Эволюция и применение воздушных фильтров: история, классификация и будущие тенденции
2025-08-13
01 Основы и история воздушных фильтров
Основные функции и применение
Воздушные фильтры, предназначенные для получения чистого воздуха, соответствующего стандартам, являются неотъемлемой частью современных промышленных и жилых помещений. Эти фильтры эффективно улучшают качество воздуха, улавливая и адсорбируя содержащиеся в нем частицы пыли различных размеров. Помимо обычных химических фильтров, способных адсорбировать запахи, существуют также специальные фильтры для специфических отраслей промышленности, таких как биофармацевтика, больницы, терминалы аэропортов и другие объекты. Кроме того, воздушные фильтры широко используются во многих отраслях промышленности, таких как микроэлектроника, нанесение покрытий, производство продуктов питания и напитков.
История развития и инновации
История воздушных фильтров восходит к римскому периоду столетней давности, когда люди уже начали использовать маски из грубого льна, чтобы защитить себя от ртутного загрязнения. С развитием науки и техники, особенно после открытия Бланком в 1827 году закона движения мельчайших частиц, люди стали лучше понимать механизм фильтрации воздуха. 50-е годы, бурное развитие военной промышленности и электронной индустрии способствуют совершенствованию и инновациям воздушных фильтров. Исследования процесса производства фильтровальной бумаги из стекловолокна в США значительно улучшили воздушные фильтры, и в 60-х годах были представлены фильтры HEPA, которые получили широкое внимание за их высокую эффективность фильтрации, а в 70-х годах фильтры HEPA, использующие фильтровальную бумагу из микроволокна, имели эффективность фильтрации 99,9998% для частиц с размером 0,3 микрона, что еще больше укрепило лидирующие позиции в отрасли.
Однако с появлением новых методов испытаний и более высоких требований к эффективности фильтрации в 1980-х годах обнаружились проблемы с HEPA-фильтрами. Для решения этих проблем были разработаны фильтры ULPA с улучшенными характеристиками.
02 Классификация и характеристики воздушных фильтров
Основа классификации и стандарты
Воздушные фильтры строго классифицируются в соответствии с точностью фильтрации и использованием, и соответствующие стандарты были установлены, чтобы гарантировать спецификацию и оптимизацию конструкции. В соответствии с различиями в эффективности очистки воздушные фильтры могут быть разделены на различные типы и имеют свои собственные рабочие характеристики.
Как правило, фильтры тестируются методом подсчета атмосферной пыли, в то время как высокоэффективные фильтры чаще всего тестируются методом DOP. В процессе тестирования участвуют два показателя: эффективность взвешивания и эффективность подсчета. Эффективность подсчета выражается как массовая концентрация концентрации пыли, а эффективность подсчета измеряется как концентрация подсчета концентрации пыли. Кроме того, существует эффективность натриевого пламени, при которой в качестве источника пыли используются твердые частицы хлорида натрия, а концентрация частиц хлорида натрия измеряется с помощью фотоэлектрического пламенного фотометра, что сопоставимо с эффективностью подсчета.
Распространенные типы воздушных фильтров
К распространенным типам относятся фильтры грубой, средней и высокой эффективности, каждый из которых соответствует определенным экологическим требованиям и стандартам и предлагает широкий спектр решений по очистке. Воздушные фильтры грубой очистки обычно используются в фильтрационных секциях оборудования для общеобменной вентиляции или для первичной фильтрации в системах подачи свежего воздуха и характеризуются самозаменяемым фильтрующим материалом, однако фильтры грубой очистки в бумажной рамке являются одноразовыми. Складчатые воздушные фильтры среднего действия подходят для очистки воздуха в системах вентиляции, электронике, фармацевтике и других областях, их преимуществами являются высокая эффективность и большая пылеемкость. Рукавные среднеэффективные воздушные фильтры часто используются в централизованных системах вентиляции для централизованного кондиционирования воздуха, что позволяет снизить нагрузку на высокоэффективные фильтры и продлить срок их службы, в то же время они характеризуются низким сопротивлением и большой пылеудерживающей способностью. Фильтры из активированного угля могут эффективно удалять запахи, летучие вещества, бактерии, вирусы и другие загрязняющие вещества в воздухе, а их высокоразвитая микропористая структура обеспечивает высокую адсорбционную способность и быстрые характеристики адсорбции и десорбции. Однако следует отметить, что при использовании активированного угля фильтрация должна иметь предварительную стадию фильтрации, чтобы другие загрязняющие вещества не снижали эффективность активированного угля.
03 Современное развитие и будущее воздушных фильтров
Технологические усовершенствования и проблемы
В настоящее время область воздушных фильтров продолжает развиваться, и ожидается появление более совершенных продуктов. Среди них большое внимание привлекает разработка фильтров без перегородок, конструкция которых позволяет не только повысить эффективность и площадь фильтрации, но и уменьшить сопротивление воздушному потоку и сэкономить энергию. Кроме того, характеристики воздушных фильтров с точки зрения устойчивости к высоким температурам и коррозии, а также водонепроницаемости и защиты от бактерий также были значительно улучшены, чтобы удовлетворить больше специальных потребностей.
Новые материалы и конструкции фильтров
Пенные фильтры характеризуются наличием фильтрующего слоя из полиэтилена или полиэфирной пены, который перед применением подвергается специальной химической обработке, чтобы внутренняя пленка пор проникла внутрь и образовала ряд взаимосвязанных пор. При прохождении воздушного потока, насыщенного пылью, пыль прилипает к стенкам пор за счет инерции, диффузии и т.д., тем самым очищая воздух. Новые материалы, такие как пенопласт и волокнистые наполнители, повышают эффективность фильтрации и пригодны для решения широкого спектра задач по очистке воздуха в различных областях.
Фильтры с волокнистым наполнителем, с другой стороны, состоят из каркаса и фильтрующего материала. Выбор фильтрующего материала зависит от конкретных требований к эффективности и стойкости, например, возможны варианты из стеклянных волокон (диаметром около 10 мкм) и синтетических волокон (например, полистирола). Кроме того, плотность наполнителя оказывает значительное влияние на эффективность и стойкость фильтра, поэтому толщина фильтра и плотность наполнителя должны определяться в соответствии с конкретными потребностями применения.
