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高效空气过滤器和供热、通风及空调系统HVAC过滤器的过滤介质
文章来源:http://www./  2015年11月10日  点击数:1836
高效空气过滤器和供热、通风及空调系统HVAC过滤器的过滤介质

高效微粒空气过滤器(HEPA高效过滤器)广泛地应用于要求清洁无菌的房间,如电子产品和药物生产,手术室 以及空气清洁器、吸尘器袋和防尘面罩等领域。各种各样的介质包括超细玻璃纤维垫、熔喷(MB)纤网、静电纺纤网和ePTFE薄膜都可达到HEPA的过滤要求。它们或是用超细或是用纳米纤维制成,或是有 纤维状结构,这样可以取得较大的纤维表面积或是在原纤结构中会存在很多微孔。但是,它们的克重、集 尘量和使用寿命各不相同,不同成分和结构的材料更有着迥异的压降。对于熔喷纤网来说,必须经过驻 极才能取得HEPA级别的过滤效率,与亚微级超细玻璃纤维和纳米纤维静电纺纤网相比,熔喷纤网的超 细纤维直径较粗。一些其他的介质不用反向增加压降也可经充电后提高过滤效率。而应用驻极(Eced) 的熔喷聚丙烯纤网的优势在于它的低压降和高集尘量。尽管熔喷聚丙烯(PP)纤网的电荷衰减很慢,但 润滑剂微粒和柴油机放出的废气会影响长期储存和应用。本篇将对各种不同材料在驻极和未经驻极两 种情况下,当材料用作HEPA过滤器时的过滤效率、压降和使用寿命做一个比较。
HEPA高效空气过滤器
实验中所选用的材料有驻极熔喷((ECMB)材料、超细玻璃纤维纸、ePTFE薄膜和静电纺纳米纤 维网。熔喷(MB)材料是在TANDEC纺织和非织造发展中心的双组分熔喷生产线上生产的,驻极由TANTRET T—II完成,它对于厚型和高克重的产品十分适用。静电纺(Es)尼龙材料的纳米纤维直径范围为50—60nm,在TANDEC的静电纺设备上生产完成。超细玻璃纤维纸和ePTFE薄膜都是工业级产品。

对于过滤材料来说,使用寿命是十分重要的。驻极熔喷(ECMB)材料的过滤效率(FE)随NaCl微 粒的加载而增加,那是由于NaCl微粒在过滤材料上的粘结成饼所致。对于其他材料来 说也是如此。然而,随DOP微粒的加载,驻极熔喷(ECMB)材料的过滤效率(FE)却下降,那是由于
DOP微粒之间是粘连的,这样就在纤维表面形成了一层DOP层,由于DOP层的高介电常数,使得由纤 维中的电荷形成的电场强度下降。

经TANTRET T.II充电的驻极熔喷(ECMB)材料抗DOP退化的能力要比普 通的工业用驻极熔喷材料强得多。所以,充电方法的选择对于介质有效带电及抗DOP退化能力来说 是一个重要课题。应用高克重的驻极熔喷(ECMB)材料,如180 gsm,在很大程度上可弥补DOP的加 载对过滤效率(FE)的影响,那是由于DOP微粒可有更长的时间使电荷停滞在驻极熔喷 (ECMB)纤维上。

HEPA等级的ePTFE薄膜有很高的压降,这限制了它在过滤方面的应用。多孔ePTFE薄膜可减 小压降,但它的过滤效率(FE)也将下降。ePTFE薄膜多用于表面过滤。因此,尘饼会很快在薄膜上形 成,尘饼形成过程中,压降会骤然上升,如图7所示,它对HVAC.等级的ePTFE薄膜、HVAC等级的玻 璃纤维纸和驻极熔喷(MB)材料这三者作了一个比较。这三者有相似的初始压降。

当ePTFE薄膜遇上润滑剂颗粒时,如DOP颗粒,则薄膜将被颗粒浸湿,很快地、孑L隙将被油粒填 满。所以,薄膜上的有效孔隙就会减少。薄膜内的过滤速率将随有效孔隙容积的下降而上升。因此,在ePTFE薄膜上,随润滑剂颗粒的加载过滤效率(FE)会下降而压降会上升。 结论 在达到相同HEPA过滤要求时,驻极熔喷(ECMB)材料与其他材料相比,压降较低。在遇到DOP 颗粒时,驻极熔喷(ECMB)材料的过滤效率(FE)较低。随着DOP颗粒的加载,驻极熔喷(ECMB)材料的过滤效率下降。但可通过采用不同的充电方式来减慢驻极熔喷(ECMB)材料过滤效率下降的速度。 同样也可使用较大克重的驻极熔喷(ECMB)材料达到这一目的。玻璃纤维纸随DOP微粒的加载,其过滤效率(FE)和压降都无明显变化,但随NaCl颗粒的加载,其过滤效率(FE)和压降都上升。而在 ePTFE薄膜上,随润滑剂颗粒的加载,其过滤效率(FE)下降,而压降上升,但随NaCL颗粒的加载,其 过滤效率(FE)和压降都上升。


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