藥廠凈化空調系統(tǒng)--空氣過濾

1、概述
空氣處理設備應根據(jù)受控環(huán)境要求的潔凈度配置各級別的空氣過濾器。空氣中的粒狀污染物質是由固體或液體微粒子組成的。這些粒子的粒徑分布范圍非常廣，從0.01um到數(shù)百微米不等。對于粒徑大于10um的粒子，因為較重，在經(jīng)過一段時間的無規(guī)則布朗運動后，在重力的作用下會逐漸沉降到地面上；而粒徑小于10um的粒子，因為較輕，容易隨氣流飄浮，很難沉降到地面上。據(jù)估算，室外空氣中90%以上的懸浮微粒粒徑小于0.5um，其質量所占的比例不到1%；粒徑超過lum的微粒不到2%，其所占的質量百分比為97%。空氣中的懸浮粒子根據(jù)其活性可分為非生物粒子和生物粒子。非生物粒是由固體、液體的破碎、蒸發(fā)、燃燒、凝聚等產(chǎn)生的。生物粒子主要包括細菌、病毒、花分、花絮及絨毛等，在懸浮粒子中所占的比例很少。
空氣過濾在暖通空調系統(tǒng)內的多個部位進行，以達到保護生產(chǎn)、使用者和空氣處理設備及管道所需的空氣潔凈度。在暖通空調系統(tǒng)中，空氣過濾一般分為預過濾、中間過濾和最終過濾三級，通過不同類型的空氣過濾器實現(xiàn)對空氣的過濾。預過濾和中間過濾(一級和二級過濾)通常在空氣處理機組中外部空氣和回流空氣進入的位置。過濾器應達到一定的效率，使內部設備(盤管、風機)和空氣處理機組在較長的一段時間內保持相對清潔，以達到預期的性能。最終過濾(三級過濾)設在空氣處理機組排出段或其后(氣流經(jīng)過調節(jié)后)，可保持管道清潔、延長終端過濾器的使用壽命。在沒有終端過濾時保護人員和工作空間免受通過空氣處理機組的懸浮微粒的危害。安裝在房間周邊如在天花板或墻上的終端過濾裝置可保證供應最清潔的空氣，用于稀釋或送出房間內釋放的微粒。空氣離開過濾器時的潔凈度取決于過濾器結構并與上游空氣的數(shù)量和質量有關。通過合理設計和正確配置空氣過濾器，可以實現(xiàn)滿足制藥車間所需的空氣質量和條件。各級空氣過濾器前后應安裝壓差計，便于觀察過濾器阻力的變化。測量接管應通暢，安裝嚴密。過濾段后有足夠的出風空間。
2、空氣過濾器工作的機理
當空氣流過過濾器顯微結構(例如纖維、膜)形成的系列相互連通的孔隙空間的回旋流通路徑時，微粒被捕集在過濾介質中。過濾介質過濾空氣的機理包括攔截效應、慣性效應、擴散效應、靜電積附、篩分和重力沉積等。各機理的微粒捕集有效性主要取決于粒徑、空氣流速和過濾器結構的規(guī)格。
①攔截效應：當某粒徑的粒子運動到纖維表面附近時，其中心線到纖維表面的距離小于微粒半徑，灰塵粒子就會被濾料纖維攔截而沉積下來。②慣性效應：當微粒質量較大或速度較大時，由于慣性而碰撞在纖維表面面沉積下來。
③擴散效應：小粒徑的粒子布朗運動較強而容易碰撞到纖維表面上。
④靜電效應：纖維或粒子都可能帶電荷，產(chǎn)生吸引微粒的靜電效應，而將粒子吸釗纖維表面上。
⑤篩分效應：當微粒的粒徑大于兩個纖維之間的橫斷面時，微粒無法通過面沉積。
⑥重力效應：微粒通過纖維層時，因重力沉降而沉積在纖維上。
當微粒大小為最易穿透粒徑(MPPS，粒徑范圍一般為0.1～0.2um)時過濾器效率Z低。
下圖中，a所示為過濾器效率與粒徑的關系。在微粒為MPPS時效率Z低。當粒徑大于MPPS時，它們的效率Z高，當粒徑減小時，效率也會提高，但不能達到與大粒徑微粒捕集率相同的效率。b所示為過濾器在不同氣流流速情況下的過濾效率。當流速增大時，過濾器的過濾效率隨之下降，所對應的MPPS也相應的向小粒徑方向偏移。

3、我國空氣過濾器標記方法

GB/T 14295-2008規(guī)定，空氣過濾器外形尺寸表示原則為：以氣流通過方向為深度，以氣流通過方向的垂直截面正確安裝時的垂直長度為高度，水平長度為寬度。標記如下圖：

GB/T 13554-2008規(guī)定了高效、超高效過濾器標記方法，標記如下圖：

4、過濾器的應用
①一級過濾(預過濾器)：一級過濾是效率Z低的過濾，用于預過濾，捕集外部空氣中經(jīng)常出現(xiàn)的較大微粒(粒徑3um以上，例如昆蟲或植物)。也用作延長二級過濾裝置壽命的預過濾。建議采用G4過濾器。
②二級過濾(中間過濾器)：這種過濾器成本較高，一般設在一級過濾的下游，用于捕集較小粒徑的微粒(0.3um以上)，以保護空氣處理機組中的盤管、風機、管道和人員。建議采用F7/F8過濾器。
③三級過濾(最終過濾器)：這種過濾器設在空氣處理機組的排出段，在一級和二級過濾及風機/盤管的下游，可以采用高中效或HEPA型過濾器。HEPA效率建議采用H12～H14。
④終端過濾結構形式：在潔凈度等級為C級以上或管道中產(chǎn)生的微粒可能污染供給空氣的情況下，一般采用HEPA作為終端過濾。終端過濾器也可用于回流排出空氣。
這些過濾器應在下游側設置硅膠密封，以形成一個正作用密封，防止空氣從過濾器周圍繞過。應采用永jiu性下游介質保護網(wǎng)，防止過濾介質發(fā)生物理性損壞。過濾器組中的各個HEPA過濾器應能夠在不中斷相鄰過濾器工作的情況下更換。建議采用H13(99.95%)～H14(99.995%，MPPS)過濾器。高效送風口可作為末端過濾裝置直接安裝在潔凈室天花板吊頂，適用于各種潔凈級別和多種維護結構的潔凈室。高效送風口外形美觀，投資少，箱體結構簡單，高效過濾器更換方便，是潔凈室終端凈化設備較好的選擇。