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1、第1 8 届国际污染控制学术论坛盘式化学过滤器原理：性能更佳、节能、无污染盒式化学过滤器：性能更佳、节能、无污染t 美3 A A F 萤际公司! 麦克蒙达格 A A F 国际t 亚漶) 公司e 兰培g A A F 亘酥( 欧i | ! 中东) 公司：衡文兹克摘要化学空气过滤器或气相过滤器已经应用了三十多年。这种特种气体过滤产品从气流中清除带异味的有腐蚀性的、有害有毒气体。在开始时，一些掌握有气体清洗化学品信息的公司，抱着从气流中清除掉不良气体的良好愿望，把不同类型的气体清除化学介质放在一起，并把其放入风管或放入暖通空调系统中。应用这项发明的范围，从清除腐蚀性气体来保护电子业和各种工业设施中的空
2、气压缩机，对博物馆或档案馆的空气进行处理，清除办公楼或商业设施中的臭味，到提高机场、实验室、医院、医疗区域的空气品质。但由于缺乏空气物理学的专业知识，由于产品的固有缺陷，如压降高、积尘、压降、风速递减不均匀，化学介质使用效果差泄露严重。有来经过滤的空气，产品寿命短等这些发明并未获得广泛应用。空气质量在全球部在恶化，专业化的空气处理公司，像美国空气过滤器公司( A A F ) 等面对这一问题，现在可提供具有很高创意的先进产品。空气过滤过滤一词仅仅用于空气粒子滤除的日子已经一去不复返了。今天，像疾病控制中心、国家职业安全与健康学会等环境、健康方面的组织，把空气过滤定义为去除气流中的“有害物质”。“
3、有害物质”系指通过下述两种方式清除的物质；( 1 ) 空气粒子过滤( 2 ) 气相空气清洁( 去除气体、蒸汽、气味) 。粒子过滤与气相空气清洁的滤除机理不同。对粒子过滤( 见图1 ) 和气相空气清洁原理的正确解释与理解，对于选择或改进空气过滤系统是最重要的。第1 8 届国际污染控制学术论坛盘式化学过滤器原理：性能更佳、节能、无污夔气相清洁的重要参数有：贯穿浓度：即下风向污染物浓度，超过此浓度即认为此化学过滤器已失效。贯穿浓度表明介质( 气体) 已穿透洁净装置，所要求的保护已不复存在。贯穿时间：上风向的气体介质以其施加的浓度与化学过滤层开始接触，到化学过滤器层下风向一侧达到贯穿浓度的时间段。施加
4、浓度：进入化学介质层的气体介质在空气中的浓度。滞留时问：气体介质与气体过滤器相接触的时间。传质区域或关键层深度：这些是可互换使用的术语，系指将施加的化学蒸汽降至贯穿浓度所需的化学介质层深度。正如需要各种类型的粒子过滤器来滤除粒径范围的粒子并达到所需的去除效率一样，气相空气过滤器也有各种各样的。气体过滤最常用的技术是使用气相过滤介质，即活性碳或是专门制造的化学介质。正如需要各种类型的粒子过滤器来滤除粒径范围的粒子并达到所需的去除效率一样，气相空气过滤器也有各种各样的。气体过滤最常用的技术是使用气相过滤介质，即活性碳或是专门制造的化学介质。这些专门制造的化学介质，是针对特定的气体污染物，使去除效率
5、和去除能力都高。此外，这些用专门配方制造的化学介质，一般相对无毒，比以往的活性碳更便于处理，使用更安全。第1 8 届国际污染控制学术论坛盘式化学过滤器原理：性能更佳、节能、无污夔充足，在上世纪8 0 年代就曾使用过“盒式”或“模块式”的构造。自从有了盒式装置后，许多最终用户已采用了这种方式，因为这种方式为一种整体构造，提高了对贯穿的耐受性，便于维修，比盘式有更好的费效比。气相空气过滤盒常用的三种规格：当前的盒式技术。蚤馨薯翟v ) ? 件装入1 2 英寸深 要使化学介质清除气流中的气体，它要1 英寸深的v 形组件装入1 8 英寸深 有有效的释放机制，将其送入气流之中- 完的盒中( 图2 ) 。
6、 成这项任务豹一个方式，就是把装有化学介1 英寸深的V 形组件装入1 2 英寸深 质的多孔盘放入V 型盒中并放在气流中( 见的盒中( 图3 ) 。 图) 。盘的深度一般为1 英寸或2 英寸( 标称值) ，盘可以直接放在架子上或放入柜子之中。盘的标准尺寸为：2 4 2 4 x l ，2 4 x 2 4 x 2 ，1 2 x 2 4 x 1 。1 2 x 2 4 x 2 等。尽管一般都使用方盘，但它也是最费劳力并且所需维护费最多。方盘一般会产生泄漏，也不是一个在气流中布放化学过滤介质的有序方法。盘式系统经常遇到一些阀题有因化学介质沉积造成的早期贯穿问题，建造的完整性不佳，有未经过滤的气流等等。此外
7、，更换或重装方盘时，频繁进行的维修和清洁工作，也使其成为一种低效方法。盒子一般放在前开式或侧开式的构造为克服盘式的缺点又使化学介质数量中a 图为前开式。图为侧开式e1 4 5第 8 届蓐际污染控制学术论坛盒式化学过滤嚣原理：性能更毽，节目 、无污肇我们的研发科学家与工程师研究了市场上两个主要盒子供应商的产品。一个是先期进入市场的公司( P 产品) ，一个是后来进入市场的供应商( R 产品) 。我们之所以进行这项研究，因为P 产品的用户有大量投诉。本文介绍了目检结果，揭示出产品投诉背后的原因如下：目检( 1 ) 构造：凭借目检，后入市的R 产品比先入市的P 产品外观更好。但两种产品的区别不大，建
8、造特点相似。最显著的区别是R 产品的化学介质装填口封口用的是压式盖帽，而P 产品用的则是塑料胶条。( 2 ) 产品上的胶或粘结剂：P 产品和R 产品都在其整个产品生产中普遍采用粘接剂( 或胶) 。化学过滤器或气体过滤器的目的就是与气流中的气体发生反应。在整个产品生产中使用有严重释气的胶或粘接剂确是不合适的。也不能排除胶本身的释气可造成化学介质消耗和化学介质加速退化的可能，甚至盒子还在存储之中，没有安装到位时，就存在有这种可能性。( 3 ) 表面对表面的真实可靠性：我们注意到盒子为两件式构造，在两个表面配合处，没有充分的密封与漏气保护。我们还注意到盒子的端板有凹陷，易造成漏气空腔。另外，盒表面也
9、不佳，即关键角不是9 0 。这更使P 产品和R 产品产生漏气和早期气体贯穿。第1 8 届国际污染控制学术论坛盒式化学过滤器原理：性能更佳、节能、无污染及维护产品质量的可靠手段。这已成为过去8 0 年空气过滤领域水平的标志。4 空气是流体吗?按照定义，任何能流动的物质为流体。所以，水、洗发膏、峰蜜一类的东西都是流体。虽然像空气类的气体不那么显而易见。它们也属于流体。对流动的流体，使用先进的流体研究工具来实施事件的量化预测。工程师使用这类先进的分析方法使反应堆和化学处理设备的产能最大化；陆海空交通工具的设计师用这些工具实现产品的最大性能；危险分析及安全工程师使用这种工具预测火灾、爆炸、良好的空气过
10、滤装置的设计参数冲击波会对人类、动物、一植物造成多大的危透过表面，透过品牌与目检，对上述两害用计算机流体动力学软件模拟流体，可种产品进行了严格的技术剖析。其核心就是使市政部门确定排污工厂的安全位置，知道应以空气过滤产品的标准检测现有产品。如何限制有发动机的车辆，以保证空气质在当前的经济与高科技时代，一个设计量：气象专家与海洋学者可用它来预报风与良好的空气过滤器应使下列至关重要的要水流，关心地下水的水文学家和其他有关专求最优化：家可利用它来预报地表层变化的效果，造水清除( 或清洁) 效果坝与输水管线对供水的量和质的影响，石油节能工程师可以用它设计出回收油的最佳方法产品的完全使用与用后处理的环保以
11、及将这些方法集中实施的设备，等等，等对上述目标有直接影响的因素是：良好等。预计不出几年，只有当计算机化的分析的构造( 合适且有好的外观) ，压降低，压方法已经预报出手术对体内流体( 血液、尿、降、风速下降均匀，良好的去除特性、无漏空气、脑液) 可能产生的效果后，外科医生气与早期贯穿。总之有良好的配置的产品才会进行对体内流体有影响的手术也是工作时有良好密封性的产品。因为计算机流体动力学( C F D ) 与有限如果需要过滤的是可见的液体，上面的元分析( F E A ) 软件在关键的及高精密场合要求就容易做到，创新也较容易些。而如果的广泛应用，所以这类工具价格昂贵来源稀工作对象是空气，气流主体是不
12、可见的，且缺。A A F 研究中心和实验室聘用的科学家和手工检测不易确定读数，则工作难度可想而设计工程师使用这些先进的工具及超级计知。为解决这个问题，需要采用现代化的设算机，研究不同原材料、不同设计和建造对计、分析工具。用这些工具所做的设计，再空气过滤器效能的影响。超级计算能力是非拿到研发中心的检测实验室进行验证。这些常关键的，因为这些工具属资源密集型的分析评价工具是对空气过滤技术进行检测这些工具做了几千个迭代算法与设计，才有1 4 7第1 8 属国际污染控制学术论坛盍式化学过滤器原理：性能更佳、节能无樗染一个分析结果，C F D 除了可描绘出空气动力学的等高线，还可以辨别出泄漏位置，死洞，阻
13、力加大等特征。现在我们使用这些C F D工具及其他的先进工具，研究了市场上销售的盒式过滤器。( 1 ) 配置研究我们研究了盒子放入架子的方法，一般是采用滑道滑入位。我们发现目前的盒子和滑道设计容易产生旁路和早期贯穿。表面对表面密封不足造成的空气泄漏超过2 5 。为了研究如此昂贵的过滤器为什么会有如此之多的旁路和早期贯穿，又重新检查了盒子并发现设计缺陷是造成问题的基本原因。而制造工差大及质量控制不严则使这些问题更加严重。下面是测试过的盒子所出现的表面对表面密封不足举例说明。( 2 ) 压降研究我们研究了P 产品和R 产品的压降情况，发现检测时在具体气流条件下的实际结果比宣传资料上所说的高得多。压
14、降较高的主要原因是化学介质层的外网罩，尽管产品属于空气过滤装置，但化学介质层的外网罩设计并没有考虑有关空气动力学原理。可以明显地看出，外罩网设计韵唯一考虑就是如何可以使化学介质留存在内。我们观察到了化学介质的泄漏情况，这显然不是一个很成功的设计，肯定不是空气动力学的设计。由于盒子的压降与宣传资料上所说的有差别，所以采用C F D 研究造成这种情况的原因。于是把盒子沿它的各个轴“切片”，分析其压降和风速递减的问题。第1 8 届国际污染控制学术论坛盒式化学过滤罂原理：性能更佳，节能、无污染下面是一些计算机分析结果，说明设计缺陷是如何直接影响盒子的性能。从水平横断面风速幅度的数值可以清楚看出，通过盒
15、内化学介质的气流有所不同。C F D 研究还揭示出，在盒子的全工作寿命期间，盒内的化学介质有一大部分没有充分利用。后来设计师辨别出这为“鼻腔”的区域是非常明显的。观察盒子的构造可以明确“v ”型不是开始就是一个真正的“V ”辅I2 。等值面空间风速情况说明离开化学过 这里是一些空间风速等值面登竺举掣：滤器的风速幅度与化学介质外表面的风速 是P 产品和R 产品的构造细节所表明的情递减有差别。这是一个主要缺陷，园为它使 “。空气在化学介质中的停留时间不均匀。并对P 产品和R 产品的性能产生影响。请见下面的图。第1 8 届国际污染控耐学术论坛盘式化学过滤器原理：性能更佳、节盼、无污染5 完善的盒子了
16、解了P 产品和R 产品暴露出的设计缺 陷，使我们在设计完善A A F 的新过滤器盒子时有了方向。( 1 ) 构造设计遇到的第一紧迫任务就是使其构造不产生释气产物。塑料及纳米材料工程师们紧密协同，完成了这项任务。设计出的新盒子不用胶，释气低得多，并可全部回收再利用( 或焚毁) 。( 2 ) 产品密封为提高表面对表面的密封性，A A F 盒子所有的配合表面都做得平坦无凹陷。所有的轴( 垂直表面) 都设计为真正的9 0 。为保证实现行业中最好的表面对表面密封状态， 使用的是用日本专有技术制造的特种密封型。所有这些都是防空气泄漏和早期贯穿的有效防护措施。图X 说明，新盒子最多只能是做得与它所接触的滑道一样好。目前市场上销售的R产品和P 产品，或设计成平卧在滑道上，或使用盒子本身的力以很短的行程推入滑道。从理论上讲，后者听起来是一可行的理念，但在实际上不那么理想。V设计师们应认识到，A A F 的盒子必须以其内在的设计特点实现最好的密封。A A F 盒子在设计阶段就考虑如何比市场上现有的盒子和滑道有更好的特性，而如果使用A A F 专有
