空气洁净技术考试复习资料完整版.docx
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1、/空气调节是指在一特定空间内,对空气温度、湿度、流动速度以及洁净度进行人工调节,以满足人体舒适和工艺生产过程的要求。/在工程中,只实现内部环境空气温度的调节技术称为供暖或降温;只保持内部环境有害物浓度在一定卫生要求范围内的技术称为工业通风。/空气洁净技术的目的,是在满足室内空气温度和湿度要求的前提下,将空气介质中的悬浮微粒除掉,并且使其达到工业生产要求的环境条件。:分散相:空气中的悬浮微粒分散介质:气体介质(如空气)气溶胶:含有分散相的空气介质气溶胶是一种分散体系。微粒的分类方法一般有以下几种:一、按微粒的形成方式分1 .分散性微粒固体或液体物质在分裂、破碎、气流、振荡等作用下变成悬浮状态而形
2、成。2 .凝集性微粒通过燃烧、升华和蒸汽凝结以及气体反应而形成。二、按微粒的来源分1 .有机性微粒如:植物纤维、动物毛、发、角质、皮屑、化学染料和塑料等;2 .无机性微粒如:金属尘粒、矿物尘粒和建材尘粒;3 .生物微粒如:各种藻类、菌类、原生动物和病毒等;三、按微粒的大小分气溶胶的微粒范围从10-7Cm到IO-ICm中,随着微粒大小的变化,它的物理性质和规律都将发生变化。1 .可见微粒微粒直径dlm2 .显微微粒d=0.2510m,在普通显微镜下可以看见。3 .超显微微粒d025m,在超显微镜或电子显微镜下可以看见。四、微粒的通俗分类1 .灰尘包括所有固态分散性微粒。这类微粒在空气中的运动受到
3、重力、扩散等多种因素的作用。是空气洁净技术中接触最多的一种微粒;2 .烟包括所有固态凝集性微粒以及液态粒子和固态粒子因凝集作用而产生的微粒。还有从液态粒子过渡到结晶粒子而产生的微粒;一般情况下,微粒大小为d0.2)深层过漉器低填充率(a0,2)深层过滤器过滤器中的基本过滤过程通常人们把微粒的过滤过程划分两阶段:第一额段称为稳定阶段。第二阶段称为不意定身演。二、纤维过滤器的过漉机理在纤维过滤器的第一阶段过滤过程中,捕集微粒的作用有以下几种:1 .拦截效应在纤维层内纤维错综排列,形成无数网格,当某一尺寸的微粒沿着气流流线刚好运动到纤维表面附近时,假使从流线(也是微粒的中心线)到纤维表面的距离等于或
4、小于微粒半径(YlwYI+Yp),微粒就在纤维表面被拦截而沉积下来。这种作用称为拦截效应。筛子效应也属于拦截效应。但是,拦截效应或筛子效应不是纤维过滤器中过滤微粒的唯一的或主要的效应,更不能把纤维过滤器象筛子一样看待。筛子仅仅筛去尺寸大于其孔径的微粒,而在纤维过滤器中,并不是小于纤维网格网眼的微粒都能穿透过去.最容易穿透的是某一定大小的微粒。微粒也并不都是在纤维层表面被筛分沉积。2 .惯性效应由于纤维排列复杂,所以气流在纤维层内穿过时,其流线要屡经激烈的拐弯,当微粒质量过大或者速度(可以看成是气流的速度)较大,在流线拐弯时,微粒由于惯性来不及跟随流线同时绕过纤维,因而脱离流线向纤维靠近,并碰撞
5、在纤维上而沉积下来。3 .扩散效应由于气体分子热运动对微粒的碰撞而产生微粒的布朗运动,对于越小的微粒越显著。常温下0.1微米的微粒每秒钟扩散距离达17微米,较纤维间距离大几倍至几十倍,这就使微粒有更大的机会运动到纤维表面而沉积下来。而大于0.3微米的微粒其布朗运动减弱,一般不足以靠布朗运动使其离开流线碰撞到纤维面上去。4 .重力效应微粒通过纤维层时,在重力作用下发生脱离流线的位移。也就是因重力沉降而沉积在纤维上,由于气流通过纤维过滤器特别是通过滤纸过滤器的时间远小于1秒钟,因而对于直径小于0.5微米的微粒,当它还没有沉降到纤维上时已通过了纤维层,所以重力沉降完全可以忽略。5 .静电效应由于种种
6、原因,纤维和微粒都可能带上电荷,产生吸引微粒的静电效应。除了有意识地使纤维或微粒带电外,若是在纤维处理过程中因摩擦带上电荷,或因微粒感应而使纤维表面带电,则这种电荷既不能长时间存在,其电场强度也很弱,产生的吸引力很小,可以完全忽略。在一个纤维过滤器内,微粒被捕集可能由于所有机理的作用,也可能由于一种或几种机理的作用。这要根据微粒的尺寸、密度、纤维粗细、纤维层的填充率、气流速度等条件决定。3-3影响过滤器效率的因素影响纤维过滤器的效率有很多因素,主要有以下几种:1 .微粒尺寸的影响2 .微粒种类的影响3 .微粒形状的影响4 .纤维粗细和断面形状的影响5 .过漉速度的影响一般认为:随着滤速增加,扩
7、散效率下降。随着滤速增加,惯性效率上升。随着滤速增加,拦截效率上升。随着滤速增加,总效率先是下降,然后上升。6 .纤维填充率的影响7 .气流温度的影响8 .气流湿度的影响9 .气流压力的影响10 .容尘量的影响第五章过滤器的特性51过滤器分类一、按过滤器效率分在空气净化系统中,一般采用由粗效过滤器、中效过滤器、高效过滤器(或亚高效过滤器)组成的三级过滤方式。各级过滤器的作用是:粗(初)效过滤器:主要用以阻挡新风所携带的IoUm以上的沉降性微粒和各种异物进入系统。中效过滤器:主要用以阻挡1IOUm的悬浮性微粒,以免其在高效过滤器表面沉降而很快将高效过滤器堵塞。高效过滤器(亚高效过滤器):主要用以
8、过滤送风中含量最多、用粗效过滤器和中效过滤器都不能或很难过滤掉的IUm以下的亚微米级微粒,以控制送风系统关键的最后部位。对过滤器应根据其不同测定方法的效率范围来进行分类。一般按以下原则分类:粗效过滤器:宜用重量法测得的效率分类中效过滤器:宜用比色法或浊度法测得的效率分类。高效过滤器:宜用计数法测得的效率分类过滤器的分类名称计数效率(%)(对粒径为0.3Um的微粒)相当于其它效率(%)阻力(mmH2O)粗效过滤器5.080F2050中效过速者1.07051201.099F70100亚高效返迪署0.599.9F950.399.97250ULRA0.199.999250z高妓过3器可细助离装过四导(
9、KPA)和超舐透过率过奇春(ULBi)16二、按过滤材料分 滤纸过滤器 纤维过滤器泡沫过滤器 三、按过滤器的用途分 新风处理用过滤器用于洁净空调系统的新风即室外新鲜空气的处理,一般为粗效或中效过滤。若产品生产要求去除化学污染物时,还须设化学过滤器。 室内送风用过滤器通常用于洁净空调系统的末端过滤,一般为高效或亚高效过滤。 化学过滤器当产品对生产环境有更为严格的要求,或生产过程产生化学污染物时,仅仅采用“三级过滤”的空气净化处理已不能满足需要,因此应在净化系统中增加化学过滤器。 排气用过滤器为防止洁净室内产品生产过程中产生的污染物(包括各种有害物质、细菌、病毒等)对大气的污染,常常在洁净室的排气
10、管道上设置排气过滤器,使排气经过滤处理达到规定的排放标准。一般采用高效或高效+化学过滤器的过滤方法。 制造设备内装过滤器指及产品制造设备组合成一体的空气过滤器,通常采用HEPA、ULPA或HEPA+化学过滤器、ULPA+化学过滤器等过滤方法。 洁净室设备内装过滤器指洁净室内通过内循环方式达到所需的空气洁净度使用的空气过滤器,一般采用高效或亚高效过滤器,必要时可增加化学过滤器。四、按过滤器的结构形式分 平板式1有分隔板折褶式2 无分隔板 袋式 卷绕式管式五、按过滤器滤料的更换方式分 可清洗式 可更换式 一次性使用式52过滤器的特性评价任何过滤器,最重要的特性指标有四项:面速和滤速、效率、阻力、容
11、尘量.除此之外,还有其它一些特性指标,如重量、消耗动力和再生特性等。这些指标主要和滤料以及过滤器的结构有关。、面速和滤速面速是指过滤器断面上通过气流的速度,以m/s表示。面速反映过滤器的通过能力和安装面积。采用过滤器的面速越大,安装过滤器所需的面积越小。滤速是指滤料面积上的通过气流的速度,以Cm/s、L/(cm2min)表示。滤速反映滤料的通过能力,特别是反映滤料的过滤性能。采用的滤速越低,一般说将获得较高的效率。而过滤器允许的滤速越低,说明其滤料性能越差,阻力也大。过滤器滤速量级范围种类粗效中效、高中效过滤亚高效高效过滤器器过滤器过滤器滤速量级m/sdm/scm/scm/s高效或超高效过滤器
12、的滤速一般为23ms,亚高效过滤器为57mSo在特定的过滤器结构条件下,统一反映面速和滤速的是过滤器的额定风量。在相同的截面积下,希望允许的额定风量越大越好。当过滤器在低于额定风量下运行时,效率将得到提高,此时阻力降低。二、效率被过滤器除去的大气尘含量及过滤器进口大气尘含量比值的百分数称为过滤器效率。表示效率的方法有计重效率、计数效率等。L用过滤器进出口气流中的含尘浓度表示:.用进入过滤器前气流中的尘粒含量和过漉器捕集的尘粒量来表示。3 .用过滤器所捕集到的尘粒数量和过漉器出口气流中尘粒的含量来表示。4 .用各粒径的分级效率表示过漉器效率的其它检测方法比色法钠焰法油雾法粒子计数法三、穿透率在很
13、多情况下,人们关心的不只是过滤捕集多少尘粒,而是经过过滤器后仍然穿透过来多少尘粒。这时用穿透率(或穿透系数)这一概念更能直接的表示这种结果的程度。在排气净化中用穿透率代替过滤效率。穿透率用K(%)表示:K=(I-Q)X100%在上述结果中,两个过滤器的过滤效率基本相等,两者之间的差别已没有实在意义。但换算成穿透率之后,则K2比KI大一倍。也就是说第二个过滤器穿透过来的微粒比第一个过滤器多一倍。四、净化系数净化系数KC以穿透率的倒数表示净化系数表示经过滤器以后微粒降低的程度。K=0.01%时,KC=100/0.01=104说明过滤器前后的微粒浓度相差一万倍。从以上内容可以看出穿透率和净化系数同是
14、效率的表现形式。五、阻力过滤器阻力由两部分组成:一是滤料的阻力,二是过滤器结构的阻力。p=p+p2=Av+BunV滤速(cms)u面速(ms)空气净化系统的过滤器阻力在系统的总阻力损失中占有相当大的比例,对系统的能耗有重要影响。任何过滤器的阻力均随容尘量的增加而增加。也就是说随着过滤器运行时间的延长,过滤器积尘使阻力逐渐增大。人们习惯把过滤器没有积尘时的阻力称为初阻力,把需要更换时的阻力称为终阻力。为保证系统的风量能保持在正常运行条件,一般取过滤器初阻力的两倍作为终阻力,并按此选择风机。六、容尘量在额定风量下,过滤器的阻力达到终阻力时.,其所容纳的尘粒总质量称为该过滤器的容尘量。由于滤料的性质
15、不同,粒子的组成、形状、粒径、密度、粘滞性及浓度的不同,因此过滤器的容尘量也有较大的变化范围。过滤器的容尘量是和使用期限有直接关系的指标。一般将运行中的过滤器终阻力达到初阻力的二倍或效率下降到初始效率的85%以下时(一般对于预过滤器来说)过滤器上沉积的灰尘重量,作为该过滤器的容尘量。七、过滤器的串联效率在空气净化系统中,为保证空气的净化效果,过滤器一般都串联使用。其串联后的总效率为:n=-(-11D(-n2).(-n11)或:n=I-PlP2Pn同一过滤器采用不同的检测方法其效率值是不同的,因此应特别注意,采用上述公式计算时,必须用同一种方法测定的各过滤器效率值。同时,应考虑经前级过滤后。由于
16、进入次级过滤器的尘粒粒径分布频数的变化对次级过滤器效率的影响。空气洁净技术第六章洁净环境的品质室外环境,室内环境,或是某一局部空间环境。后两者也可称为微环境。空气洁净技术就是研究微环境的污染控制技术,就是建立洁净环境的技术。一、空气洁净度及洁净标准空气洁净度是指洁净环境中空气含尘量多少的程度。空气含尘浓度高则洁净度低,空气含尘浓度低则洁净度高。空气洁净度的高低用空气洁净度级别来区分。而这种级别又是用操作时间内空气的计数含尘浓度来表示的。也就是把从某一个低的含尘浓度起到不超过另一个高的含尘浓度止,这一个含尘浓度范围定为某一个空气洁净度级别。我国洁净厂房设计规范(GBJ73-84)中对空气洁净度提
17、出了四级划分,见表62。美国联邦标准FS209E的洁净度等级划分见表63o二、气流速度在洁净室内,一方面是送入洁净空气对室内污染空气进行稀释,另一方面是加速排出室内浓度高的污染空气,所以洁净室内空气的流速既要有一定的速度,才能防止其他因素(如热流)的扰乱,但又不能太大,流速太大将使室内积尘飞扬,造成新的污染。气流速度有以速度限制的,也有以换气次数限制的。以速度限制时:乱流洁净室:吹过水平面的气流速度0.2m/s层流洁净室:垂直平行流洁净室20.25ms水平平行流洁净室O.35ms当按洁净级别划分时,换气次数为:100级360次/h1000级50次/h100(X)级225次/h100OOo级21
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