Воздушные фильтры I и II класса

Воздушные фильтры I класса. В рабочих помещениях, где тре­буется поддерживать стерильные условия или особо высокую чис­тоту воздуха, обычно используются фильтры топкой очистки с ко­эффициентом проскока по СМТ не более 0,03%. В этом случае концентрация частиц пыли или микроорганизмов в выходящем из фильтров воздухе приближается к нулю.

Наиболее ответственные технологические операции в электрон­ной промышленности проводятся в специально оборудованных по­мещениях со сверхчистым воздухом, так называемых чистых или «белых комнатах», в которых вся поверхность двух противополож­ных стен выполнена из высокоэффективных фильтров, так что го­ризонтальный ламинарный поток отфильтрованного воздуха со скоростью 0,3—0,5 м/с направлен через всю комнату. В последние годы все шире чистые комнаты устраивают с фильтрующими по­толками и решетчатыми полами (рис. 7). В таких помещениях вследствие отсутствия мертвых зон удается удалить все частицы, образовавшиеся при работе в помещении.

Фильтры I класса следует располагать на нагнетательной сто­роне вентилятора и по возможности непосредственно перед вводом очищенного воздуха в помещение, для того чтобы предупредить загрязнение очищенного воздуха в каналах.

Рисунок 7 – Схема очистки воздуха в рабочем пространстве помещения с вертикальным ламинарным потоком: 1-буфер; 2-решетчатый пол; 3-фильтр; 4-чистые помещения; 5-высокоэффективные фильтры; 6-вентилятор; 7-предфильтр; 8-увлажнитель; 9-адсорбер.

Для предупреждения коррозии и образования пыли в резуль­тате вибрации воздуховоды к фильтрам I класса изготавливают из коррозионно-стойких материалов (нержавеющая сталь, вини­пласт и др.). Очень часто эти фильтры преждевременно забивают­ся солевыми аэрозолями, образующимися при испарении брызг воды в увлажнительных камерах кондиционеров.

Воздух, удаляемый из рабочих помещений, часто подвергают рециркуляции, что способствует продлению сроков службы воз­душных фильтров и позволяет снизить стоимость отопления, так как не требуется его повторный нагрев. Для очистки рециркуля­ционного воздуха используются обычно фильтры II и I классов, а при высоком содержании пыли (до 1 мг/м³) — фильтры III класса.

В соответствии с санитарными нормами очистка, считается до­статочной, если остаточная концентрация пыли в воздухе, возвра­щаемом в помещение, не превышает 30% от предельно допусти­мой концентрации (ПДК) для этой пыли. Однако общее содержа­ние пыли в воздухе рабочих помещений не должно превышать пре­дельно допустимых концентраций.

Примерное количество рециркуляционного воздуха на одного человека составляет 15—20 м³/ч и часто оно достигает 50% от объема общеобменого воздуха.

Рециркуляционный воздух, забираемый из помещений через местные отсосы от источников пылеобразования, должен очищать­ся в тканевых промышленных фильтрах или других пылеуловите­лях, используемых в качестве первой ступени очистки.

Воздушные фильтры II класса. Для более высокой по сравне­нию с фильтрами III класса степени улавливания атмосферной пыли применяют двухзонные электрофильтры типа ФЭ и ЭФ-2, а также волокнистые предфильтры, в которых используются фильтрующие материалы из тонких синтетических или стеклянных волокон диаметром от 2 до 15 мкм. Такие материалы позволяют увеличить улавливание мелких частиц за счет преобладающего действия эффектов касания и диффузии. Скорость фильтрации принимают 0,05-0,25м/с, поэтому для сохранения высокой производительности установки должны иметь весьма развернутую поверхность.

Ячейковые фильтры

Улавливание частиц в боль­шинстве воздушных фильтров, относящихся к III классу, почти полностью происходит в результате инерционного эффекта осаждения. В фильтрующих материалах предусматриваются большие промежутки между улавливающими элементами для максималь­ного снижения сопротивления потоку при высокой скорости филь­трации (1,5—3,0 м/с), требуемой для успешного осаждения частиц по этому механизму.

Для того чтобы сухие частицы не отскакивали от волокон при такой скорости потока и не выносились после осаждения из фильтра, слои его промасливаются. Одновременно масло защищает ме­таллические сетки от коррозии. Фильтры третьего класса часто называют масляными или висциновыми. Эффективность улавливания крупных частиц и пылеемкость фильтров зависят от качества промасливания и свойств масла. Со временем удержи­вающая способность масляной пленки снижается, так как масло впитывается уловленной пылью и в фильтрах некоторых типов при этом наблюдается снижение эффективности.

Широкое распространение получили ячейковые фильтры как наиболее простые и надежные в эксплуатации и эффективные при улавливании грубой атмосферной пыли.

На рис. 6 показан ячейковый фильтр типа ФяР из гофрированных стальных промасленных сеток конструкции Рекка. Ячейка представляет собой металлическую снаряженную сетками коробку, закрепленную с помощью защелок в установочной рамке. При сборке панели установочные рамки скрепляются между собой за­клепками или болтами, образуя прочный каркас.

Фильтр предназначен для очистки воздуха, запыленность кото­рого, составляет не более 5 мг/м³. В этих условиях фильтры Рекка должны регенерироваться через каждые 250—2000 ч работы; ко­роткий срок их использования является большим недостатком, учи­тывая трудоемкость операции регенерации.

Рисунок 7 – Ячейка фильтра Река типа ФяР: а - ячейка, не закрепленная в раме; б - ячейка, закрепленная в установочной рамке; в – установочная рамка.

Фильтры Рекк подвергались модернизации, заключающейся, в замене стальных сеток другими фильтрующими материалами. В зависимости от заполнителя различают следующие модифика­ции ячейковых фильтров типа Фя:

ФяВ — с заполнением из 12 винипластовых «сеток» (по СТУ 30-124-23—62);

ФяУ—с заполнением из упругого стекловолокнистого материа­ла ФСВУ (по ТУ 21-01-369—70);

ФяП — с заполнением из пенополиуретана по МРТУ 6-06-1150—68.

Ниже приводятся технические показатели фильтров типа Фя:

Таблица 2. Технические показатели фильтров Фя

Фильтры типа Фя монтируются в плоские или V-образные па­нели с пропускной способностью до 40 тыс-м³/ч с числом ячеек до 25—27. Пластмассовые сетки не корродируют и исполь­зуются без замасливателя, не уступая по эффективности фильтрам типа ФяР.

Ячейки фильтров ФяУ снаряжаются упругим, слегка промас­ленным стеклянным волокном диаметром 20—35 мкм. Большая упругость слоя, приобретаемая в процессе выработки, позволяет транспортировать и хранить их в сжатом состоянии. Ширина слоя — 1150мм, толщина — 50мм, масса 1м² — 300—350.

Простота конструкции, дешевизна и доступность стекловолокнистых матов послужили причиной широкого распространения фильтров этого типа. Фильтры со сменными фильтрующими волок­нистыми материалами, как правило, применяют в небольших кон­диционерах, а иногда и в более крупных, но одиночных установ­ках, не требующих постоянного обслуживания; периодическая за­мена насадки занимает мало времени.

Не менее широкое распространение по­лучили в последние годы объемные фильтрующие маты из про­клеенных синтетических волокон, уложенных в слой с упорядочен­ной структурой. В качестве связующих используются поливинилацетатная эмульсия или латексы, а также термопластовые порошки или специальные волокна с более низкой температурой плавления.

Гидрофобность, высокая химическая стойкость, возможность промывки или регенерации другими методами, простота примене­ния материалов способствовали их широкому распространению. Наряду с этими материалами получили распространение губчатые фильтры из модифицированного пенополиуретана (ППУ), выпус­каемого по МРТУ 6-05-1150—68. Он устойчив к воздействию ма­сел, бензина, негигроскопичен. Толщина слоя 20мм. Для вскрытия пор и увеличения их размеров ППУ подвергается специальной об­работке в 20% растворе едкого натрия с одновременным много­кратным обжатием на валках.

Эффективность очистки фильтров ФяП составляет 70—85%. I Регенерация его проводится путем промывки в воде (лучше с мылом), а также обработкой пылесосами 1—3 раза в месяц.