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聯(lián)兵空氣過濾器應用場所介紹

　　1 芯片廠

　　當今，半導體芯片廠對生產(chǎn)環(huán)境空氣潔凈程度最挑剔，對空氣過濾器的要求也最苛

　　刻。粘在芯片上的粉塵可能造成斷路、短路而直接影響成品率。

　　芯片廠用的高效過濾器和風機過濾單元（FFU）出廠前要經(jīng)過掃描測試。芯片廠不認鈉焰法和DOP法的帳。芯片廠特別在意過濾器上可能的微量揮發(fā)元素。近幾年出現(xiàn)了聚四氟乙烯PTFE纖維高效過濾材料，這種材料沒有揮發(fā)物，但它帶靜電，過濾后的空氣要進行電中和以消除離子，少了個隱患，多了個麻煩。

　　但當芯片的線寬小到0.5um時，人們發(fā)現(xiàn)空氣中的化學污染物成了影響成品率的主要危害，于是，后建的芯廠空調系統(tǒng)中普遍配置了化學過濾器。芯片廠說的化學過濾器就是活性炭過濾器，它的原理和制造工藝并不復雜。許多情況下，設計師和現(xiàn)場人員也說不清污染物的種類和濃度，因此，芯片廠用的化學過濾器應具有兩個特點：廣譜吸附性能、足夠多的吸附材料。如果能確定污染物種類，就可對吸附材料進行有針對性的化學處理，以增強對特定污染物的吸附能力。過濾器供應商有時還要提供相應的現(xiàn)場檢測服務，以幫助用戶確定化學過濾器的使用情況，這就要求供應商中有搞化學過濾的專家，并與權威實驗室有密切的關系。

　　半導體工業(yè)并非“無煙工業(yè)”，它也有環(huán)境問題。為降低環(huán)境風險，有些芯片廠的排風系統(tǒng)也裝有化學過濾器。

　　2 機場空調系統(tǒng)

　　飛機場是賓客對城市的第一印象，機場空調系統(tǒng)表明主人的實力和空調設計師的水

　　平。在發(fā)達國家大型機場的空調系統(tǒng)中，空氣過濾器常見配置為：

　　G4F6預過濾器→活性炭過濾器→F7末端過濾器

　　F7過濾器（Ashhae Dust-spot 85%）是上檔次的公共場所中最常見過濾器。經(jīng)過F7過濾器后，空氣含塵濃度可以達到旅游景區(qū)的水平。國家標準中規(guī)定候機廳可吸入顆粒物的濃度上限為0.15mg/m3，這是從衛(wèi)生角度考慮的最低要求，機場室外空氣也比這個濃度低．設計中，機場空調考慮的是檔次，而不僅僅是衛(wèi)生．

　　機場有汽油味，消除氣味的活性炭過濾器成了發(fā)達國家機場空調中的標準配置．這里沒多少技術可言．活性炭過濾器檢驗機場投資者和運營者的實力．

　　3 潔凈室末端過濾器

　　過濾器是通用產(chǎn)品，不管什么等級的潔凈室，所用的高效過濾器是一樣的．一但過濾器的品質一有了保證，通風參數(shù)（換氣次數(shù)或平均風速）就成了決定潔凈工程質量的關鍵因素。表3是潔凈室設計時應考慮的一些因素。

　　表3　潔凈度、通風參數(shù)與高效過濾器

　　ISO14644　

　　分 級 對應傳統(tǒng)規(guī) 格 氣流形式 平均風速�。╩/s） 換 氣

　　次 數(shù) 末 端 過 濾

　　器 效 率 過濾器出廠

　　檢驗方法

　　ISO1級 ≥99.9999% 掃描

　　ISO2級 U 0.30.5 ≥99.9999% 掃描

　　ISO3級 1 U 0.30.5 ≥99.999% 掃描

　　ISO4級 10 U 0.30.5 ≥99.999% 掃描

　　ISO5級 100 U 0.20.5 ≥99.97% 總效率或掃描

　　ISO6級 1000 N，M 70160 ≥99.97% 總效率或掃描

　　ISO7級 10000 N，M 2070 ≥99.97% 總效率或掃描

　　ISO8級 100000 N，M 1020 ≥99.97% 總效率或掃描

　　注：U－單向流，N－非單向流，M－單向與非單向混合流

　　表2中的“平均風速”只針對單向流潔凈室，這種潔凈室的平均風速必須壓過粉塵的擴散速度。表中的“換氣次數(shù)”是針對高3m左右的常規(guī)潔凈而言，這個參數(shù)通常僅對非單向流和混合潔凈室有意義。

　　目前國外高檔次潔凈室用的高效過濾器全部經(jīng)過掃描檢驗，由于歷史原因，有些要求不高的潔凈室仍使用經(jīng)過傳統(tǒng)的總效率方法測試的過濾器。

　　由于具體項目的要求不同以及設計理念的差異，設計師對換氣次數(shù)的平均風速選取也會不同。近幾年，國內設計潔凈室的換氣次數(shù)有提高的趨勢。

　　國內制藥行業(yè)GMP規(guī)范中有個“30萬級”。30萬級的環(huán)境相當于風平浪靜的近海海面、“環(huán)境質量優(yōu)”的景區(qū)。要獲得30萬級，多數(shù)情況下沒必要加裝末端高效過濾器，在空調系統(tǒng)中選用好一些的過濾器（效率級別F8H10）就可以了。

　　“提高過濾器的過濾效率可以降低換氣次數(shù)”，這是個十分可怕的念頭。潔凈室的主要塵源是人和設備，相比之下，經(jīng)高效過濾器進入室內的粉塵量要少得多，如果通風參數(shù)相同，選用99.9999%過濾器與選用99.97%過濾器，潔凈室的潔凈程度不會有多少差別。單向流潔凈室的平均風速至關重要，如果風速壓不住粉塵擴散速度，使用再好的過濾器也白搭。

　　非單向流潔凈室也稱“亂流”潔凈室，另有個形象的稱呼叫稀釋型（dilutiontype）潔凈室。這種潔凈室的平均風速遠遠低于粉塵擴散速度，送風僅起稀釋作用，由于這類潔凈室內操作人員相對地多、設備和生產(chǎn)過程發(fā)塵量也較大，所以過濾器效率的高低不再是潔凈度的決定因素，因為最差高效過濾器的其效率也會是99.97%，它足以滿足稀釋室內粉塵濃度的要求。

　　國內曾有種觀點，10萬級潔凈室可以選用“亞高效”過濾器（對≥0.5um粒子的過濾效率≥95%），其理由是亞高效過濾器便宜、阻力小。就價格而言，目前市場上同樣尺寸規(guī)格的亞高效過濾器并不比高效過濾器便宜多少。選用亞高效過濾器時，潔凈室的換氣次數(shù)要明顯增大，為此，空調系統(tǒng)要加大、過濾器的數(shù)量要增多，由此造成投資的增加遠高于高效與亞高效過濾器間的差價。在生產(chǎn)過程中，高效過濾器要進行逐臺測試，而亞高效　只進行少量抽測。兩者的外觀可能一樣，但品質卻有明顯差別。在潔凈室使用亞高效過濾器，這種作法只會讓你花冤枉錢。

　　4 潔凈度分級

　　1963年，美國潔凈室標準FED-STD-209中，按每立方英尺中≥0.5mm粉塵數(shù)量的最高允許濃度，將潔凈室分成若干等級，如100級、10,000級、100,000級。世界上許多國家都加以效仿。

　　1999年，國際標準化組織ISO頒布了一項國際標準《ISO14644-1 潔凈室與受控潔凈環(huán)境》第一部分：空氣潔凈度分級。標準中采用了新的分級。

　　2001年，中國新頒布的潔凈室設計標準中采用了ISO分級。

　　ISO潔凈度等級以及與傳統(tǒng)分級的對應關系

　　ISO14644

　　分級 最高濃度極限（顆粒數(shù)/m3） 近似對應

　　傳統(tǒng)規(guī)格

mmm 5.0mm 1.0mm 0.5mm 0.3mm 0.2m　　0.1

　　ISO 1 10 2

　　ISO 2 100 24 10 4

　　ISO 3 1000 237 102 35 8 1

　　ISO 4 10000 2370 1020 352 83 10

　　ISO 5 100000 23700 10200 3520 832 29 100

　　ISO 6 1000000 237000 102000 35200 8320 293 1000

　　ISO 7 352000 83200 2930 10000

　　ISO 8 3520000 832000 29300 100000

　　ISO 9 35200000 8320000 293000

　　5 汽車涂裝空氣過濾

　　若5um的粉塵混入漆塵，人的肉眼就可以看到由粉塵造成的瑕點。為了保證轎車油漆質量，汽車制造廠的涂裝車間（油漆車間）使用大量空氣過濾器。

　　噴漆線一般是個很長的隧道，車身在隧道中歷經(jīng)各種工序。整個隧道的頂部覆蓋有一層厚實的無紡布，新風穿過無紡布均勻地進入隧道。這層無紡布的作用是阻尼均流，它有些過濾作用，又是濾材廠家生產(chǎn)的，所以人們習慣地把它歸到空氣過濾器。這層阻尼材料的效率規(guī)格大致相當于F5。過濾效率高低在此其實并不重要，重要的是材料本身要均勻，出風面不能掉毛。

　　噴漆線的主過濾器設在阻尼層的上方，或設在空氣處理機組內。主過濾器的效果規(guī)格為F5F7，主過濾器一般為普通的袋式過濾器，決定噴漆隧道空氣水平的是這一級過濾器，而不是最靠近隧道的那層阻尼材料。主過濾器之前還要有預過濾器。近些年新建涂裝車間多選用進口生產(chǎn)線或仿造進口的生產(chǎn)線，所以袋式過濾器大都是592×592mm（名義尺寸24” ×24”）的通用規(guī)格。

　　在涂裝車間的烘烤生產(chǎn)線上，送風溫度在200℃左右，由于空氣處理器中的加熱裝置可能發(fā)塵，所以過濾器要放在加熱裝置之后，這要求過濾器能夠長期承受200250℃的高溫。此處過濾器的效率規(guī)格一般為F7F8，過濾器全部都是有隔板結構，褶距約8mm的玻纖濾紙由瓦楞狀的鋁箔隔開。由于要耐高溫，濾紙與過濾器金屬外框間的粘合與密封問題是關鍵，密封結構要可靠，密封材料的成本又不能太高。過濾器上的密封墊多為有彈性的玻璃纖維氈墊。烘烤生產(chǎn)線有隔板過濾器的外形尺寸為610×610×292mm。烘烤生產(chǎn)線的預過濾器設在送風機組的入口端，所以沒有耐溫要求。預過濾器多選用效率較低的普通袋式過濾器，為了方便管理，烘烤線的預過濾器與噴漆線的預過濾器經(jīng)常為同一規(guī)格型號。

　　硅酮是一種很好的材料，可以用來做潤滑劑、粘接劑、密封材料，甚至曾用做隆胸填料，汽車上到處用到硅酮。但汽車廠的涂料車間卻特別忌諱硅酮，因為金屬表面沾上硅酮，漆層就會起泡。涂裝車間明文禁用任何硅酮，過濾器供應商應該仔細檢查制造過程中所用的各種材料，尤其是粘合劑，確保其中不含硅酮。

　　6 核電站用的過濾器

　　核工業(yè)消耗大量過濾器，凡核工業(yè)用的過濾器統(tǒng)稱“核級過濾器”。從歷史上講核工業(yè)成就了諸如Cambridge、Camfil、Sofiltra、Vokes那些曾經(jīng)或依然紅火的過濾器公司。

　　為防止放射性粉塵的溢散，核電站的排風系統(tǒng)需要大量高效過濾器。美國標準規(guī)定這種高效過濾器的效率為：對0.3um的DOP粒子過濾效率99.97%。多數(shù)國家照搬美國標準，有些國家規(guī)定了自己的試驗方法，但過濾器性能與用美國方法測出的性能相當。大多數(shù)核級高效過濾是傳統(tǒng)形式的有隔板過濾器，其中，濾材為玻纖濾紙，隔板采用0.038mm的鋁箔，外框是碳鋼或不銹鋼，濾紙與外框間的粘接劑為硅酮、PVC或其它耐溫材料，過濾器的迎風面與背風面有金屬保護網(wǎng)。核級過濾器的許多性能在平時屬于“多余性能”，那是為意外事故時的可靠性準備的。

　　法國是無隔板過濾器的鼻祖，法國人 地核電站中用無隔板過濾器替代了傳統(tǒng)有隔板過濾器，韓國和中國進咒罵了法國核電站，并各自實現(xiàn)了過濾器生產(chǎn)的本土化，除了上述三國，多數(shù)國家不敢在關鍵部位使用無隔板高效過濾器。

　　中國早期核反應堆用的高效過濾器與美國的大同小異，后來，中國引進了法國、加拿大、俄羅斯的技術。中國的核級過濾器數(shù)量不多，樣式不少。

　　甲基碘和碘是放射性元素鈾的裂變產(chǎn)物，為了清除空氣中的甲基碘蒸汽，核電站使用大量活性炭過濾器。這類用途的活性炭材料要經(jīng)過特殊的化學浸漬處理，以提高對甲基碘和碘的吸附能力。習慣上，核工業(yè)用的活性炭材料稱“活性炭”，活性炭過濾器稱為“碘吸附器”。與普通活性炭過濾器相比。核電站用的順炭層厚、吸附效率高、耐溫和抗震要求高。由于吸附是個放熱過程，溫度過高可能引燃活性炭，所以對碘吸附器有嚴格的耐溫要求。核燃料處理廠中甲基碘和碘的濃度很高，這時就不能再使用活性炭，而是采用不燃的多孔吸附材料來制造碘吸附器。

　　按消耗量計算，核電站中用量最大的是一般通風用的過濾器。核電站用的通風過濾器的形式多種多樣，其具體規(guī)格在建設初期就確定了，過濾器公司必須按原規(guī)格供貨。除非意外，業(yè)主和供應商都不敢輕易改變原材料、制造工藝、試驗方法和供貨渠道。

　　核工業(yè)用的過濾器，其原理和結構與其它行業(yè)用的過濾器沒多大差別。核工業(yè)過濾器不求高新、不搞市場經(jīng)濟、不侃價。安全第一，可靠第一。與其它行業(yè)相比，核工業(yè)用的過濾器要經(jīng)受更多的檢測項目，要經(jīng)過更多的認證。那些檢驗和認證經(jīng)常是些政府把持的、與核工業(yè)有關的專門機構來做。此外，過濾器供應商必須具有可靠的資質和信譽，得到或多或少的政府支持，還要有相當?shù)臉I(yè)績和相應的技術實力。

　　附錄： 典型場所過濾器配置

　　場 所 主過濾

　　器效率 常 見 過 濾 元 件 特 殊 要 求 說 明

　　普通空調機組中的主過濾器 F5F7 袋式、無隔板過濾器 過濾效率合理 衛(wèi)生，保護室內裝潢，保護空調系統(tǒng)

　　普通空調機組中的預過濾器 G3F5 各種便宜、使用方便的過濾器 容塵能力高，供貨有保證 保護空調系統(tǒng)，保護下一級過濾器

　　高檔公共場所集中空調主過濾器 F7 袋式、無隔板過濾器 防止風口黑漬，防止室內裝潢褪色

　　機場航站樓 F7 袋式、無隔板過濾器 旅客第一印象

　¨校、幼兒園 F7 袋式、無隔板過濾器 防火 特殊安全考慮

　　診室與病房 F7F8 袋式、無隔板過濾器 無營養(yǎng)物 防止交叉感染

　　博物館、圖書館 F7 袋式、無隔板過濾器 保護珍品

　　普通音像工作室 F7 袋式、無隔板過濾器 保護光學設備和制品

　　非均勻流潔凈室 HEPA 有隔板、無隔板高效過濾器 逐臺測試，無易燃材料，無營養(yǎng)物 過濾器裝在高效送風口內

　　均勻流潔凈室 HEPA ULPA 有隔板、無隔板高效過濾器 逐臺掃描檢驗，流速均勻 潔凈室末端

　　一般潔凈室預過濾 F8H10 袋式、無隔板、有隔板過濾器 保證開端過濾器正常使用壽命

　　芯片廠10級、1級潔凈廠房 ULPA 無隔板ULPA過濾器 逐臺掃描檢驗，流速均勻，無揮發(fā)物 當今對過濾器性能要求最高的過濾器

　　芯片廠10級、1級潔凈廠房預過濾 HEPA 無隔板、有隔板過濾器 承受高風速 保證末端過濾器的使用壽命為“一輩子”

　　制藥行業(yè)30萬級潔凈廠房 F8H10

　　HEPA 袋式、無隔板、有隔板過濾器 無營養(yǎng)物 末端過濾器可以設在中央空調器內

　　負壓潔凈室排風過濾 HEPA 無隔板、有隔板過濾器 可靠 禁止危險物品的排放

　　轎車涂裝流水線主過濾器 F4F7 袋式過濾器 不含硅酮，不掉毛，阻燃 滿足面漆無疵點，保護均流材料

　　轎車烤漆流水線主過濾器 F6F7 耐高溫有隔板過濾器 不含硅酮 工藝要求

　　高要求靜電噴涂生產(chǎn)車間 F7F8 袋式、無隔板過濾器 不含硅酮，不掉毛 保證外觀無疵點

　　核電站排風 HEPA 有隔板、無隔板過濾器 防火、耐沖擊、專門機構認證 防止核污染

　　采用集中空調的機房、交換臺、中控室 F5F7 袋式、無隔板過濾器 防止因灰塵引起的散熱不良和電路故障

　　采用柜式空調的機房、交換臺、中控室 G3F5 簡易的平板過濾器 因場地限制，很難采用其它形式的過濾器

　　化纖抽絲工序 F8 袋式過濾器 防斷絲，防“煤灰紗”

　　紡紗車間 G4F7 袋式過濾器，靜電過濾器 防“煤灰紗”

　　食品工業(yè) F7 袋式、無隔板過濾器 無營養(yǎng)物 生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生

　　潔凈工作臺，風淋室 HEPA 有隔板、無隔板高效過濾器

　　軋鋼主電機 F7 袋式過濾器 阻燃 防止因粉塵造成的電機故障

　　卷煙廠中央空調 F7 自潔式過濾裝置，傳統(tǒng)袋式過濾器 國內煙草行業(yè)目前流行自潔式過濾裝置

　　家庭中央空調 G3G4 平板過濾器 便宜、美觀 擺在超市的商品

　　普通家用空調 -- 尼龍網(wǎng) 可清洗 阻擋纖維和粗粉塵

　　風沙地區(qū)預過濾 -- 慣性除塵裝置，水浴除塵裝置，卷簾過濾器 清除大顆粒粉塵，只在刮風時工作

　　燃氣輪機與離心式空壓機 F7F8 無隔板、袋式、有隔板過濾器、自潔式過濾器 抗沖擊，阻燃，憎水 防止設備內部結垢、磨損、腐蝕

　　軸流式空壓機 F5F7 無隔板、袋式過濾器 抗沖擊，憎水 防止葉片磨損

　　往復式空壓機、內燃機 G3F5 袋式過濾器，濾清器，平板過濾器 抗沖擊，耐超阻 防止汽缸磨損

　　高級轎車空調 F7 無隔板過濾元件 防塵，防花粉

　　高檔家用吸塵器 F7 HEPA 無隔板過濾元件 結實，抗水 防止排風二次污染

　　潔凈室用吸塵器 HEPA 無隔板過濾元件 結實，抗水 防止排風二次污染

　　家用空氣凈化器 F7F9

　　HEPA 筒狀和方形無隔板過濾元件 便宜，美觀 擺在超高的商品

　　防毒面具 HEPA 無隔板過濾元件 耐溫，抗水 常與活性炭組合使用

　　注1：“主過濾器”指系統(tǒng)中最末一級過濾器，或指定部位的過濾器。

　　注2：表中的效率規(guī)格采用歐洲現(xiàn)行規(guī)格，有些行業(yè)和地區(qū)不使用這種規(guī)格

　　注3：表中未列出壓縮空氣使用的過濾器，那些行業(yè)稱其為“濾清器”。

　　引起空調性能下降造成的經(jīng)濟損失遠遠大于使用最好過濾器的費用。

上海聯(lián)兵環(huán)保科技有限公司

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