在科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)以及人們的日常生活中,往往需要對某一特定空間內(nèi)的空氣溫度、濕度、潔凈度和氣流速度提出技術(shù)要求,并采取一定的技術(shù)手段創(chuàng)造和維持這一空氣環(huán)境,以滿足生產(chǎn)工藝過程和人體舒適要求。這就是通常所說的空氣調(diào)節(jié)。在應(yīng)用空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的建筑中,由于環(huán)境場合不同,對空氣溫度、濕度、流動(dòng)速度、潔凈度的要求側(cè)重點(diǎn)則不同。一般來說,空氣調(diào)節(jié)任務(wù)的側(cè)重點(diǎn)是對空氣溫度、濕度以及空氣速度的調(diào)節(jié),對空氣潔凈度沒有特殊的要求。對于有些工業(yè)生產(chǎn),如半導(dǎo)體、微電子工業(yè)、食品、制藥、衛(wèi)生等領(lǐng)域,不僅僅對其環(huán)境的空氣溫度、濕度、氣流速度有一定的技術(shù)要求,更重要的是對空氣潔凈度(即生產(chǎn)環(huán)境空氣中含塵濃度的高低)有嚴(yán)格和特殊的要求。為達(dá)到這一目的,所采取的技術(shù)措施稱為空氣潔凈技術(shù)。所以,空氣潔凈技術(shù)的任務(wù),是在滿足室內(nèi)環(huán)境空氣溫度和濕度要求的前提下,將受控環(huán)境空氣介質(zhì)中的懸浮微粒除掉,并且使其達(dá)到生產(chǎn)要求的環(huán)境條件,也就是我們常說的空氣凈化。對于采用了空氣潔凈技術(shù)使空氣中懸浮微粒濃度、含菌濃度受控而達(dá)到某種要求的房間(或限定的空間),稱為潔凈室。
目前空氣潔凈技術(shù)的應(yīng)用可分為兩個(gè)方面:1.工業(yè)潔凈。以工業(yè)生產(chǎn)工藝為目的的空氣潔凈過程,其控制對象為空氣中的塵埃微粒,如灰塵等。對于這類房間,是以控制空氣中的塵埃微粒為主要目的的,通常稱為工業(yè)潔凈室。2.生物潔凈。以保健、衛(wèi)生為目的的空氣潔凈過程,其控制對象為空氣中的細(xì)菌、病毒等微粒。對于這類房間,由于采取了無菌化處理,而且是以防止微生物污染為主要目的的,通常稱為生物潔凈室。
潔凈技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域1.電子(微電子)工業(yè)2.食品工業(yè)3.醫(yī)療4.生物實(shí)驗(yàn)5.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)
空氣污染是與空氣潔凈相對應(yīng)的概念。所謂“污染”是指作為研究對象的物體或物質(zhì),由于某些物質(zhì)如塵埃微粒、微生物等的混入、粘附和作用,而使研究對象本身所具有的功能和性能受到不良影響,或不良影響所導(dǎo)致的狀態(tài)。通常我們把引起污染的物質(zhì)稱為污染物或污染物質(zhì)。產(chǎn)生污染物的根源稱為污染源。
空氣潔凈的目的,就是要極大程度地將空氣介質(zhì)中的污染物除掉。因此空氣潔凈包括兩個(gè)方面,一是指對空氣的凈化“行為和過程”;二是指潔凈空氣所處的潔凈“狀態(tài)”,或維持空氣的潔凈狀態(tài)。為實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)目的,潔凈空調(diào)系統(tǒng)及設(shè)施就必須能夠有效地阻止室外污染物進(jìn)入室內(nèi),同時(shí)迅速有效地排除室內(nèi)產(chǎn)生的污染物,創(chuàng)造并維持一個(gè)潔凈的空氣環(huán)境。
在空氣潔凈技術(shù)中,含有懸浮微粒的空氣介質(zhì)是一種分散體系,我們把它稱為氣溶膠,把空氣中的微粒稱為分散相。以分散相處于懸浮狀態(tài)的微粒粒子稱為氣溶膠粒子。氣溶膠是指沉降速度可以忽略的固體微粒、液體微?;蚬腆w和液體粒子在氣體介質(zhì)中的懸浮體。
通常所指的空氣污染物主要有以下三類:1懸浮在空氣中的粒狀污染物。包括固體和液體微粒。2懸浮在空氣中的細(xì)菌、病毒等微生物。3各種對環(huán)境、人體或生產(chǎn)過程有害的氣體。
當(dāng)潔凈室的使用用途不同時(shí),其所要凈化的污染物也不同。對于一般工業(yè)潔凈室需要凈化的污染物主要是懸浮在空氣中的塵埃微粒;對于醫(yī)院病房、手術(shù)室、生物實(shí)驗(yàn)室等建筑,包括細(xì)菌、病毒在內(nèi)的空氣中的微生物把塵埃微粒作為載體附著,因此這一類生物潔凈室除對塵埃微粒凈化外,還應(yīng)控制微生物在空氣中的數(shù)量。
微粒的分類方法一般有以下幾種:一。按微粒的形成過程分1分散性微粒。固體或液體物質(zhì)在分裂、破碎、氣流、振蕩等作用下變成懸浮狀態(tài)而形成。其中固體分散性微粒是形狀不規(guī)則的粒子,或是由集結(jié)不緊、凝并松散的粒子組合形成的類球形粒子。2凝集性微粒。通過物質(zhì)的燃燒、升華和蒸汽凝結(jié)以及氣體反應(yīng)而形成。包括固態(tài)凝集性微粒和液態(tài)凝集性微粒。其中固態(tài)凝集性微粒是由數(shù)目較多的、有著規(guī)則結(jié)晶形狀或者球狀的原生粒子結(jié)成的松散集合體組成;液體凝集性微粒是比液態(tài)分散性微粒小得多、多分散性也小的粒子組成。二.按微粒的大小分,空氣中懸浮微粒的粒徑范圍一般為10-7~10-1cm,在這個(gè)范圍內(nèi),隨著微粒粒徑大小的變化,它的物理性質(zhì)和規(guī)律都將發(fā)生變化。1.可見微粒。微粒直徑為d >10μm,通過肉眼可以觀察到這些微粒。2.顯微微粒。微粒直徑為d =0.25~10μm,在普通顯微鏡下可以看見。3.超顯微微粒。微粒直徑為d <0.25μm,在超顯微鏡或電子顯微鏡下可以看見。
以上是人們按照觀察手段對微粒分類的習(xí)慣劃分方法。在ISO14644-1標(biāo)準(zhǔn)中,為了和空氣潔凈度相聯(lián)系,把0.1~0.5μm的粒子稱為微粒,把<1μm的粒子稱為超微粒子,把>0.5μm的粒子稱為大粒子。三.按微粒的來源分1.有機(jī)性微粒。如:植物纖維、動(dòng)物毛、發(fā)、角質(zhì)、皮屑、化學(xué)染料和塑料等。2.無機(jī)性微粒。如:金屬塵粒、礦物塵粒和建材塵粒。3.生物微粒。如:各種藻類、細(xì)菌、菌類、原生動(dòng)物和病毒等微生物。在這些微粒中,和空氣凈化關(guān)系最直接的是細(xì)菌、菌類(如真菌)和病毒。微生物不僅在空氣中,而且在水中、土壤中,在動(dòng)、植物的體內(nèi)和體表面都有生存。環(huán)境地點(diǎn)溫、濕度條件不同其微生物量不同。
空氣中的微生物主要附著在塵埃粒子上,微生物與其它污染物的最大區(qū)別在于它是有生命的,具有生長、繁殖及延續(xù)生物學(xué)全過程的能力。只要條件適宜就會(huì)通過細(xì)胞分裂繁殖生長。以細(xì)胞為例,在溫度、濕度適宜的條件下,一般每20~30分鐘就可分裂繁殖一次,其一晝夜的繁殖量可達(dá)216~24個(gè);微生物的另一個(gè)重要特征是生存能力強(qiáng)。許多微生物對惡劣環(huán)境有極強(qiáng)的抵抗力,可以耐高溫、高寒,還能抗陽光輻射和紫外線等。當(dāng)長期使用某一種殺菌劑后,有些細(xì)菌還會(huì)產(chǎn)生耐藥性。
在空氣凈化系統(tǒng)中使用空氣過濾器過濾塵埃時(shí),對菌類的過濾效率高于對塵埃的過濾效率,只要控制了潔凈室內(nèi)空氣的塵埃濃度,也就控制了細(xì)菌的濃度。這一推論奠定了在潔凈空調(diào)系統(tǒng)中可以使用空氣過濾器除塵并達(dá)到除菌目的的方向。
微粒的通俗分類1灰塵?包括所有固態(tài)分散性微粒。這類微粒在空氣中的運(yùn)動(dòng)受到重力、擴(kuò)散等多種因素的作用。是空氣潔凈技術(shù)中接觸最多的一種微粒,也稱為粉塵。這類微粒在工業(yè)區(qū)的空氣中含量較多。如水泥廠、鋼鐵廠、石料粉碎、礦物裝卸場等地點(diǎn)。2煙。包括所有固態(tài)凝集性微粒以及液態(tài)粒子和固態(tài)粒子因凝集作用而產(chǎn)生的微粒。還有從液態(tài)粒子過渡到結(jié)晶粒子而產(chǎn)生的微粒;“煙”通常是指由冶金過程形成的固體粒子氣溶膠。它是由熔融物質(zhì)揮發(fā)后生成的氣體物質(zhì)的氣凝物,在生成過程中總是伴有諸如氧化類的化學(xué)反應(yīng)。一般情況下,煙的微粒大小遠(yuǎn)在0.5μm以下(如燃煤、木材、燃油等物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的煙)。在空氣中主要呈布朗運(yùn)動(dòng),有相當(dāng)強(qiáng)的擴(kuò)散能力,在空氣中很難沉降。3霧。包括所有液態(tài)分散性微粒和液態(tài)凝集微粒?!办F”系指屬于氣體中液滴的懸浮體的總稱。其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)主要受斯托克斯定律支配。如SO2氣體產(chǎn)生的硫酸霧;因加熱和壓縮空氣的作用產(chǎn)生的油霧。4煙霧。包括所有液態(tài)和固態(tài)微粒,既含有分散性微粒又含有凝集性微粒。微粒大小從十分之幾微米到幾十微米。最典型的是工業(yè)區(qū)空氣中由煤粉塵、二氧化硫一氧化碳和水蒸汽所形成的結(jié)合體。如鋼鐵廠產(chǎn)生的氧化鐵煙霧。
表1-3?按微粒形成過程的分類
| 微粒分類 | 名?詞 | 粒徑/μm | 形成過程 |
| 固態(tài) | 灰塵(粉塵) | 100~1 | 固體物質(zhì)的粉碎、裝卸 |
| 凝結(jié)固體煙霧 | 1~0.1 | 燃燒、升華、蒸發(fā)或化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的蒸汽的凝結(jié) | |
| 煙 | 0.3~0.001 | 燃料燃燒 | |
| 液態(tài) | 靄(煙霧) | 100~1 | 蒸汽凝結(jié)、化學(xué)反應(yīng)、液體噴霧 |
| 霧 | 50~5 | 水蒸汽凝結(jié) |
我們所接觸的空氣都是處于氣溶膠的狀態(tài)。
氣溶膠粒子的性質(zhì)及在空氣中的懸浮狀態(tài)取決于以下因素:1.空氣的流動(dòng)速度。2.粒子的大小尺度和密度。3.粒子尺寸大小的分布。4.粒子的化學(xué)成分。5.空氣的粘性和空氣分子布朗運(yùn)動(dòng)影響。
在空氣靜止或在室內(nèi)空氣流速較小可以忽略狀態(tài)下,微粒的大小尺度和密度是影響顆粒重力沉降速度的主要因素。微粒的尺度增加,重力沉降速度增加,不容易形成氣溶膠;相反,小尺寸的微粒受空氣粘滯力和空氣分子布朗運(yùn)動(dòng)的影響,在空氣中容易產(chǎn)生擴(kuò)散。如果微粒的擴(kuò)散速度大于其重力沉降速度,微粒就可能處于懸浮狀態(tài)。有一部分微小的粒子也會(huì)由于相互間的碰撞而凝聚在一起。當(dāng)尺寸增大到一定程度時(shí),就可能沉降下來。因此,對空氣中微粒的評價(jià)和測定以及在選定空氣凈化系統(tǒng)時(shí),首先要涉及到微粒尺度大小的問題。除微小液滴粒子在空氣中成球形外,其它粒子為結(jié)晶狀、塊狀、針狀、片狀、線狀等形狀各異。因此必須對微粒的尺度給予確定。
“粒徑”的意義通常是指通過微粒內(nèi)部的某一個(gè)長度因次。
常用的粒徑有:定方向切線徑、投影最大線距、當(dāng)量直徑、沉降直徑等。
由于微粒形狀極不相同,按上述方法得到的粒徑,對于一個(gè)微粒群來說也是不一樣的。這在實(shí)際應(yīng)用中就很不方便。因此,必須確定一個(gè)能反映全部微粒特征的粒徑的平均數(shù)值。這就是“平均粒徑”。它是用特殊的方法表示全部微粒某種特征的一個(gè)假設(shè)的微粒直徑。
在一群微粒中,如果微粒大小的尺寸集中而為單一的尺寸或接近某一尺寸,這種微粒稱為單分散相微粒,其集中度最高。如果微粒大小尺寸分散,這種微粒稱為多分散相微粒,其集中度低。
粒徑分布曲線是指微粒按粒徑大小范圍分組后重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)(或頻率)所形成的關(guān)系曲線。
某一尺寸范圍粒子群的微粒占總體數(shù)量或重量的百分?jǐn)?shù)稱為粒子群的分散度。
微粒的統(tǒng)計(jì)分布1.按粒徑的正態(tài)分布和對數(shù)正態(tài)分布2.在雙對數(shù)紙上的粒徑分布3.按密度的分布
大氣塵是空氣凈化的直接處理對象,所謂大氣塵是指大氣中的懸浮微粒。既包含固體微粒也包含液體微粒的多分散氣溶膠。大氣塵的粒徑一般小于10μm。
1.自然發(fā)生源 如:海風(fēng)帶入空氣中的海鹽微粒、風(fēng)吹起的土壤微粒、植物花粉等;2.人為發(fā)生源?在人為發(fā)生源中,近代工業(yè)技術(shù)發(fā)展所造成的大氣污染占主要地位。如燃煤、燃油產(chǎn)生的灰分、SO2、煙霧等。
大氣塵的組成1.無機(jī)性非金屬微粒2.金屬微粒3.有機(jī)性微粒
大氣塵濃度1.計(jì)數(shù)濃度 以單位體積空氣中含有的塵粒個(gè)數(shù)表示,記作粒/升。2.計(jì)重濃度(質(zhì)量濃度)以單位體積空氣中含有的塵粒質(zhì)量表示,記作mg /m3。3.沉降濃度 以單位時(shí)間單位面積上自然沉降下來的塵粒個(gè)數(shù)或重量表示(粒/厘米2?時(shí)或噸/公里2?月)。4.粒徑顆粒濃度 單位體積空氣中含有的某一粒徑范圍內(nèi)的灰塵顆粒數(shù)(粒/m3或粒/升)。
我國大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095—82)區(qū)分了飄塵(指10μm以下的微粒)濃度和總懸浮微粒(T.S.P,指100μm以下的微粒)濃度,并規(guī)定飄塵濃度為參考指標(biāo)。把級別劃分為三級:一級標(biāo)準(zhǔn)?為保護(hù)自然生態(tài)和人群健康,在長期接觸情況下不發(fā)生任何危害影響的空氣質(zhì)量要求。二級標(biāo)準(zhǔn)?為保護(hù)人群健康和城市、鄉(xiāng)村的動(dòng)植物,在長期和短期接觸情況下不發(fā)生傷害的空氣質(zhì)量要求。三級標(biāo)準(zhǔn)?為保護(hù)人群不發(fā)生急、慢性中毒和城市一般動(dòng)植物(敏感者除外)正常生長的空氣質(zhì)量要求。
該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,國家規(guī)定的自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景游覽區(qū)、名勝古跡和療養(yǎng)地等為一類區(qū),執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)。
城市規(guī)劃中確定的居民區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū),文化區(qū)、名勝古跡和廣大農(nóng)村等為二類區(qū),執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)。
大氣污染程度比較重的城鎮(zhèn)、工業(yè)區(qū)及城市交通樞紐、干線等為三類區(qū),執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)。
由于大氣塵濃度值的大小直接影響人體健康,所以各國都有自己的大氣塵計(jì)重標(biāo)準(zhǔn)。很多國家都把0.2或0.15 mg/m3看成污染的濃度極限。
在空氣潔凈技術(shù)中,最常用的是以d≥0.5μm的微粒數(shù)量為準(zhǔn)的計(jì)數(shù)濃度。以最干凈的同溫層(距地表10km)來說,這樣的微粒約有20粒/升。
影響大氣塵濃度和分布的因素1.風(fēng)的影響在現(xiàn)代城市中大氣塵發(fā)生源的主要形式可分為點(diǎn)(煙囪等排放裝置)、線(機(jī)動(dòng)車密集的道路)和面(工業(yè)區(qū)),而起傳播污染作用的主要是風(fēng)。就大部分情況來說,由于污染物在大氣中的排放濃度與總排放量成正比,而與平均風(fēng)速成反比,所以風(fēng)速增加一倍,下風(fēng)側(cè)污染物濃度則可減少一半。濃度和風(fēng)速成反比。污染風(fēng)頻=定向盛行風(fēng)頻×全年平均風(fēng)速/定向盛行平均風(fēng)速2濕度的影響???廣義的大氣塵包括固態(tài)微粒和液態(tài)微粒兩部分。而粒徑從0.1μm直至0.001μm之間的微粒雖也屬于永久大氣塵的范圍,但是被專門叫做凝結(jié)核。
凝結(jié)核包括(1)溶解性凝結(jié)核:吸水性很強(qiáng)且能溶于水。如氯化鈉、硫酸鹽等;(2)吸濕性凝結(jié)核:不溶于水但能被水濕潤。如土壤粒子、礦石粒子、煙灰粒子等。
絕對濕度主要影響溶解性凝結(jié)核初始的吸濕,而凝結(jié)核進(jìn)一步的溶解和增大(后者包括非溶解性凝結(jié)核)則主要取決于相對濕度。
3.高度的影響一般是離地5~15米處的含塵濃度受地面影響較小,較穩(wěn)定。4.綠化的影響
綠化對降低大氣塵濃度有一定作用。根據(jù)研究,一般葉片寬大、平展、硬挺而風(fēng)吹不易晃動(dòng)、葉面粗糙多茸毛,總?cè)~量又大的樹木,有利于滯塵
要把固態(tài)或液態(tài)微粒從氣溶膠中分離出來,一般有以下四種方法;機(jī)械分離。電力分離.洗滌分離.過濾分離
阻隔性質(zhì)的微粒過濾器按微粒被捕集的位置可以分為兩大類:一類為表面過濾器,一類為深層過濾器。
深層過濾器又分為高填充率和低填充率(又稱為低空隙率和高空隙率)兩種。微粒的捕集發(fā)生在表面和層內(nèi)。填充率以α表示:
α=過濾層(纖維層)的比重/過濾材料(纖維)的比重
高填充率(α>0.2)深層過濾器結(jié)構(gòu)多樣。低填充率(α<0.2)深層過濾器有各種纖維填充層過濾器、薄層濾紙高效器和發(fā)泡性濾材過濾器等。
微粒的過濾過程劃分兩階段:第一階段稱為穩(wěn)定階段。在這個(gè)階段里,過濾器對微粒的捕集效率和阻力不隨時(shí)間而改變。而是由過濾器的固有結(jié)構(gòu),微粒的性質(zhì)和氣流的特點(diǎn)決定。在這個(gè)階段里,過濾器結(jié)構(gòu)由于微粒沉積等原因而引起的厚度上的變化是很小的。這一階段對于過濾器有重要意義。尤其是在空氣潔凈技術(shù)中。第二階段稱為不穩(wěn)定階段。在這個(gè)階段里,捕集效率和阻力不取決于微粒的性質(zhì),而是隨著時(shí)間的變化而變化。主要是隨著微粒的沉積、氣體的侵蝕、水蒸氣的影響等因素變化。這一階段和上一階段相比時(shí)間要長得多,對一般工業(yè)過濾器有決定意義。但在空氣潔凈技術(shù)中意義不大。
在纖維過濾器的第一階段過濾過程中,捕集微粒的作用有以下幾種:1.攔截效應(yīng)2.慣性效應(yīng)3.擴(kuò)散效應(yīng)4.重力效應(yīng)5.靜電效應(yīng)
影響纖維過濾器的效率有很多因素:1.微粒尺寸的影響當(dāng)粒徑由小到大時(shí),攔截和慣性效率逐漸增加2.微粒種類的影響過濾固態(tài)微粒比過濾液態(tài)效率要高。隨著濾速的增加,這種相態(tài)對效率的影響將逐漸減小。3.微粒形狀的影響球形微粒與纖維接觸時(shí),接觸表面比起不規(guī)則形狀的微粒來要小,因而不規(guī)則微粒與纖維接觸的幾率就大,沉積的幾率也隨之增大。4.纖維粗細(xì)和斷面形狀的影響當(dāng)纖維徑減小時(shí),捕集效率都增高5.過濾速度的影響①隨著濾速增加,擴(kuò)散效率下降。②隨著濾速增加,慣性效率上升③隨著濾速增加,攔截效率上升。④隨著濾速增加,總效率先是下降,然后上升。6.纖維填充率的影響當(dāng)纖維填充率提高以后,纖維層密實(shí)了,慣性效率和攔截效率都要提高。而此時(shí)纖維間的流速更快了,所以擴(kuò)散效率反而降低,不過總效率仍然提高了。但特別指出,此時(shí)阻力的增加比總效率的提高要快得多,所以通過提高纖維填充率α來提高效率并不是好辦法。7.氣流溫度的影響被過濾的氣流溫度升高,使微粒的擴(kuò)散系數(shù)提高,這就使亞微米微粒的擴(kuò)散效率提高了,可溫度升高后,氣體粘性變大,從而使依靠重力效應(yīng)和慣性效應(yīng)的大微粒的沉積效率降低了,同時(shí)也提高了過濾阻力。8.氣流濕度的影響被過濾的氣流濕度增加以后,使空氣的靜電效應(yīng)消失,布朗運(yùn)動(dòng)減弱。使微粒容易被氣流夾帶而穿透過濾層,從而降低了效率。(1)用苯酚——糠醛樹脂粘結(jié)的玻璃纖維濾紙進(jìn)行過濾細(xì)菌,發(fā)現(xiàn)細(xì)菌對未經(jīng)干燥的過濾器濾紙穿透深度,比干燥濾紙的穿透深度深。(2)用飽和水蒸汽通過玻璃纖維濾紙的過濾器時(shí),蒸汽中夾帶的鐵銹可穿透數(shù)層濾紙,而通過干燥空氣時(shí),僅在過濾器表面上發(fā)現(xiàn)鐵銹。9.氣流壓力的影響被過濾氣流壓力的降低,將使氣體密度減小,空氣分子自由行程變大,從而使擴(kuò)散系數(shù)和慣性參數(shù)增大。所以擴(kuò)散效率、慣性效率都有所增加。而對攔截效率影響不大。在溫度和壓力同時(shí)增加時(shí),由于壓力的增加比溫度的增加給予粘性的影響大得多,所以慣性效率下降。10.容塵量的影響隨著微粒在纖維表面的沉積,過濾器的容塵量不斷增加,開始了過濾器中的第二階段。灰塵在纖維上的沉積有如樹枝上的積雪,被稱為樹枝晶狀模型。過濾效率隨著容塵量的增加而增加。
在空氣凈化系統(tǒng)中,一般采用由粗效過濾器、中效過濾器、高效過濾器(或亞高效過濾器)組成的三級過濾方式。各級過濾器的作用是:粗(初)效過濾器:主要用以阻擋新風(fēng)所攜帶的10μm以上的沉降性微粒和各種異物進(jìn)入系統(tǒng)。中效過濾器:主要用以阻擋1~10μm的懸浮性微粒,以免其在高效過濾器表面沉降而很快將高效過濾器堵塞。高效過濾器(亞高效過濾器):主要用以過濾送風(fēng)中含量最多、用粗效過濾器和中效過濾器都不能或很難過濾掉的1μm以下的亞微米級微粒,以控制送風(fēng)系統(tǒng)關(guān)鍵的最后部位。
根據(jù)其不同測定方法的效率范圍來進(jìn)行分類。粗效過濾 器:宜用重量法測得的效率分類。中效過濾器:宜用比色法或濁度法測得的效率分類。高效過濾器:宜用計(jì)數(shù)法測得的效率分類。
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《空氣過濾器》和《高效空氣過濾器》規(guī)定,按過濾器性能劃分可分為粗效過濾器、中效過濾器、高中效過濾器、亞高效過濾器和高效過濾器
評價(jià)任何過濾器,最重要的特性指標(biāo)有四項(xiàng):面速和濾速、效率、阻力、容塵量。
面速和濾速:面速是指過濾器斷面上通過氣流的速度,以m/s表示。
式中:Q——風(fēng)量(m3/h)
F——過濾器截面積即迎風(fēng)面積(┫)
面速反映過濾器的通過能力和安裝面積。采用過濾器的面速越大,安裝過濾器所需的面積越小。
濾速是指濾料面積上的通過氣流的速度,以cm/s、L/┩2?min表示。
l/┩2?min
或????cm/s
式中:f——濾料凈面積(即去除粘結(jié)等占去的面積),m2。
濾速反映濾料的通過能力,特別是反映濾料的過濾性能。采用的濾速越低,一般說將獲得較高的效率。而過濾器允許的濾速越低,說明其濾料性能越差,阻力也大。
在特定的過濾器結(jié)構(gòu)條件下,統(tǒng)一反映面速和濾速的是過濾器的額定風(fēng)量。在相同的截面積下,希望允許的額定風(fēng)量越大越好,而在低于額定風(fēng)量下運(yùn)行,效率越高,阻力越低。
二、效率被過濾器除去的大氣塵含量與過濾器進(jìn)口大氣塵含量比值的百分?jǐn)?shù)稱為過濾器效率。表示效率的方法有計(jì)重效率、計(jì)數(shù)效率等。1.用過濾器進(jìn)出口氣流中的含塵濃度表示:
式中:G1、G2——過濾器進(jìn)出口氣流中微粒的重量或數(shù)量(mg/h或粒/h)
N1、N2——過濾器進(jìn)出口氣流中的含塵濃度(mg/m3或粒/h)
Q——通過過濾器的風(fēng)量(m3/h或升/h)
這種表示方法對于計(jì)重效率和計(jì)數(shù)效率都可以采用。
2.用進(jìn)入過濾器前氣流中的塵粒含量和過濾器捕集的塵粒量來表示。
G3——過濾器捕集到的塵粒重量(mg/h)
該方法僅在計(jì)重效率時(shí)采用,有些國家將由此方法求得的η稱為除塵率。
3.有過濾器所捕集到的塵粒數(shù)量和過濾器出口氣流中塵粒的含量來表示。
該方法也用于計(jì)重效率。
4.用各粒徑的分級效率表示
η=η1n1+…+ηnnn
式中:η1…ηn——各粒徑的分級效率,以小數(shù)表示。
n1…nn——各粒徑的微粒的含量占全體微粒的比例,以小數(shù)表示。
5.過濾器效率的其它檢測方法(《空氣調(diào)節(jié)》p220):
①比色法
②鈉焰法
③油霧法
④粒子計(jì)數(shù)法
三、穿透率;穿透率用K(%)表示:
K=(1-η)×100%???????()
例:現(xiàn)有兩個(gè)過濾器,其過濾效率分別為η1=0.9999,η2=0.9998,求其各自的穿透率。
K1=(1-η1)×100%=0.01%???????????????K2=(1-η2)×100%=0.02%
在上述結(jié)果中,兩個(gè)過濾器的過濾效率基本相等,兩者之間的差別已沒有實(shí)在意義。但換算成穿透率之后,則K2比K1大一倍。也就是說第二個(gè)過濾器穿透過來的微粒比第一個(gè)過濾器多一倍。
四、凈化系數(shù),凈化系數(shù)KC以穿透率的倒數(shù)表示
凈化系數(shù)表示經(jīng)過濾器以后微粒降低的程度。K=0.01%時(shí),KC=100/0.01=104
說明過濾器前后的微粒濃度相差一萬倍。
從以上內(nèi)容可以看出穿透率和凈化系數(shù)同是效率的表現(xiàn)形式。
五、阻力,過濾器阻力由兩部分組成:一是濾料的阻力,二是過濾器結(jié)構(gòu)的阻力。
Δp=Δp1+Δp2
=Av+Bun
v——濾速(cm/s)
u——面速(m/s)
空氣凈化系統(tǒng)的過濾器阻力在系統(tǒng)的總阻力損失中占有相當(dāng)大的比例,對系統(tǒng)的能耗有重要影響。任何過濾器的阻力均隨容塵量的增加而增加。也就是說隨著過濾器運(yùn)行時(shí)間的延長,過濾器積塵使阻力逐漸增大。人們習(xí)慣把過濾器沒有積塵時(shí)的阻力稱為初阻力,把需要更換時(shí)的阻力稱為終阻力。為保證系統(tǒng)的風(fēng)量能保持在正常運(yùn)行條件,一般取過濾器初阻力的兩倍作為終阻力,并按此選擇風(fēng)機(jī)。
六、容塵量,在額定風(fēng)量下,過濾器的阻力達(dá)到終阻力時(shí),其所容納的塵??傎|(zhì)量稱為該過濾器的容塵量。由于濾料的性質(zhì)不同,粒子的組成、形狀、粒徑、密度、粘滯性及濃度的不同,因此過濾器的容塵量也有較大的變化范圍。
過濾器的容塵量是和使用期限有直接關(guān)系的指標(biāo)。一般將運(yùn)行中的過濾器終阻力達(dá)到初阻力的二倍或效率下降到初始效率的85%以下時(shí)(一般對于預(yù)過濾器來說)過濾器上沉積的灰塵重量,作為該過濾器的容塵量。
七、過濾器的串聯(lián)效率,在空氣凈化系統(tǒng)中,為保證空氣的凈化效果,過濾器一般都串聯(lián)使用。其串聯(lián)后的總效率為:
η=1-(1-η1)(1-η2)…(1-ηn)
或:η=1-P1P2……Pn
同一過濾器采用不同的檢測方法其效率值是不同的,因此應(yīng)特別注意,采用上述公式計(jì)算時(shí),必須用同一種方法測定的各過濾器效率值。同時(shí),應(yīng)考慮經(jīng)前級過濾后。由于進(jìn)入次級過濾器的塵粒粒徑分布頻數(shù)的變化對次級過濾器效率的影響。
所謂環(huán)境,是人或某種對象物所處的空間。就環(huán)境而言,可以是室外環(huán)境,也可以是室內(nèi)環(huán)境,或是某一局部空間環(huán)境。后兩者也可稱為微環(huán)境。空氣潔凈技術(shù)就是研究微環(huán)境的污染控制技術(shù),就是建立潔凈環(huán)境的技術(shù)。
空氣潔凈度是指潔凈環(huán)境中空氣含塵量多少的程度??諝夂瑝m濃度高則潔凈度低,空氣含塵濃度低則潔凈度高。
二、氣流速度在潔凈室內(nèi),一方面是送入潔凈空氣對室內(nèi)污染空氣進(jìn)行稀釋,另一方面是加速排出室內(nèi)濃度高的污染空氣,所以潔凈室內(nèi)空氣的流速既要有一定的速度,才能防止其他因素(如熱流)的擾亂,但又不能太大,流速太大將使室內(nèi)積塵飛揚(yáng),造成新的污染。
三、壓力,對于大部分潔凈室,為了防止外界污染侵入,需保持室內(nèi)壓力(靜壓)高于外部的壓力(靜壓),壓力差的維持一般應(yīng)符合以下原則:1.潔凈空間的壓力要高于非潔凈空間的壓力。2.潔凈度級別高的空間的壓力要高于相鄰的潔凈度級別低的空間的壓力。3.相通潔凈室之間的門要開向潔凈度級別高的房間。
《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定;不同等級的潔凈室以及潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的靜壓差,應(yīng)不小于4.9Pa。潔凈區(qū)與室外的靜壓差,應(yīng)不小于9.8 Pa。
潔凈室維持不同的正壓值所需的正壓風(fēng)量,宜按下式計(jì)算:
Q=a?Σ(q l)?????????m3/h
a——根據(jù)維護(hù)結(jié)構(gòu)的氣密性確定的安全系數(shù),一般取a=1.1~1.2
q——潔凈室為某一正壓值時(shí),其維護(hù)結(jié)構(gòu)單位長度縫隙的漏風(fēng)量,m3/h?m。
l——維護(hù)結(jié)構(gòu)的縫隙長度,m。
對于生物學(xué)潔凈室,為了防止危險(xiǎn)的微生物從操作或研究對象散發(fā)到控制空間以外而造成污染,需保持內(nèi)部的壓力低于外部的壓力。一般根據(jù)生物學(xué)危險(xiǎn)級別來確定負(fù)壓的程度。
四、溫、濕度。潔凈空間的溫、濕度主要是根據(jù)工藝要求來確定的。在滿足工藝要求的條件下,應(yīng)考慮人的舒適感。
溫度對生產(chǎn)工藝的影響,主要是從產(chǎn)品精度和合格率來考慮的。另一方面也從污染角度考慮。因?yàn)闇囟壬吆?,?huì)引起人出汗,汗水會(huì)對產(chǎn)品產(chǎn)生污染。
濕度過高產(chǎn)生的問題也很多,如相對濕度超過55%以后,冷卻水管壁面上會(huì)結(jié)露。如果發(fā)生在精密裝置或電路中,就會(huì)引起各種事故。相對濕度在50%時(shí)易生銹。
此外,濕度太高會(huì)使物體表面的灰塵難以清除。但是相對濕度低于30%時(shí),又由于靜電力的作用使粒子也容易吸附于物體表面,在半導(dǎo)體生產(chǎn)車間,靜電會(huì)使半導(dǎo)體器件發(fā)生擊穿。所以,在潔凈室內(nèi)應(yīng)對溫、濕度加以控制。
人體舒適感一般與下列因素有關(guān):空氣溫濕度,吹過人體的空氣速度、所在空間內(nèi)各種表面溫度、人的活動(dòng)強(qiáng)度、生活習(xí)慣、衣著情況、年齡、性別等。
等效溫度,是對應(yīng)于相對濕度φ=50%,空氣流速v=0.15m/s時(shí)的空氣溫度,此時(shí)的空氣溫度有許多個(gè)。這許多個(gè)溫度的集合叫等效溫度。
在《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定:生產(chǎn)工藝無溫、濕度要求時(shí),潔凈室溫度為20~26℃,濕度為70%。
五、空氣新鮮度1.有害氣體在潔凈室中除了含有CO2外,還有因生產(chǎn)工藝的不同含有其他各種有害氣體,因此必須使這些有害氣體含量控制在一定范圍內(nèi)。2.臭味空氣中的氣味主要是針對臭味而言的,沒有物理量的評價(jià)方法。一般用感覺性等級來評價(jià)臭味強(qiáng)度。3.空氣離子
空氣離子一般分為小離子、中離子、大離子三類。①.空氣離子的生物作用;空氣離子對人體有一定的的生物作用,一般表現(xiàn)在可以降低血壓、抑制哮喘、對神經(jīng)系統(tǒng)有鎮(zhèn)靜作用、并能使使恢復(fù)疲勞。②.空氣離子對室內(nèi)氣候的作用1)使充電表面中性化。2)使微粒加速沉降。
在空氣潔凈系統(tǒng)中,除用換氣次數(shù)來保證空氣的新鮮度外,《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定取下列風(fēng)量的最大值:?亂流潔凈室總送風(fēng)量10%~30%,層流潔凈室總送風(fēng)量2~4%?補(bǔ)償室內(nèi)排風(fēng)和保持室內(nèi)正壓值所需的新鮮空氣量。?保證室內(nèi)每人每小時(shí)的新鮮空氣量不小于40m3。
衡量潔凈室噪聲的主要指標(biāo)是:1.煩惱效應(yīng)由于噪聲,使人感到不安寧而產(chǎn)生煩惱情緒,一般分為極安靜、很安靜、較安靜、稍嫌吵鬧、比較吵鬧和極吵鬧7個(gè)煩惱等級。凡反應(yīng)水平屬于很吵鬧和極吵鬧者,即為高煩惱。2.對工作效率的影響主要看三方面的反應(yīng)水平:
集中精神、動(dòng)作準(zhǔn)確性、工作速度。3.對綜合通訊的干擾主要分為:清楚或滿意、稍困難、困難、不可能。
在《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》中,對噪聲做了如下規(guī)定:動(dòng)態(tài)測試時(shí),不超過70dB(A),最高不超過75dB(A),空態(tài)測試時(shí),亂流潔凈室不超過60dB(A),層流潔凈室http://m.gxshunjiang.com/不超過65dB(A)。
照明方式:一般照明、局部照明、混合照明(混合照明為一般照明和局部照明合成的照明)。
潔凈空調(diào)的基本概念潔凈空調(diào)是空調(diào)工程中的一種,它不僅對室內(nèi)空氣的溫度、濕度、風(fēng)速有一定的要求,而且對空氣中的含塵粒數(shù)、細(xì)菌濃度等都有較高的要求,為此相應(yīng)的技術(shù)稱為空氣潔凈技術(shù)。對空氣溫度、濕度、潔凈度、壓力、噪聲等參數(shù)根據(jù)需要都進(jìn)行控制的密閉性較好的空間稱為潔凈室。
潔凈空調(diào)與一般空調(diào)的區(qū)別1、主要參數(shù)控制一般空調(diào)側(cè)重溫度、濕度、空氣新鮮度的控制,而潔凈空調(diào)除此之外還要求控制室內(nèi)空氣的含塵量、風(fēng)速、換氣次數(shù)等。2、空氣過濾措施一般空調(diào)只有粗效過濾、一級過濾,要求較高的有粗效、中效二級過濾,而潔凈空調(diào)要求有粗、中、高效三級過濾,在有些潔凈室中,還設(shè)有濾毒吸附過濾。3、室內(nèi)壓力要求一般空調(diào)對室內(nèi)空氣無特殊要求,而潔凈空調(diào)為避免外界污染空氣的滲入或不同生產(chǎn)車間不同物質(zhì)的相互影響,對不同潔凈區(qū)的正壓值均有不同的要求,在負(fù)壓潔凈室內(nèi)尚有負(fù)壓值的控制要求。4、潔凈空調(diào)系統(tǒng)材料和設(shè)備的選擇要求?潔凈空調(diào)系統(tǒng)材料和設(shè)備的選擇、加工工藝、加工安裝環(huán)境、設(shè)備部件儲存環(huán)境,為避免被外界污染,均有特殊的要求,為也是一般空調(diào)系統(tǒng)所沒有的。5、對系統(tǒng)氣密性的要求一般空調(diào)系統(tǒng)對系統(tǒng)氣密性、滲氣量雖有要求,但潔凈空調(diào)系統(tǒng)的要求更高,其檢測手段、各工序的標(biāo)準(zhǔn)均有嚴(yán)格措施及測試要求。6、對建筑和其它專業(yè)的要求一般空調(diào)房間對建筑布局、熱工等方面有要求,但對選材及氣密性要求不是很注重,而潔凈空調(diào)對建筑質(zhì)量的評價(jià),除一般建筑的外觀等要求外,還對防塵、防起塵、防滲漏有嚴(yán)格要求。
潔凈空調(diào)系統(tǒng)為了使?jié)崈羰覂?nèi)保持所需要的溫度、濕度、風(fēng)速、壓力和潔凈度等參數(shù),最常用的方法是向室內(nèi)不斷送入一定量經(jīng)過處理的空氣,以消除潔凈室內(nèi)外各種熱濕干擾及塵埃污染。為獲得送入潔凈室具有一定狀態(tài)的空氣,就需要一整套設(shè)備對空氣進(jìn)行處理,并不斷送入室內(nèi),又不斷從室內(nèi)排出一部分來,這一整套設(shè)備就構(gòu)成了。
潔凈空調(diào)系統(tǒng)所用的設(shè)備按作用大致分為三類:1、加熱或冷卻、加濕或去濕以及凈化設(shè)備;2、將處理后的空氣送入各潔凈室并使之循環(huán)的空氣輸送設(shè)備及其管路;3、向系統(tǒng)提供熱量、冷量的熱、冷源及其管路系統(tǒng)。
潔凈空調(diào)系統(tǒng)一般分為三大類:1、集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)在系統(tǒng)內(nèi)單個(gè)或多個(gè)潔凈室所需的凈化空調(diào)設(shè)備都集中在機(jī)房內(nèi),用送風(fēng)管道將潔凈空氣配給各個(gè)潔凈室。2、分散式潔凈空調(diào)系統(tǒng)在系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)潔凈室分別單獨(dú)設(shè)置凈化設(shè)備或凈化空調(diào)設(shè)備。3、半集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)在這種系統(tǒng)中,既有集中的凈化空調(diào)機(jī)房,又有分散在各潔凈室內(nèi)的空氣處理設(shè)備。是一種集中處理和局部處理相結(jié)合的形式。
一、集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn):1、在機(jī)房內(nèi)對空氣集中處理,進(jìn)而送進(jìn)各個(gè)潔凈室。2、由于設(shè)備集中于機(jī)房,對噪聲和振動(dòng)較容易處理。3、一個(gè)系統(tǒng)控制多個(gè)潔凈室,要求各潔凈室同時(shí)使用系數(shù)高。4、集中處理后的潔凈空氣送入各潔凈室,以不同的換氣次數(shù)和氣流形式來實(shí)現(xiàn)各潔凈室內(nèi)不同的潔凈度。
二、集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)的適用情況集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)適用于工藝生產(chǎn)連續(xù)、潔凈室面積較大、位置集中,噪聲和振動(dòng)控制要求嚴(yán)格的潔凈廠房。
三、集中式潔凈空氣系統(tǒng)的形式1、直流式系統(tǒng)所處理的空氣全部來自室外,處理后送入室內(nèi),然后又全部排出室外。該系統(tǒng)方式冷、熱量消耗最大,工程投資和運(yùn)行費(fèi)用較高,當(dāng)潔凈室內(nèi)散發(fā)大量的有害氣體,而局部排風(fēng)不能解決時(shí),采用該方式。2.封閉式該系統(tǒng)所處理的空氣全部來自空調(diào)房間本身,循環(huán)往復(fù)。當(dāng)潔凈室內(nèi)無人長期逗留,僅僅為存放或?yàn)楸WC精密儀器正常運(yùn)行,或一些無需從外界獲得新鮮空氣的特殊場合,可以采用封閉式系統(tǒng)。封閉式系統(tǒng)沒有室外新風(fēng),系統(tǒng)消耗冷、熱量最少,但衛(wèi)生條件最差。3.混合式該系統(tǒng)不僅吸取一部分室外新風(fēng),而且還利用一部分回風(fēng),根據(jù)回風(fēng)形式有一次回風(fēng)和二次回風(fēng)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)既能滿足衛(wèi)生要求,又經(jīng)濟(jì)合理,應(yīng)用最為廣泛。
半集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng),是一種把空氣集中處理和局部處理結(jié)合的系統(tǒng)形式,它既有象分散式系統(tǒng)那樣,各潔凈室能就地回風(fēng)而避免往返輸送,又有象集中式系統(tǒng)那樣按需要供給各潔凈室經(jīng)空調(diào)處理到一定狀態(tài)的新風(fēng),有利于潔凈空氣參數(shù)的控制。
另一方面,隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展,人們對潔凈室要求也不同了。人們希望在一個(gè)潔凈室內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同潔凈度分區(qū)控制。因此,出現(xiàn)了半集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng),如:隧道式或管道式潔凈空調(diào)系統(tǒng)。
具有熱、濕處理能力的末端裝置的半集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)1.當(dāng)系統(tǒng)的潔凈室內(nèi)熱、濕負(fù)荷較大;2.各潔凈室間負(fù)荷差異較大;3.或各潔凈室使用時(shí)間不一;4、或各潔凈室間避免互相污染。
二、單純凈化作用的末端裝置具有單純凈化作用的末端裝置系統(tǒng),在半集中潔凈空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用最多。大多數(shù)改建工程都采用這種形式。當(dāng)對原有普通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行凈化改造時(shí),在原空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)增設(shè)過濾設(shè)備
潔凈室的主要功能是:1.防止灰塵產(chǎn)生;2.阻止灰塵進(jìn)入;3.把已有灰塵一次有效地排出去。
從氣流組織上看,潔凈室的氣流組織可分為三大類:一、亂流潔凈室包括:過濾器(或過濾器機(jī)組)頂送;帶擴(kuò)散風(fēng)口過濾器頂送;局部孔板頂送;局部阻尼層頂送;雙層壁回風(fēng)頂送;風(fēng)口側(cè)送;風(fēng)口斜送;散流器頂送;擴(kuò)散誘導(dǎo)風(fēng)口頂送。三、局部層流潔凈室1.局部層流(垂直式,水平式)2.亂流加潔凈工作臺式3.亂流加局部層流式4.工作臺隧道式5.隧道潔凈室式6.潔凈管道式
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地面滿布格; 柵(孔板)回風(fēng)式; 兩側(cè)下回風(fēng)式; 周邊壓出式; 2.垂直層流 兩側(cè)雙層壁回風(fēng)式; 頂棚滿布過濾器送風(fēng)式; 全孔板送風(fēng)式; 頂棚滿布阻尼層送風(fēng)式。 |
二、層流(平行流)潔凈室
直回式;
隧道式;
一側(cè)回式;
雙側(cè)回式;
1.水平層流???雙層壁雙側(cè)回式;
上回式;
對送中間回式;
一字形串聯(lián)式;
往復(fù)式串聯(lián)。
一、亂流式氣流組織特點(diǎn)
1.亂流式氣流組織是依靠氣流的混合稀釋作用,把室內(nèi)塵粒逐漸排出去,直至達(dá)到平衡。
2.由于氣流為亂流,室內(nèi)發(fā)生的塵??上蛉我稽c(diǎn)擴(kuò)散,所以濃度分布能較快均勻,同時(shí)換氣次數(shù)增大到一個(gè)界限時(shí),室內(nèi)含塵濃度不會(huì)再有明顯下降,而能達(dá)到的空氣潔凈度級別有一個(gè)界限,大約在1000級以下。當(dāng)發(fā)塵量很少時(shí),也可能達(dá)到更高級別,但較難維持。
二、潔凈室設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、保持正壓①加壓空氣量??潔凈室內(nèi)加壓空氣量主要決定于滲漏風(fēng)量,若以換氣次數(shù)表示加壓風(fēng)量,可參考表7—1,在概算時(shí),換氣次數(shù)取2-3次。
②加壓控制???加壓程度要考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,開門是否方便等因素,一般控制和鄰室壓差在5-20Pa(0.5-2 mmH2O)范圍內(nèi)。2、局部發(fā)塵的控制,由于亂流潔凈室內(nèi)氣流是亂流,塵粒可以擴(kuò)散到室內(nèi)任何地點(diǎn)。如果局部地點(diǎn)發(fā)塵,對發(fā)塵點(diǎn)不加以控制,就會(huì)影響全室。即使增加換氣次數(shù),效果也不會(huì)很明顯,因此最好的辦法是從局部氣流組織的處理上著眼,即對局部發(fā)塵設(shè)備加以圍擋和局部排風(fēng)。
如果是產(chǎn)生有毒有害氣體的場合,除控制氣流組織外,還應(yīng)對排風(fēng)進(jìn)行處理,達(dá)到環(huán)保要求后再排出室外。
一、層流氣流組織特點(diǎn)層流氣流是主方向氣流,幾乎沒有橫向之間的摻混和擾動(dòng),就整個(gè)潔凈室而言,層流氣流成為一個(gè)“活塞”,可以迅速排除室內(nèi)的污染空氣。由于是層流,所以,污染從發(fā)塵到排出,也大體是順著氣流方向進(jìn)行的,較少被稀釋,一旦有污染發(fā)生,在其下風(fēng)側(cè)的污染可能性就比亂流氣流大得多。
二、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題1.防止過濾器漏塵2.確保室內(nèi)送風(fēng)氣流的均勻①提高室內(nèi)送風(fēng)過濾器的滿布率②提高送風(fēng)速度的均勻程度
造成送風(fēng)速度不均勻的原因有:過濾器阻力不均勻;靜壓箱內(nèi)壓力不均勻;向靜壓箱送風(fēng)的管道內(nèi)風(fēng)速太大。為克服上述送風(fēng)速度不均勻現(xiàn)象可采取以下措施:a、嚴(yán)格選用高效過濾器,使每臺阻力相差在±10Pa之內(nèi);b、過濾器下方設(shè)阻尼層,甚至設(shè)阻力不均勻的阻尼層;c、加大靜壓箱高度,一般希望大于800mm;d、改集中風(fēng)管給靜壓箱送風(fēng)為分散風(fēng)管進(jìn)風(fēng)或兩側(cè)進(jìn)風(fēng)。③提高回風(fēng)速度的均勻程度
造成回風(fēng)速度不均勻的原因有:a、地面回風(fēng)溝出口風(fēng)速太大;b、回風(fēng)隔柵阻力太??;c、集中回風(fēng);
誘導(dǎo)現(xiàn)象是指和層流流動(dòng)方向不同的氣流,把室內(nèi)發(fā)生的塵埃或附近污染區(qū)的塵埃引導(dǎo)到上風(fēng)側(cè)的現(xiàn)象,從而有可能由層流氣流將這些塵埃帶到下風(fēng)側(cè),附著于操作區(qū)表面。
產(chǎn)生誘導(dǎo)的原因及消除辦法①過濾器與墻壁之間的盲區(qū),是產(chǎn)生誘導(dǎo)的一個(gè)原因,為了避免誘導(dǎo)現(xiàn)象,這一盲區(qū)寬度應(yīng)控制在100mm左右。②在層流和亂流潔凈室之間的隔墻和頂棚未完全封死而留有間隙和通道,則因?qū)恿鳚崈羰绎L(fēng)速大,可發(fā)生從亂流潔凈室向?qū)恿鳚崈羰业恼T導(dǎo)。
③在亂流潔凈室部分和層流潔凈室部分無間隔時(shí),如潔凈隧道,在界面附近產(chǎn)生誘導(dǎo),使該處氣流紊亂,含塵濃度上升。④相應(yīng)的消除誘導(dǎo)的辦法是設(shè)圍擋壁,加緩沖層和空氣幕。
潔凈室的設(shè)計(jì)原則1潔凈室設(shè)計(jì)必須執(zhí)行國家、地區(qū)、部門和行業(yè)有關(guān)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)定。2設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求,因地制宜,區(qū)別對待。3土建、采暖、通風(fēng)、空調(diào)、凈化、給排水、動(dòng)力、照明所有各專業(yè)必須共同協(xié)作,相互配合。4設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到生產(chǎn)發(fā)展,工藝變更引起潔凈室改造的可能性和方便性。5.設(shè)計(jì)必須盡量壓縮和減少非生產(chǎn)面積及輔助生產(chǎn)面積,以降低投資。6根據(jù)工藝要求,實(shí)事求是地確定潔凈室的潔凈度級別。
系統(tǒng)方案的確定1、凈化系統(tǒng)的劃分,凡屬下列情況之一者,一般分開設(shè)置凈化系統(tǒng)。(1)平行流潔凈室與亂流潔凈室。(2)高效空氣凈化系統(tǒng)和中效空氣凈化系統(tǒng)。(3)運(yùn)行班次和使用時(shí)間不同的潔凈室。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):(1)潔凈室面積、凈高、位置和消聲、減振等要求,經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后,確定系統(tǒng)形式。一般情況下,與面積較大、凈高較高、位置集中和消聲減振要求嚴(yán)格的潔凈室采用集中式系統(tǒng),反之,可采用分布式系統(tǒng)。(2)當(dāng)工藝無特殊要求時(shí),在保證新鮮空氣量和潔凈室正壓條件下,凈化系統(tǒng)要盡量利用回風(fēng)。(3)當(dāng)潔凈室使用劇毒溶液或易燃、易爆物品時(shí),要根據(jù)具體情況采取事故排風(fēng)措施或防火措施(如設(shè)風(fēng)道防火閥)(4)凈化系統(tǒng)設(shè)置消聲器時(shí),要注意消聲器的產(chǎn)塵和積塵。盡量選用氣流暢通、阻力小的管式火片式消聲器。
消聲器的位置一般設(shè)在中效過濾器之前的送風(fēng)總管和回風(fēng)總管上。
3、潔凈室內(nèi)產(chǎn)生粉塵和有害氣體的工藝設(shè)備,應(yīng)設(shè)局部排風(fēng)裝置,排風(fēng)口的操作面積應(yīng)盡量小,以減少排風(fēng)量。
排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下幾點(diǎn):(1)兩個(gè)凈化系統(tǒng)的局部排風(fēng)點(diǎn),一般不能共享一個(gè)局部排風(fēng)系統(tǒng)。
(2)當(dāng)局部排風(fēng)系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí),為防止空氣倒灌,可在風(fēng)機(jī)吸入段設(shè)置中效過濾器或止回閥。(3)要注意消聲問題,若設(shè)置消聲器,要設(shè)在排風(fēng)系統(tǒng)的吸入段上。(4)盡量減少排風(fēng)量。(5)有害氣體濃度高于國家有關(guān)規(guī)定的,排放時(shí)要處理。
設(shè)置值班風(fēng)機(jī)?一般情況下,潔凈室可不設(shè)值班風(fēng)機(jī),當(dāng)工藝要在非生產(chǎn)時(shí)間潔凈室仍要維持一定的潔凈度時(shí),可設(shè)值班風(fēng)機(jī),其送風(fēng)量按維持潔凈室正壓所需的風(fēng)量考慮。
輔助房間一般都采取一定的凈化設(shè)施。實(shí)際工程中多數(shù)采用經(jīng)粗效過濾器、溫、濕度處理和中效過濾器的送回風(fēng)方式,或利用潔凈室的回風(fēng)。輔助房間內(nèi)的潔凈度一般不高于潔凈區(qū)內(nèi)最低潔凈度級別的潔凈室、衛(wèi)生間、洗手間內(nèi)一般要設(shè)排風(fēng)裝置。
人、物凈化方案
潔凈室內(nèi)設(shè)置人身凈化、物料凈化用室。人身凈化用室的入口處,應(yīng)設(shè)凈鞋器。存外衣和潔凈工作室應(yīng)分別設(shè)置。進(jìn)入潔凈室的設(shè)備和其它物品,均要進(jìn)行吸塵和擦拭。盥洗室應(yīng)設(shè)吸手和烘干設(shè)備。潔凈區(qū)不得設(shè)廁所??諝獯盗苁覒?yīng)設(shè)在潔凈區(qū)人員入口處,并與潔凈工作服室相鄰,當(dāng)為100級垂直層流潔凈室時(shí),可改設(shè)氣閘室,不必吹淋。
一般潔凈室人身凈化程序潔凈度級別高時(shí)為兩次換鞋兩次更衣方案.潔凈度級別低時(shí)為兩次換鞋一次更衣方案或一次換鞋更衣方案。
物品凈化與消毒潔凈室的設(shè)備和物料出入口,應(yīng)根據(jù)設(shè)備和物料的性質(zhì)、形狀等特征設(shè)置物料凈化用室及其設(shè)施,物料用室的布置,應(yīng)防止凈化后物料在傳遞過程中的被污染。對進(jìn)入無菌室內(nèi)的物品,均應(yīng)進(jìn)行消毒滅菌。
一、送風(fēng)量計(jì)算
1.??????層流潔凈室
層流潔凈室的送風(fēng)量一般按室內(nèi)斷面風(fēng)速v決定:100級垂直層流潔凈室v≮0.25m/s,水平層流潔凈室v≮0.35m/s
2.??????亂流潔凈室
一般按換氣次數(shù)n估算:1000級潔凈室n≮50次/h
10000級潔凈室n≮25次/h
100000級潔凈室n≮15次/h
二、排風(fēng)量計(jì)算
潔凈室內(nèi)產(chǎn)生有害物的工藝操作,通常在通風(fēng)柜內(nèi)進(jìn)行,其排風(fēng)量L(m3/n)按下式計(jì)算:
L=3600v(A×B)
A×B——操作孔(工作口)的有效m2
v——操作孔(工作口)的斷面風(fēng)速m/s
v按以下數(shù)值?。簾o毒有害氣體0.3~0.5m/s
有毒有害氣體0.7~1.0m/s
劇毒有害氣體1.2~1.5m/s
三、新風(fēng)量計(jì)算
空氣凈化系統(tǒng)的新風(fēng)量在滿足衛(wèi)生要求的條件下,還用以維持正壓,局部排風(fēng)以及補(bǔ)充系統(tǒng)漏風(fēng)。
從衛(wèi)生角度考慮,主要用以稀釋空氣中的有害氣體和氣味。平衡以后的稀釋空氣量為:
Q=
式中:L——室內(nèi)發(fā)生的有害氣體量(米3/時(shí))
c——大氣中該有害氣體濃度(升/米3)
co——控*的該有害氣體濃度(升/米3)
對于經(jīng)常而又較多地產(chǎn)生有害氣體地潔凈室,應(yīng)根據(jù)國家有關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),確定上述各量。對于一般潔凈室,則主要以CO2為準(zhǔn)。
《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)定》:
潔凈室內(nèi)應(yīng)保證一定的新鮮空氣量,其數(shù)值取下列風(fēng)量中的最大值:
①????亂流潔凈室為總送風(fēng)量的10%~30%
層流潔凈室為總送風(fēng)量的2~4%
②????補(bǔ)償室內(nèi)的排風(fēng)和保持室內(nèi)正壓值所需的新鮮空氣量。
③????保證室內(nèi)每人每小時(shí)的新鮮空氣量不小于40m3。
四、潔凈室正壓計(jì)算
1.縫隙法:
潔凈室維持不同正壓值所需風(fēng)量Q(m3/h),按下式計(jì)算:
Q=a?Σ(q?L)
a——根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)氣密性確定的安全系數(shù),取1.1~1.2
q——當(dāng)潔凈室為某一正壓值時(shí),其維護(hù)結(jié)構(gòu)單位長度縫隙的漏風(fēng)量m3/h,m(見表5—4)
L——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的縫隙長度m。
2.?換氣次數(shù)法
設(shè)計(jì)時(shí)正壓風(fēng)量可根據(jù)正壓值和房間換氣次數(shù)確定(見下表)
五、室內(nèi)計(jì)算參數(shù)的確定
1、潔凈室內(nèi)的計(jì)算溫、濕度應(yīng)符合下列規(guī)定:滿足工藝使用要求。當(dāng)生產(chǎn)工藝無溫、濕度要求時(shí),潔凈室溫度為20~26℃(冬季取下限,夏季取上限)濕度小于70%.人員凈化用室和生活用室溫度為16~28℃。(冬季取下限,夏季取上限)
2、大氣塵濃度對于高效空氣凈化系數(shù),為了在任何室外條件下,(除去極嚴(yán)重污染的特殊情況)都能保證潔凈室的安全,設(shè)計(jì)大氣塵濃度取。對于中效空氣凈化系統(tǒng),由于潔凈室含塵濃度受大氣塵濃度影響很大,按M=106粒/升設(shè)計(jì),是很不經(jīng)濟(jì)的,所以可按分區(qū)方法取不同值:
工業(yè)城市(污染地區(qū))3×105粒/升(0.3~1mg/m3)
工業(yè)城市郊區(qū)(中間地區(qū))2×105粒/升(0.1~0.3mg/m3)
非工業(yè)區(qū)或農(nóng)村(清潔地區(qū))1×105粒/升(0.1mg/m3)
3、室內(nèi)單位容積發(fā)塵量
l?????人靜止(或基本靜止)時(shí):
Gm=0.4×105(+)
式中:0.4×105——人體單位容積發(fā)塵量,粒/m3?分
P——室內(nèi)人數(shù)
F——室面積
β——相當(dāng)于1個(gè)人靜止發(fā)塵量時(shí)的建筑平米數(shù),一般β=8
l?????人動(dòng)作時(shí):
一般認(rèn)為,一個(gè)人在室內(nèi)活動(dòng)時(shí)的發(fā)塵量為其靜止時(shí)的5倍(平均值),則:
Gn=2×105(+)
式中:β=40
六、潔凈度的計(jì)算
1、均勻分布理論法
設(shè)亂流潔凈室如右圖所示,圖中:
Nt:某時(shí)間t(min)的室內(nèi)含塵濃度,粒/L(回風(fēng)含塵濃度)
N:室內(nèi)穩(wěn)定含塵濃度,粒/L
No:室內(nèi)原始含塵濃度,即t=0時(shí)的含塵濃度,粒/L
V:潔凈室容積,m3
n:換氣次數(shù)。次/n
G:室內(nèi)單位容積發(fā)塵量。粒/m3?min
M:大氣含塵濃度。粒/L
S:回風(fēng)量對于全風(fēng)量之比。
η1:初級過濾器效率。
η2:中間過濾器效率。
η3:末級過濾器效率。
新風(fēng)道路上過濾器的總效率為ηn
ηn=1-(1-η1)(1-η2)(1-η3)
回風(fēng)道路上過濾器的總效率為ηr
ηr=1-(1-η2)(1-η3)
當(dāng)t時(shí),穩(wěn)定的含塵濃度N為;
N=
2、不均勻分布理論法
潔凈室含塵濃度Nv(粒/L)為:
N=
式中:Ns:Nt?S(1-ηr)+M(1-S)(1-ηn)
由于Nt比M小得多,所以
Ns≈M(1-S)(1-ηn)
式中:
G:單位容積發(fā)塵量,粒/m3,m?min
n:根據(jù)均勻分布理論計(jì)算確定的換氣次數(shù)1/h(次/h)
β:主流區(qū)發(fā)塵量與總發(fā)塵量之比
β==
Ga:主流區(qū)發(fā)塵量。粒/min
Gb:渦流區(qū)發(fā)塵量。粒/min
Go:總發(fā)塵量(粒/min)Go= Ga+ Gb
φ:渦流區(qū)至主流區(qū)得引帶風(fēng)量與送風(fēng)量之比???φ=
Q`:渦流區(qū)至主流區(qū)的引帶風(fēng)量,L/min
Q:送風(fēng)量,L/min
Vb:渦流區(qū)容積,L
V:潔凈室容積,L
潔凈室NV—n通式的物理意義:
在NV定義式中,N=Ns+為塵粒均勻分布條件下的含塵濃度。
令不均勻系數(shù)???????ψ=(+)(φ+)
該式代入上述Nv式中???????則Nv=Ns +ψ
由Ns(送風(fēng)含塵濃度)很小,所以上述式變?yōu)椋?/p>
Nv=ψ(Ns +)=ψN
由該式可以看出:按不均勻分布理論計(jì)算的含塵濃度等于按均勻分布理論計(jì)算的含塵濃度乘以不均勻系數(shù)
若β、φ、不便于確定時(shí),ψ可由下表確定:
| 換氣次數(shù)n | 10 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 | 200 |
| ψ | 1.5 | 1.22 | 1.16 | 1.06 | 0.99 | 0.9 | 0.65 | 0.51 | 0.51 | 0.43 | 0.43 |
由以上分析可以認(rèn)為:
Nv=ψN中的N等同于均勻分布理論計(jì)算公式
N=-
所以在計(jì)算中,只要求出N、ψ代入Nv中即可
其中N=Ns+
七、過濾器效率
對于過濾器效率,若已有選定的過濾器,可按實(shí)際給定值確定,當(dāng)沒有確定值時(shí),可按下述數(shù)值?。?/p>
粗孔泡沫塑料粗效過濾器:η1=0.1~0.2
中細(xì)孔泡沫塑料中效過濾器:η2=0.3~0.4
玻璃纖維中效過濾器:η3=0.4~0.5
高效過濾器:η4=0.99999
亞高效過濾器:η5=0.9
八、層流潔凈室與亂流潔凈室比較
在潔凈室的設(shè)計(jì),除工藝要求不同的潔凈室外,還可以根據(jù)兩種潔凈室的特點(diǎn)來選擇,二者的技術(shù)特點(diǎn)比較如下:
| 層流潔凈室 | 亂流潔凈室 | |
| 適用潔凈級別 | ≤100級 | 1000~100000級 |
| 換氣次數(shù)(1/h) | 500~250 | 80~15 |
| 氣流組織 | 用高效過濾器滿布(滿布率為80~60%)垂直或水平層流 | 普通空調(diào)送回風(fēng)方式 |
| 送風(fēng)量(m3/h) | Lr<<Lj | Lr<<Lj |
| 循環(huán)空氣 | 二次回風(fēng)+凈化循環(huán)回風(fēng)機(jī) | 一次或二次回風(fēng)方式 |
| 自凈時(shí)間 | 2~5 min | 20~30 min |
| 噪聲dB(A) | 60~65 | 55~60 |
| 運(yùn)行能耗kw/m2 | 1.2~1.8 | 0.1~0.2 |
一、??空氣過濾器
一般按效率分級:(見表1)
表1
| 名稱 | 計(jì)數(shù)效率(對粒徑為0.3μm的塵粒) | 阻力(pa) |
| 粗效過濾器 | <20 | ≤30 |
| 中效過濾器 | 70~90 | ≤100 |
| 亞高效過濾器 | 90~99.9 | ≤150 |
| 高效過濾器 | ≥99.91 | ≤250 |
不同效率級別的過濾器濾速范圍如下表示 :(見表2)
表2
| 名稱 | 濾速量級 |
| 粗效過濾器 | m/s |
| 中效過濾器 | dm/s |
| 亞高效過濾器 | cm/s |
| 高效過濾器 | cm/s |
1、粗效過濾器:對粗效過濾器的最大要求是容塵量大,阻力小、力求簡單便宜,所以在結(jié)構(gòu)上有的十分簡化,連框子也采用紙質(zhì)材料,各種粗效過濾器性能見有關(guān)資料。粗效過濾器主要用于過濾10~100μm的大顆粒灰塵。一般采用粗、中孔泡沫塑料或滌綸無紡布做濾料,通過濾料的速度一般為0.4~1.2 m/s。
2、中效過濾器:中效過濾器的要求與粗效過濾器基本相同。中效過濾器用于過濾1~10μm的灰塵。采用中、細(xì)孔泡沫塑料、玻璃纖維或其他材料作濾料。對含有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、丙酮、二氯甲烷和三氯乙烯等有機(jī)溶劑蒸氣的空氣,不能使用泡沫塑料。
3、亞高效過濾器:亞高效過濾器一般以達(dá)到10萬級潔凈度為主要目的,采用玻璃纖維濾紙作濾料。
4、高效過濾器:高效過濾器一般為折疊結(jié)構(gòu),采用玻璃纖維濾紙作濾料。
在操作臺上的空間局部地形成無塵無菌狀態(tài)的裝置稱為潔凈工作臺。1、按氣流組織分:垂直平行流和水平平行流兩大類(亂流潔凈工作臺已不多見)。水平平行流潔凈工作臺的氣流條件較好,是操作小物體的理想裝置。垂直平行流潔凈工作臺適合操作大物體。2、按排風(fēng)方式分:1無排風(fēng)全循環(huán)式:在生產(chǎn)工藝不產(chǎn)生或極少產(chǎn)生污染的情況下,宜采用該方法。2直流式:直流式工作臺采用全新風(fēng)。和全循環(huán)式相比具有相反的特點(diǎn)。
臺面前部排風(fēng)式3全面排風(fēng)式:該方式應(yīng)注意調(diào)節(jié)風(fēng)量,防止外氣的進(jìn)入。4臺面上部分排風(fēng)式3.按臺體整體性分:①整體式潔凈工作臺 如前述各種形式。②防振工作臺(分離式潔凈工作臺)4.按是否配備專用或輔助性設(shè)施來分:通用工作臺;專用工作臺
自凈器是一種空氣凈化器組,由風(fēng)機(jī)、粗效、中效和高(亞高)效過濾器及送風(fēng)口、進(jìn)風(fēng)口組成。有些自凈器只有粗、中效過濾器或只有其中的一種。
1.自凈器按過濾器分為兩大類:①過濾式自凈器?②靜電自凈器
2.自凈器的作用:①設(shè)置于亂流潔凈室的四角和其他渦流區(qū)以減少灰塵滯留的機(jī)會(huì);②作為操作點(diǎn)的臨時(shí)凈化措施;③作為循環(huán)機(jī)組。
3.過濾式自凈器有以下幾種形式①移動(dòng)柜式②窗式③懸掛式(風(fēng)口式、下裝式、墻掛式)
四、過濾器風(fēng)口和風(fēng)口機(jī)組
把高效過濾器和風(fēng)口合在一起組成一個(gè)部件,就形成了過濾器風(fēng)口。若再加上風(fēng)機(jī)、中(粗)效過濾器,就構(gòu)成了過濾器單元——風(fēng)口機(jī)組。
風(fēng)口機(jī)組有以下兩種型式:①管道型??該風(fēng)口機(jī)組和管道系統(tǒng)連接,機(jī)組風(fēng)機(jī)補(bǔ)充系統(tǒng)壓頭的不足,由于系統(tǒng)中已有粗、中效過濾器,所以在機(jī)組中只有一道末級過濾器。②循環(huán)式:該機(jī)組直接循環(huán)室內(nèi)空氣,所以需要在機(jī)組上設(shè)預(yù)過濾器。
五、潔凈棚(層流罩)1.從氣流組織上分:無氣幕的、有氣幕的。2.從安裝方式上分:吊裝的、帶立柱的(有圍簾和無圍簾)3.從用途上分:①僅作為局部凈化設(shè)備使用。②作為隧道潔凈室的組成部分使用
凈化單元是水平送風(fēng)的凈化機(jī)組。和自凈器不同的是送風(fēng)面大,基本上是從地面到頂棚以下全部送風(fēng)。
七、裝配式潔凈室1.從圍護(hù)結(jié)構(gòu)材質(zhì)分:鋼板板壁結(jié)構(gòu) ②鋁型材框架結(jié)構(gòu) ③塑料貼面膠合板板壁結(jié)構(gòu)④透明薄膜圍擋結(jié)構(gòu)2.從功能上分:①有空調(diào)的潔凈室(外裝空調(diào)器和內(nèi)裝空調(diào)器)
②無空調(diào)的潔凈室?③移動(dòng)式潔凈室3.從氣流組織類型上分:①垂直平行流潔凈室(100級以上)②水平平行流潔凈室(100級) ③亂流潔凈室(100級以下
裝有粗、中、高效過濾器的空調(diào)機(jī)組,稱為凈化空調(diào)器??膳c裝配式潔凈室配套使用。也可單獨(dú)使用,適合于小型潔凈室和改造工程。
九、空氣吹淋室;空氣吹淋室是人身凈化設(shè)備,它是利用高速潔凈氣流吹落進(jìn)入潔凈室人員服裝表面附著的塵粒。同時(shí),由于進(jìn)出吹淋室的兩扇門是不同時(shí)開啟的,所以它也可防止空氣進(jìn)入潔凈室,從而兼起氣閘作用。
1.空氣吹淋室按結(jié)構(gòu)分:小室式和通道式。
小室式只允許單人吹淋,通過能力有限,但吹淋效果好。通道式允許連續(xù)多人吹淋,通過能力大,但吹淋效果差,適用于工作人員較多的場合。
2.空氣吹淋室按作用方式分:①噴嘴型???噴嘴角度要調(diào)整到使射流方向與人身體表面相切。 ②條縫型???條縫口是可旋轉(zhuǎn)的,掃描角度可達(dá)90°
3.條縫型和噴嘴型吹淋室相比有以下特點(diǎn):①可動(dòng)條縫口的射流對人體的接觸面積比噴嘴型要均勻。②可動(dòng)條縫噴口的射流對人體作用的剪力衰減比噴嘴型要慢的多。③可動(dòng)條縫噴口射流的吹淋效果比噴嘴型的要好。
傳遞窗是用來在潔凈室有內(nèi)外或潔凈室之間傳遞物件時(shí),起阻隔氣流貫穿作用的孔口裝置,以防止污染隨物件的傳遞而傳播。
1.?機(jī)械式?傳遞窗有內(nèi)外兩道窗扇,其間有機(jī)械聯(lián)鎖。這種傳遞窗在開啟時(shí)會(huì)有污染空氣帶進(jìn)潔凈室。
2.?氣閘式??( 潔凈式) 傳遞窗窗體之間有潔凈氣流通過,即在傳遞窗中裝有風(fēng)機(jī)和高效過濾器,開窗前先啟動(dòng)風(fēng)機(jī),使?jié)崈魵饬魍ㄟ^。
3.?滅菌式??對于生物潔凈室,為防止病菌帶入,在傳遞窗中裝有紫外燈,開窗放入物件后,關(guān)窗并開紫外燈,照射若干分鐘后再開窗取出。
4.?封閉可取式??為彌補(bǔ)機(jī)械式傳遞窗會(huì)帶入污染空氣的缺陷,除使用氣閘式傳遞窗外,還可采用封閉可取式。
其操作程序是:先在一般室內(nèi)的潔凈工作臺內(nèi),把物件放入潔凈盒中關(guān)好,拿進(jìn)封閉可取式傳遞窗,放在其開關(guān)裝置上,按電鈕后,開關(guān)裝置自行把潔凈盒底板打開,落下物件,再被取入潔凈室。
十一、潔凈衛(wèi)生間(裝有衛(wèi)生設(shè)施的小潔凈室)
在潔凈衛(wèi)生間內(nèi),氣流為平行流,100級,風(fēng)量23m3/min。并設(shè)有排風(fēng)維持內(nèi)部負(fù)壓,在衛(wèi)生間內(nèi)裝有紫外燈,肘式開關(guān)洗手盆、烘手器、送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、高效過濾器。
在設(shè)計(jì)凈化系統(tǒng)時(shí),風(fēng)管和附件的選擇應(yīng)注意以下問題:1.風(fēng)管和附件的選材?風(fēng)管和附件、閥門均應(yīng)盡量選取表面不易起塵、不易積塵和便于清掃的材料制造。2.采用冷軋鋼板或鍍鋅鋼板制作風(fēng)管和附件時(shí),應(yīng)注意涂漆要求。3.風(fēng)管壁厚。風(fēng)管壁厚的選擇參見有關(guān)設(shè)計(jì)手冊。4.潔凈室內(nèi)的排風(fēng)系統(tǒng)上設(shè)置調(diào)節(jié)閥、止回閥或密閉閥,用于防止室外空氣倒灌。5.在中效和高效空氣過濾器前后,應(yīng)設(shè)置測壓孔,在新風(fēng)管和送回風(fēng)總管以及需要調(diào)節(jié)的支管上,應(yīng)設(shè)置風(fēng)量測定孔。
二、潔凈室的密封技術(shù)一般常用的密封方法有:
1.接觸填料密封2.液槽刀口密封3.負(fù)壓泄漏密封
潔凈室內(nèi)不僅灰塵少,而且以粒子形式存在的細(xì)菌也很少,在平行流潔凈室內(nèi),更接近無菌的程度。把這種潔凈室技術(shù)應(yīng)用到需要無菌環(huán)境的場合,或者說應(yīng)用于以“凈化”生物微粒為主的場合,習(xí)慣上稱為生物潔凈室(或一般生物潔凈室)。
三、室內(nèi)細(xì)菌濃度的計(jì)算
生物潔凈室內(nèi)細(xì)菌濃度可以按工業(yè)潔凈室內(nèi)含塵濃度公式計(jì)算,如果主要考慮室內(nèi)人體的發(fā)菌,則按下式計(jì)算
式中:
N——室內(nèi)細(xì)菌濃度,個(gè)/m3;
m——在室內(nèi)的人數(shù),人;
h——房間高度,m;
f——房間面積,m2;
G——人體發(fā)菌量,個(gè)/min?人;
M——室外大氣細(xì)菌濃度,個(gè)/m3;
n——房間換氣次數(shù),次/h;
s——循環(huán)風(fēng)比例;
η1、η2、η3——分別為第一、二、三級過濾器的濾菌效率。
上述有關(guān)參數(shù)的確定:M:室外大氣菌濃的測定數(shù)據(jù)差別很大,從每立方米幾百個(gè)到幾千個(gè)不等,據(jù)有關(guān)部門測定,大部分在1000~5000個(gè)/m3之間,大氣菌濃度與大氣塵濃度比大約為1:10萬,所以一般大氣菌濃可取2000~3000個(gè)/m3;G:人體發(fā)菌量數(shù)據(jù)差別也很大,生物潔凈手術(shù)室內(nèi)醫(yī)護(hù)人員的發(fā)菌量按1000個(gè)/人?min計(jì)算。
采樣系統(tǒng)中使用的器具采樣器?流量計(jì)?真空泵?閥?門
在設(shè)置采樣系統(tǒng)時(shí),應(yīng)注意兩個(gè)問題:采樣口朝向和流量計(jì)的位置。1.采樣口朝向:應(yīng)使采樣器或采樣管的口部正對著氣流方向,確定氣流方向的方法之一,是用畢托管測得動(dòng)壓最大的方向即氣流方向。2.流量計(jì)的位置:該問題的實(shí)質(zhì)是附加阻力對流量計(jì)的影響。由于流量計(jì)刻度是在一定的阻力(指流量計(jì)入口處的附加阻力)、氣壓、溫度等條件下進(jìn)行的。當(dāng)使用流量計(jì)時(shí)的這些條件都有變化時(shí),流量計(jì)的標(biāo)定值會(huì)發(fā)生變化,特別是采樣器、濾料、閥門等產(chǎn)生的附加阻力的影響。
根據(jù)附加阻力對流量的影響,在采樣系統(tǒng)上要注意以下問題:①當(dāng)采用過濾法測塵時(shí),在滿足集塵效率的前提下,應(yīng)選用阻力小的濾料,盡量減小管道阻力。②當(dāng)流量計(jì)安裝在真空泵吸入端時(shí),調(diào)節(jié)流量的閥門一定要安裝在流量計(jì)后面。當(dāng)流量計(jì)安裝在真空泵排氣端末尾,流量計(jì)和真空泵之間要設(shè)緩沖瓶。③當(dāng)采用濾紙作為濾料時(shí),由于采樣時(shí)阻力不會(huì)超過30mmHg,其影響可以忽略不計(jì)。否則,應(yīng)對測定結(jié)果進(jìn)行修正。
(二)等速采樣:在有速度的氣流中采樣,采樣速度必須等于氣流速度。否則,采樣濃度(即測定濃度)將大于或小于真實(shí)濃度。
(三)采樣管中的微粒損失1.采樣管中的擴(kuò)散沉積損失2.采樣管中沉降沉積損失
二、微粒濃度的測定方法
(一)計(jì)重濃度法常用濾紙計(jì)重法
影響濾紙計(jì)重法的因素主要有兩方面:1.稱量地點(diǎn)和測量地點(diǎn)的相對濕度不同。2.稱量地點(diǎn)相對濕度發(fā)生變化。(可采用兩片濾料采樣的方法,清除濕度的影響)。
(二)計(jì)數(shù)濃度法(濾膜顯微鏡計(jì)數(shù)法)
(三)計(jì)數(shù)濃度法(光散射式粒子計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)法)
(四)相對濃度法
(五)生物微粒測定法
進(jìn)行生物微粒測定時(shí)必須注意以下問題:1.測定儀器本體、測頭以及操作用具,要作絕對滅菌處理2.采取一切措施防止人對標(biāo)本的污染。3.應(yīng)采用最適合測定對象的采樣方式,并對使用條件、培養(yǎng)基、培養(yǎng)條件及其他參數(shù)作詳細(xì)的記錄。4.某些情況下必須使用對照標(biāo)本。
常用的測定方法有:1.沉降法2.撞擊法?①干式?②濕式3.過濾法
三、過濾器的測定(一)測定范圍1.濾料測定:①效率?②阻力?③抗張強(qiáng)度?④可燃物含量(對于有防火要求的過濾器,可燃物含量不宜超過5%)⑤耐熱性?⑥耐水性2.單體測定:(研制、檢驗(yàn)時(shí)需進(jìn)行的測定)①效率?②阻力 初阻力按額定風(fēng)量測定?③容塵量?④耐振性(適用于高效過濾器)⑤耐壓性?⑥耐熱性?⑦耐燃性(適用于有耐燃要求的過濾器)⑧耐水性(適用于有耐水要求的過濾器) ⑨滲漏性(適用于亞高效和高效過濾器)3.現(xiàn)場測定:(測定過濾器在安裝中有無損壞,墊圈是否十分密封,或者是定期檢查過濾器的性能)①效率?②阻力
(二)過濾器效率測定1.測定方法:光散射法;粒子計(jì)數(shù)器法;鈉焰法;計(jì)重法……2.幾種方法測定的結(jié)果的比較3.混合多點(diǎn)測定:過去一般在離過濾器很近的上風(fēng)側(cè)和下風(fēng)側(cè)的中心位置設(shè)置一個(gè)測點(diǎn)。這樣測出的效率往往偏高,也難以發(fā)現(xiàn)泄漏,其原因是管道中濃度分布不均勻的結(jié)果??朔艿乐袧舛炔痪鶆虻姆椒ㄊ遣捎没旌鲜侄巍H鐚?shí)驗(yàn)中采用發(fā)塵效果較好的噴嘴或攪拌。當(dāng)采用混合手段有困難或混合效果不好時(shí),可采用三點(diǎn)采樣平均法,即在管道截面上的三等分面的中心點(diǎn)采樣,求其平均值。
(三)過濾器容塵量的測定W=W1-W2??克W1:按容塵量定義要求,試驗(yàn)終了時(shí)的過濾器重量。W2:容塵量試驗(yàn)前的過濾器重量。
(一)滲漏的定義:指送風(fēng)過濾器本身、過濾器與框架之間、框架本身、框架與圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的漏泄。所以過濾器出廠要檢漏,安裝好以后還要檢漏。
檢漏時(shí)應(yīng)注意以下問題:1.沒有標(biāo)準(zhǔn);2.以過濾器穿透率為準(zhǔn);3.以室內(nèi)潔凈度為準(zhǔn);4.以過濾器穿透率的某一倍數(shù)為準(zhǔn)。
(二)高效過濾器的檢漏
檢查高效過濾器本體是否漏泄通常有以下方法:1.燈光檢漏2.?雙風(fēng)量檢漏該方法只適用于單體檢漏3.掃描檢漏
(三)隔離式生物潔凈裝置的檢漏:由于在隔離式生物潔凈裝置中,處理的是具有危險(xiǎn)性的生物微粒,所以對其嚴(yán)密性要求非常高。
1.密封性檢漏① 加壓法:加壓以后檢查是否漏泄的方法有三種:a.對于比較小的裝置,可在各縫隙處涂上煤油或肥皂液,如有漏氣即可發(fā)現(xiàn)起泡。b.停止加壓以后觀察,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)內(nèi)部壓力降是否超過規(guī)定值。c.加壓后繼續(xù)供氣,維持內(nèi)部已經(jīng)達(dá)到的壓力,在供氣管路上安有流量計(jì),看補(bǔ)充流量是否超過允許的漏氣量。② 鹵素法(一般用F12?、F22等)③ 六氟化硫法(SF6)④ 氨氣法
(一)潔凈室的測定種類
1、鑒定測定(特性測定)當(dāng)一個(gè)凈化系統(tǒng)安裝完畢,為了檢測潔凈室的性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,或者研究潔凈室的各種特性而進(jìn)行的測定。進(jìn)行測定前要對以下內(nèi)容作認(rèn)真的了解:各種有關(guān)圖紙、設(shè)計(jì)對空氣參數(shù)的有關(guān)要求,空氣處理方案、風(fēng)量及氣流組織、人、物凈化方案,潔凈室周圍環(huán)境等。
測定的內(nèi)容有:①檢漏②風(fēng)量(送風(fēng)量、回風(fēng)量、新風(fēng)量和排風(fēng)量)③速度場.④氣流流型?測氣流流型的方法是,在測桿上規(guī)定的不同位置系以若干根單絲線,觀察時(shí)在絲線背后襯以黑底白線的角度板,逐點(diǎn)觀察記下絲線飄動(dòng)角度,在紙上繪出流線方向。⑤靜壓⑥各級過濾器效率⑦濃度場⑧自凈時(shí)間?在空氣凈化系統(tǒng)運(yùn)行之前,先測出潔凈室的原始濃度,馬上開機(jī)運(yùn)行,按時(shí)逐次測定衰減的濃度,一直到濃度明顯穩(wěn)定為止。⑨溫、濕度 ⑩噪聲、照度和振動(dòng)。
2.監(jiān)督測定(日常測定)
3.特殊測定(臨時(shí)測定)這是為了查明臨時(shí)的局部原因而進(jìn)行的測定,例如產(chǎn)品成品率下降,是否有局部污染源等。這種測定的內(nèi)容主要有:含塵濃度、風(fēng)速、靜壓和局部流線。
被測定的潔凈室可劃分為兩種狀態(tài):1.靜態(tài)??空氣凈化系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行,室內(nèi)沒有工藝設(shè)備或雖有工藝設(shè)備但不運(yùn)行,室內(nèi)沒有工作人員或雖有工作人員但處于不操作的靜止?fàn)顟B(tài)。2.動(dòng)態(tài)???空氣凈化系統(tǒng)正常運(yùn)行,工藝設(shè)備和操作人員都處于運(yùn)行操作之中,這種狀態(tài)叫做動(dòng)態(tài)。
(三)最小檢測容量當(dāng)采用粒子計(jì)數(shù)器時(shí),粒子計(jì)數(shù)器顯示的讀數(shù),只能是0、1、2、3……等正整數(shù)。如果每次采集的空氣量很小,則檢測容量的平均濃度有可能是低于1的某個(gè)數(shù),這時(shí)每次讀數(shù)有可能多次出現(xiàn)“0”,這樣就不能真實(shí)反映濃度場。為了不出現(xiàn)上述的“0”讀數(shù),要求粒子計(jì)數(shù)器的最小檢測容量是多大,才能基本排除“0”粒的可能,這就是最小檢測容量。
(四)最小沉降面積當(dāng)用沉降法測定微粒的沉降量時(shí),如果沉降面積太小,也會(huì)出現(xiàn)“0”?,F(xiàn)象,因此也有一個(gè)最小沉降面積問題。這個(gè)問題在用沉降法測定生物潔凈室的菌落數(shù)目時(shí)尤其重要。
(五)必要測點(diǎn)數(shù).確定測點(diǎn)地原則是:1.室內(nèi)灰塵分布服從一定的規(guī)律性,根據(jù)這一規(guī)律定出測定數(shù)據(jù)中有95%的可能性不超過某一界限;2.正確確定錯(cuò)誤率的概率.由于灰塵分布的隨機(jī)性和測定次數(shù)的不足,可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤確定潔凈度級別的情況,若將此類錯(cuò)誤的概率定為β,則工程上一般把β定為10~15%以下。為了使β較小,就必須有足夠的測點(diǎn)或測定次數(shù)。對于不合格潔凈室的m次測定中有K次以上合格(K/m≥0.95)的概率也就是β。
(六)潔凈室測定結(jié)果的評定1.濃度的評定標(biāo)準(zhǔn)① 以室平均濃度為準(zhǔn);② 以最大濃度為準(zhǔn)。