тиімділігі шыны талшықты сүзгі қағазына қарағанда төмен екені анық.
Сүзгі материалының қарсылық қасиеттері мен сүзу қасиеттерін ескере отырып, PTFE сүзгі материалы дөрекі немесе суб-HEPA сүзгілерін жасауға, ал шыны талшықты сүзгі материалы HEPA немесе ультра-HEPA сүзгілерін жасауға қолайлырақ екенін оңай байқауға болады.
5 Қорытынды
Әртүрлі сүзгі қолданбаларының перспективалары PTFE сүзгілерінің қарсылық қасиеттері мен сүзу қасиеттерін шыны талшықты сүзгілермен салыстыру арқылы зерттеледі. Тәжірибеден жел жылдамдығы HEPA ауа сүзгісінің сүзу әсеріне әсер ететін өте маңызды фактор болып табылатыны туралы қорытынды жасауға болады. Жел жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, сүзу тиімділігі соғұрлым төмен болады, PTFE сүзгісіне әсері соғұрлым айқын болады және жалпы PTFE сүзгісі шыны талшықты сүзгіге қарағанда сүзу әсері төмен, бірақ оның кедергісі шыны талшық сүзгісіне қарағанда төмен. Сондықтан PTFE сүзгі материалы дөрекі немесе төмен тиімді сүзгіні жасау үшін қолайлы, ал шыны талшықты сүзгі материалы өндіріс үшін қолайлы. Тиімді немесе өте тиімді сүзгі. 610 × 610 × 150 мм спецификациясы бар шыны талшықты HEPA сүзгісі 610 × 610 × 90 мм шыны талшықты HEPA сүзгіден төмен және сүзу өнімділігі 610 × 610 × 90 мм шыны талшықты HEPA сүзгіден жақсырақ. Қазіргі уақытта таза PTFE сүзгі материалының бағасы шыны талшыққа қарағанда жоғары. Дегенмен, шыны талшықпен салыстырғанда, PTFE шыны талшыққа қарағанда жақсы температураға, коррозияға төзімділікке және гидролизге ие. Сондықтан сүзгіні өндіру кезінде әртүрлі факторларды ескеру қажет. Техникалық көрсеткіштер мен экономикалық көрсеткіштерді біріктіріңіз.
Анықтамалар:
[1]Лю Лайхонг, Ван Шихонг. Ауа сүзгілерін әзірлеу және қолдану [J]•Сүзу және бөлу, 2000, 10(4): 8-10.
[2] CN Davis Air Filter [M], аударған Хуан Ригуан. Пекин: Атом энергиясы баспасөзі, 1979 ж.
[3] GB/T6165-1985 жоғары тиімді ауа сүзгісінің өнімділігін тексеру әдісі өткізгіштігі мен кедергісі [M]. Ұлттық стандарттар бюросы, 1985 ж.
[4]Син Сонгнян. Анықтау әдісі және жоғары тиімділік ауа сүзгісін практикалық қолдану[J]•Биопротекторлық эпидемияны алдын алу құралы, 2005, 26(1): 29-31.
[5]Хокренер. Бөлшектерді санауыштың одан әрі дамуы
sizeerPCS-2000шыны талшығы [J]•Filter Journal of AerosolScience, 2000,31(1): 771-772.
[6]Е. Weingartner, P. Haller, H. Burtscher т.б. Қысым
DropAcrossFiberFilters[J]•Aerosol Science, 1996, 27(1): 639-640.
[7]Майкл Дж.М және Клайд Орр. Фильтрация-принциптер мен тәжірибелер[M].
Нью-Йорк: MarcelDekkerInc, 1987•
[8] Чжан Гоцюань. Аэрозоль механикасы – шаңды кетіру мен тазалаудың теориялық негізі [M] • Пекин: Қытайдың қоршаған ортаны қорғау ғылымының баспасөзі, 1987 ж.
Жіберу уақыты: 06 қаңтар 2019 ж