化纤袋式中效过滤器在无尘车间中的组合应用方案 概述 在现代工业生产，尤其是电子、医药、食品等行业中，无尘车间（Cleanroom）是保证产品质量和生产环境的关键要素。无尘车间通过控制空气中的颗粒物浓...
化纤袋式中效过滤器在无尘车间中的组合应用方案
概述
在现代工业生产，尤其是电子、医药、食品等行业中，无尘车间（Cleanroom）是保证产品质量和生产环境的关键要素。无尘车间通过控制空气中的颗粒物浓度，为生产过程提供一个高度洁净的环境。空气过滤系统是无尘车间的重要组成部分，而化纤袋式中效过滤器因其优异的过滤性能、较大的容尘量、较低的压损和长寿命等特点，被广泛应用于无尘车间的空气净化系统中。本文将详细介绍化纤袋式中效过滤器的特性、类型、应用原理，并重点探讨其在无尘车间中的组合应用方案，力求为无尘车间的空气净化系统设计提供参考。
1. 化纤袋式中效过滤器概述
1.1 定义与作用
化纤袋式中效过滤器是一种利用化学纤维材料作为滤料制成的袋式过滤器，其主要作用是捕集空气中的中等大小的颗粒物，如灰尘、花粉、霉菌孢子等。它通常作为初效或高效过滤器的前置过滤器，以延长后级过滤器的使用寿命，并降低整个空气净化系统的运行成本。
1.2 结构与工作原理
化纤袋式中效过滤器通常由框架和滤袋两部分组成。框架一般采用镀锌钢板、铝合金或不锈钢等材料制成，用于支撑和固定滤袋。滤袋则由多层化纤滤料缝制而成，其数量和尺寸根据所需的过滤效率和风量进行设计。
工作原理：含有颗粒物的空气通过过滤器时，颗粒物会被滤料纤维阻挡、拦截、惯性碰撞、扩散和静电吸附等作用捕集下来，从而实现空气净化。袋式结构增大了过滤面积，提高了容尘量，降低了压损。
1.3 主要特点
- 过滤效率高： 能够有效捕集1-5μm的颗粒物，过滤效率可达60%-95%（计重法）。
- 容尘量大： 袋式结构增大了过滤面积，使其能够容纳更多的灰尘，延长了使用寿命。
- 压损低： 经过特殊设计的滤袋结构，能够降低空气阻力，减少压损。
- 通用性强： 适用于各种类型的通风空调系统。
- 更换方便： 袋式结构易于更换和维护。
- 性价比高： 在保证过滤效果的同时，具有较低的运行成本。
2. 化纤袋式中效过滤器的分类
2.1 按照过滤效率分类
根据EN779:2012标准，中效过滤器可分为：
| 等级 | 平均计重效率 | 对比色法效率 | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| M5 | 40% ≤ Em < 60% | 一般通风系统，粗过滤 | |
| M6 | 60% ≤ Em < 80% | 商业建筑，办公场所 | |
| F7 | 80% ≤ Em < 90% | 精密仪器制造，医药生产 | |
| F8 | 90% ≤ Em < 95% | 高洁净度要求场所 | |
| F9 | Em ≥ 95% | 高洁净度要求场所 |
注： Em为平均计重效率。
2.2 按照滤料材质分类
- 普通化纤滤料： 常用的有涤纶、丙纶等，价格较低，适用于一般通风系统。
- 覆膜化纤滤料： 在普通化纤滤料表面覆上一层薄膜，可以提高过滤效率和防潮性能。
- 静电化纤滤料： 通过静电吸附作用，提高对细小颗粒物的捕集能力。
2.3 按照结构形式分类
- 平面袋式过滤器： 滤袋呈平面状，结构简单，价格低廉。
- 深褶袋式过滤器： 滤袋呈深褶状，增大了过滤面积，提高了容尘量。
- V型袋式过滤器： 滤袋呈V型排列，气流分布均匀，压损较低。
- 自立式袋式过滤器： 滤袋本身具有支撑结构，无需额外的框架支撑。
3. 化纤袋式中效过滤器的技术参数
以下表格列出了化纤袋式中效过滤器的一些典型技术参数，具体参数会因品牌和型号而异：
| 参数 | 单位 | 数值范围 |
|---|---|---|
| 过滤效率 | % | 60-95 (计重法) |
| 额定风量 | m³/h | 500-5000 |
| 初始压损 | Pa | 50-250 |
| 终阻力 | Pa | 250-450 |
| 滤料材质 | – | 涤纶、丙纶、覆膜化纤、静电化纤 |
| 框架材质 | – | 镀锌钢板、铝合金、不锈钢 |
| 使用温度 | ℃ | -20 ~ 80 |
| 相对湿度 | % | ≤ 90 |
| 滤袋数量 | 个 | 3-12 |
| 滤袋深度 | mm | 300-900 |
4. 化纤袋式中效过滤器在无尘车间中的应用
4.1 应用原理
在无尘车间中，化纤袋式中效过滤器通常作为初效或高效过滤器的前置过滤器，其主要作用是：
- 保护后级过滤器： 拦截空气中的大部分颗粒物，减少后级过滤器的负荷，延长其使用寿命。
- 降低运行成本： 相对比更换价格昂贵的高效过滤器，更换中效过滤器成本较低，有助于降低整个空气净化系统的运行成本。
- 提高空气洁净度： 进一步净化空气，提高无尘车间的空气洁净度。
4.2 组合应用方案
以下是一些常见的化纤袋式中效过滤器在无尘车间中的组合应用方案：
方案一：初效过滤器 + 中效过滤器 + 高效过滤器
- 初效过滤器： 拦截空气中的大颗粒物，如树叶、昆虫等。
- 中效过滤器： 拦截1-5μm的颗粒物，保护后级高效过滤器。
- 高效过滤器： 拦截0.3μm及以上的颗粒物，达到无尘车间的洁净度要求。
适用场景： 适用于对空气洁净度要求较高的无尘车间，如电子、医药等行业。
方案二：中效过滤器 + 高效过滤器
- 中效过滤器： 作为前置过滤器，拦截大部分颗粒物。
- 高效过滤器： 进一步净化空气，达到无尘车间的洁净度要求。
适用场景： 适用于对空气洁净度要求一般的无尘车间，如食品、化妆品等行业。
方案三：初效过滤器 + 两级中效过滤器 + 高效过滤器
- 初效过滤器： 拦截大颗粒物
- 一级中效过滤器： 拦截较大颗粒物，延长二级中效过滤器寿命
- 二级中效过滤器： 进一步拦截颗粒物，保护高效过滤器
- 高效过滤器： 终过滤，达到洁净度要求
适用场景： 适用于空气含尘量高，对过滤器寿命有较高要求的无尘车间。
方案四：FFU (风机过滤单元) + 中效过滤器
- 中效过滤器： 安装在FFU的进风口，作为前置过滤器。
- FFU： 集成了风机和高效过滤器，提供洁净空气。
适用场景： 适用于局部洁净度要求较高的场合，如生产线上的关键工位。
4.3 应用注意事项
- 选择合适的过滤效率： 根据无尘车间的洁净度要求和空气含尘量，选择合适的过滤效率的中效过滤器。
- 定期更换过滤器： 根据压损情况和使用时间，定期更换中效过滤器，以保证过滤效果。
- 注意安装方向： 确保气流方向与过滤器上的箭头方向一致。
- 密封性： 确保过滤器与框架之间的密封性，防止空气泄漏。
- 维护记录： 建立过滤器更换和维护记录，以便于管理和追溯。
5. 案例分析
案例一：某电子厂无尘车间空气净化系统改造
该电子厂原有的空气净化系统采用初效过滤器 + 高效过滤器的组合，但由于生产过程中产生大量的粉尘，导致高效过滤器的使用寿命大大缩短，运行成本较高。经过分析，该厂决定在初效过滤器和高效过滤器之间增加一级F7级化纤袋式中效过滤器。改造后，高效过滤器的使用寿命延长了2倍，运行成本降低了30%。
案例二：某制药厂无菌车间空气净化系统
该制药厂无菌车间对空气洁净度要求极高，采用初效过滤器 + F8级化纤袋式中效过滤器 + 高效过滤器 + ULPA超高效过滤器的四级过滤系统。通过多级过滤，确保了空气中的颗粒物浓度达到无菌要求。
6. 结论与展望
化纤袋式中效过滤器在无尘车间中发挥着重要的作用，其优异的过滤性能、较大的容尘量、较低的压损和长寿命等特点，使其成为无尘车间空气净化系统中不可或缺的组成部分。随着技术的不断发展，新型化纤滤料和过滤器结构不断涌现，未来化纤袋式中效过滤器将在无尘车间中发挥更加重要的作用。
7. 参考文献
- [1] GB/T 6165-2021 高效空气过滤器性能试验方法
- [2] GB/T 14295-2019 空气过滤器
- [3] EN 779:2012 Particulate air filters for general ventilation – Determination of the filtration performance
- [4] ASHRAE Standard 52.2-2017 Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size
- [5] 刘忠伟, 王树涛, 孙宏伟. 空气过滤器在洁净室中的应用[J]. 暖通空调, 2018, 48(08): 112-117.
- [6] 王敏, 张强, 李明. 洁净室空气过滤器的选择与应用[J]. 洁净与空调技术, 2019(03): 34-38.
希望本文能够帮助您更好地了解化纤袋式中效过滤器在无尘车间中的应用。
