空氣過濾器的應用與凈化行業(yè)的發(fā)展前景

空氣過濾器的迅速發(fā)展是與軍事工業(yè)和電子工業(yè)的發(fā)展緊密相關的，隨著新的測試方法的出現(xiàn)、使用評價的提高及對過濾性能要求的提高，過濾器本身的設計也取得了顯著進展,其中重要的是分隔板的去除,即無隔板過濾器的發(fā)展。無隔板過濾器不僅消除了分隔板損壞過濾介質的危險,而且有效地增加了過濾面積,提高了過濾效率,并降低了氣流阻力,從而減少了能量消耗。此外,空氣過濾器在耐高溫、耐腐蝕以及防水、防菌等方面也取很大的進展,滿足了一些特殊的需求。

　一、空氣過濾器的應用

　　隨著環(huán)境污染的日益嚴重和人們環(huán)境意識的加強,空氣質量已成為全世界關注的焦點。現(xiàn)在人們認識到空氣過濾系統(tǒng)不僅要保護機械設備,還要保護人。因此,空氣過濾的應用范圍越來越廣泛。

　　空氣過濾的應用是住宅樓,其次是商業(yè)和工業(yè)建筑。此外,過濾設備還常用行下列場合:潔凈室;復印設備;室內(nèi)空氣凈化器;麻醉氣體過濾設備;激光外科手術應用;HVAC系統(tǒng)(供暖、通風和空調系統(tǒng));恒溫室;計算機打印機;工作室空氣過濾系統(tǒng);空調器等。

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　　由于人們對生活質量的要求不斷提高,住宅原有的空氣過濾系統(tǒng)已不能滿足人們的需要,性能更高的靜電過濾器則成了原有空氣過濾器的替代品。但與普通玻璃纖過濾器相比,由于過濾介質成本較高,靜電過濾器的應用也受到一定的限制。

　　3M公司是靜電過濾器市場的領頭羊,正銷售其產(chǎn)品。3M公司的靜電過濾器采用波紋結構,介質裝填較松散,因而氣流阻力較小。3M公司稱他們過濾器的裝填密度是適宜的,而且具有很長的壽命。波紋結構還會提高過濾效率,且能夠比平板過濾器捕集更多的粒子。

　　在中國,住宅絕大多數(shù)沒有空氣過濾系統(tǒng),但中國的住宅數(shù)量巨大,且每年以數(shù)百萬套的速度遞增。隨著居室內(nèi)空氣質量的日益惡劣和人們環(huán)境意識的不斷加強,空氣過濾系統(tǒng)在住宅的應用是有前途的,存在著潛在的巨大市場。

　?、谵k公樓應用

　　要求改善辦公室空氣質量的推動力是先進的辦公設備的廣泛應用。計算機終端是產(chǎn)生臭氧和揮發(fā)性有機化合物的來源。噴墨打印機是碳氫化合物和臭氧的來源。干法照相復制機產(chǎn)生碳氫化合物、可吸入懸浮粒子和臭氧;傳真機產(chǎn)生臭氧和揮發(fā)性有機化合物;激光打印機產(chǎn)生碳氫化合物、臭氧和可吸入粒子;等等。這些產(chǎn)物已經(jīng)嚴重地污染了室內(nèi)環(huán)境,并給人身和辦公設備造成了一定的危害。

　　據(jù)估計,在美國的辦公樓和公共建筑中有30%存在室內(nèi)空氣污染問題,尤其公共建筑如機場、車站等所面臨的挑戰(zhàn)遠大于辦公樓。芝加哥 D‘Hare機場大廳空氣流量為每分鐘約5166萬m3,為改善空氣質量,該處共裝有1100個預濾器,1100個終濾器和2200個炭濾器(其中的炭每 10—12個月需更換一次)。

　　預計2000年辦公室、商業(yè)及公共建筑對空氣過濾器的需求在全球將達到五億美元。

　?、凼覂?nèi)空氣凈化器

　　隨著建筑標準的日益嚴格,消費者對室內(nèi)空氣質量越來越重視。尤其是患有過敏癥、哮喘病或呼吸道疾病的人,因為空氣污染影響了他們的正常生活。人們在室內(nèi)度過90%的時間,而室內(nèi)空氣污染水平可能是室外的2—5倍。室內(nèi)幾乎所有空間都含有花粉、霉菌、孢子、動物毛發(fā)、煙霧、細菌、病毒和包括石棉在內(nèi)的有害纖維及灰塵。惡劣的空氣質量使得哮喘和過敏癥更加嚴重。用空氣凈化器除去室內(nèi)空氣污染物是一種有效的方法。

　　在便攜式室內(nèi)空氣凈化器市場上有多種產(chǎn)品。發(fā)展快的是使用高效過濾介質的靜電空氣過濾器如3M公司的Filtrete,和更高效的微細玻璃纖維HEPA過濾器,它們占據(jù)了市場的大部分。在美國空氣凈化器市場以每年10%以上的速度遞增。日本是繼美國之后的第二大市場。在中國,空氣凈化器的需求也在增加,隨著空氣質量的不斷惡化和家庭辦公的出現(xiàn),空氣凈化器將有一個巨大的潛在市場。

　?、苌a(chǎn)工廠

　　不同工廠對空氣質量的要求差別很大。裝有排煙罩和污染控制設備的工廠需要補充大量的空氣,如果這些工廠所在地區(qū)環(huán)境空氣受到污染, 那么在將補充的空氣分布到工作場所之前必須先進行過濾。在半導體生產(chǎn)和制藥工業(yè)中,對空氣的潔凈度要求較高。典型的工作環(huán)境中,每立方英尺空氣中含有 500000個粒子,而半導體生產(chǎn)的新要求是每立方英尺空氣中只有1個粒子。因此,工作間需要用經(jīng)過HEPA過濾器過濾的潔凈空氣不斷地循環(huán)清洗。為保持HEPA過濾器的潔凈和壽命,還需要幾段效率較低的預濾器聯(lián)合使用。

　　工業(yè)用潔凈室要求連續(xù)有效地去除粒徑更小的粒子。HEPA過濾器一度是效率高的過濾器,現(xiàn)在ULPA過濾器則是效率高的過濾器,以后更高效率的新一代過濾器也將得以開發(fā)應用。微細玻璃纖維過濾介質是過濾器介質的主要選擇,但膜和靜電增強介質已向該領域滲透,并獲得部分應用。

　　對于工廠排放的廢氣,要求嚴格的是毒性。某些重金屬如汞、砷、鉻、鈹?shù)榷拘院艽?其排放限制非常嚴格。在空氣毒性方面,美國和德國已經(jīng)通過了新的更嚴格的立法。執(zhí)行新的立法后,空氣毒性的限制由原來的20mg/m3(標準)降低到010004mg/m3(標準)。為達到這一目標, 工廠需要更先進的過濾器以除去亞微粒子。一些德國公司使用傳統(tǒng)的折疊式微細玻璃纖維HEPA過濾器用于過濾系統(tǒng),同脈沖空氣潔凈機理相互配合,并使過濾介質的波紋更密。一家美國公司則通過設計管式微細玻璃纖維HEPA過濾器又向前進了一步。

　　⑤醫(yī)院

　　衛(wèi)生行業(yè)是一個很龐大而特殊的行業(yè),它對空氣的潔凈度要求也很高。通常,對醫(yī)院空氣的低要求用效率為30%的預濾器和效率為 90%的終濾器結合使用進行過濾。一般情況下不需要HEPA過濾器過濾,但在特殊情況下如隔離室、特定的測試和護理區(qū)域則需要HEPA過濾器過濾。

　　醫(yī)院的許多HVAC系統(tǒng)使用100%的室外空氣,這對于防止病人通過HVAC系統(tǒng)中的懸浮微生物進行交*感染是很好的策略。但 100%使用室外空氣并不能消除微生物在空氣過濾介質中的生長及其對護理環(huán)境產(chǎn)生的不良影響。因此,現(xiàn)在許多醫(yī)院仍需先進的HVAC系統(tǒng)。

　　衛(wèi)生系統(tǒng)的潔凈室先用于手術室。開始它只是在矯形手術中獲得廣泛應用,因為矯形手術時間較長,易于引起感染。控制水平較理想的是使用手術臺附近的空氣潔凈度達到100級。一般建議使用頂部HEPA過濾系統(tǒng),它能覆蓋至少3m×3m的面積,從而將手術臺和人包括在內(nèi)。

　　潔凈室獲得應用的其它領域有分娩室、保育室、燒傷室、心臟病人護理單元等。新進展之一是牙外科手術潔凈室的應用,它降低了在長期手術過程中醫(yī)務人員被感染的危險。

　　⑥食品加工

　　食品工業(yè)對于空氣過濾設備來說,正在成為一個不斷擴大的市場。為保持食品的新鮮口味,用消毒來消除污染的方法已逐漸不被使用。這使得消除與產(chǎn)品相關的空氣污染更加重要。國家規(guī)定、保險意識和公眾關注正促使肉加工者、奶制品生產(chǎn)者及其它食品生產(chǎn)者更新他們的空氣過濾系統(tǒng)。

　　在歐洲,酸奶的罐裝是在潔凈室條件下進行的,其結果是在不用添加價格昂貴的化學保鮮劑,產(chǎn)品可以保存較長的時間。

　　啤酒廠發(fā)現(xiàn)為保護它們的生啤酒,必須控制灌裝車間周圍環(huán)境的空氣污染。在潔凈室進行灌裝是選擇。這類工廠需要100000級的潔凈室,可以采用頂部通風系統(tǒng),用HEPA過濾器過濾。

　　在法國北部的亞眠市,Sulzer先生為其廚房設計了潔凈室。Sulzer的廚房潔凈室級別為100級,并配有必要的加熱和冷凍設施。按照美國聯(lián)邦標準209D規(guī)定,食品應在潔凈度100級、室溫12℃的條件下進行分裝。這樣可以保證無菌操作,其好處是提高質量、增加營養(yǎng)、改善口味、延長貯存期。

　　二、市場趨勢

　　展望未來的空氣過濾器市場,我們可以發(fā)現(xiàn):

　　(1)在當前的空氣過濾器市場中,以微細玻璃纖維作為過濾介質的過濾器仍占主導地位,但膜生產(chǎn)商也正向空氣過濾領域發(fā)展,提供高效的膜濾器,并改善膜在低氣流阻力下過濾的性能。它們認為,在高效空氣過濾和集塵應用中,膜濾器不久將取代微細玻璃纖維過濾器。

　　(2)耐高溫過濾器的發(fā)展將會加快。金屬纖維和陶瓷纖維過濾器已獲得應用。玻璃纖維復合無機膜可以增強纖維的機械性能,賦予濾袋較強的耐高溫性能,使之在高達480℃的溫度下使用。熱電工程、煤氣化系統(tǒng)和垃圾焚燒系統(tǒng)將為耐高溫過濾器提供了一個巨大的市場。

　　(3)空氣過濾器市場發(fā)展的趨勢是全球化。發(fā)展中國家購買增長率將比發(fā)達國家快。刺激今后幾年過濾器市場快速發(fā)展的因素包括:①發(fā)展中國家大量新工廠的建設;②歐洲和日本等發(fā)達國家的經(jīng)濟復蘇;③世界范圍內(nèi)對環(huán)境保護的更嚴格要求。這種需要、繁榮和環(huán)境意識的結合必然會激起過濾器市場的迅速發(fā)展。