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HEPA高效過濾器的通俗介紹(一篇看懂)
來源:http://www.sullivansouthrebelband.com/  發布時間:2018-02-27 18:42:22  點擊數:15845

對于高效過濾器,我在上一篇文章中大致介紹了一篇文章:高效過濾器檢測和檢漏的區別

其實很多人對于高效過濾器的了解還是停留在表面上的,

比如只知道潔凈室要安裝初效G4+中效F5+中高效F9+末端的高效H14,但是對于高效過濾器的一些特性還是不太了解的!

比如效率為針對0.3um的粒子其濃度不低于99.97%為美國的A級別高效過濾器,這句話的詳細意思其實并沒有多少人思考!

比如MPPS方法介紹的H14或者U15過濾器的測試粒子的尺寸是什么?

下面的內容則是我自己以前整理的一些筆記,針對高效過濾器的一些詳細介紹。

不太懂的就看黑體字就可以了!!!!

1.從HEPA高效過濾器效率說起

HEPA—high efficiency particulate air為高效過濾器

最早的HEPA 的使用來源于美國軍方, 為MIT相關標準。其后歐洲持續優化自身規范和標準

目前國家上通行的是IEST-RP/EN1882/ ISO14644三大標準。中國國內大部分項目緊跟的是EN1822標準。

IEST規定對于MMD=0.3um的顆粒的整體效率不低于99.97%為高效;EN1882規定只要在MPPS的氣溶膠下通過率大于99.95%的就可以,也就是H13以上;

高效過濾器效率表
EN1822
從圖中可以看到如下信息:EN1882對于局部穿透率可以是整體的5倍這當然是在MPPS 的粒徑考慮之下;

IEST高效過濾器效率表
IEST描述
針對以上的兩張表格,分析如下:

1).IEST中的MMD-Mass Median Diameter指的是粒子質量中徑,也就是所有的氣溶膠粒徑分布當中50%的質量大于這個值,50%的質量小于這個值.

因此不要認為IEST的規定@0.3um >=99.97% 或者@0.3um>=99.99%僅僅是針對0.3um的要求.其實這個規定要求的是質量中徑在0.3um的氣溶膠群,也就是氣溶膠是單分散相或者多分散相的,是一個范圍內的氣溶膠群體,而絕不是單一粒徑的0.3um的氣溶膠;

2).CMD-Count of number Median Diameter指的是粒子尺寸中徑,也就是有50%的粒子大于這個值.50%的粒子小于這個值。MMD=0.3um的顆粒們其實它們的CMD大約在0.2um.這是因為大顆粒的粒子占有的數量權重雖然小,但是質量權重很大。因此在IEST上面說99.97%@0.3um其實大致等同于EN1882的MPPS的顆粒直徑.這里也僅僅是類似,不能完全等同。

3).新版的EN1822-2009把以前的E10 E11 E12均作為HEPA的分類劃入高效系列,不同于以前的EN1822-2000;

4).MPPS到底是多少,是需要對某一種濾料,比如某一種玻璃纖維做實驗室測試的。需要至少做5次重復試驗。每次試驗均要發單[準]分散相或者多分散相的粒子,布滿整體的0.1-0.5um的區間。最后用曲線做出來最低點。根據現在EN1822的統計,絕大部分的最易穿透的粒子粒徑在0.1um-0.25um之間的某一個值。從商業角度而言,氣溶膠發生器或者LASKIN噴嘴噴出的氣溶膠粒徑不可能保證為唯一粒徑粒子,從標準差而言.σ1.5為多分散。需要注意的是這個標準差和粒徑大小沒有直接關系,也就是計算結果和粒徑沒有關系.因此我們可以認為MPPS的粒徑大小在測試的時候不是針對某一個粒徑的而是針對一個區間的。這個也就是為什么MPPS在實際現場測試的時候要求測試一個區間范圍內的所有粒子數量總和;同時也要說明的是不同的過濾風速下MPPS是不同的。出廠前需要明確額定濾速是多少.

5).對于實際的MPPS測試,一般要求收集MPPS/1.5---MPPS*1.5范圍之內的所有粒子總數。這里所隱含的條件是氣溶膠的發塵應該正好落在這個范圍之內,而且粒徑的中值CMD應該正好等于MPPS[理想化],EN1822規定偏差不能超過10%;

 

2.氣溶膠發生器

氣溶膠發生器可以分為若干種,如熱發塵和冷發塵,異凝結發塵和同凝結發塵,在DPMS的幫助下可以保證有單分散相粒徑發出。

壓縮空氣多分散熱發塵 MMD=0.3UM CMD=0.2UM

空氣多分散冷發塵 MMD=0.6UM CMD=0.4UM

Sinclair-LaMer 氣溶膠發生器 單分散相異凝結 1.05

Rapaport-Weinstork 發生器 單分散相異凝結 1.05

自由噴射凝結式氣溶膠發生器 準單分散相自凝結 σ=1.5

氣溶膠發塵+DPMS 多分散電移過濾為單分散相 σ=1.1不穩定

從美國的IEST可以看出他們使用的是第一種和第二種,用光度儀測試質量濃度比;而歐盟采用后面四種進行測試,更加合理優越。不過問題在于MPPS不可能直接測量一個粒徑值。其實是一個范圍。很多工廠直接把0.1-0.2um之間的粒子數量全部加起來作為MPPS的數量考慮應該是符合MPPS/1.5—MPPS*1.5這個范圍的。

根據EN1822-5的說法,如果是采用單分散相粒子在測試效率的時候是不計量粒子分徑的。直接把所有的粒子數量加在一起就可以作為上下游分別的粒子計數了。但是這里要注意的是單分散相也不是真正的單分散相還是有各種粒徑分布的。只要標準差小于1.5就可以這么認為了。

對于多分散相就不是這么回事了。因為標準差大于1.5,因此在進行測試的時候要求同時測粒子粒徑分布和數量。需要注意的是在上下游收集的時候,在MPPS已經知道的情況下,只需要測量MPPS/2-MPPS*2分段里面的全部或者部分粒子數量即可。

舉例來說明:現在EN已經發現MPPS粒子一般坐落于0.1um-0.25um之間。這個范圍的最大值與最小值之比為2.5.因此在EN1822-5的要求下,最好取MPPS/2-MPPS*2的全部范圍或者部分。這是因為實際的光學粒子計數器有一個測量精度問題。大家知道的一般是測量分段為0.1um 0.2um 0.3um 0.5um等等。所以實際的結果是大部分廠家或者測試方最終的計數結果0.1um-0.2um之間的總數作為計量基礎。

根據EN1822要求,最好的測量范圍在mpps/1.5-mpps*1.5之間。但是規范也可以要求在mpps/2-mpps/1.5之間或者在mpps*1.5-mpps*2的分段上任選一組作為劑量范圍.因此實際的測試可以在

MPPS/1.5-MPPS*1.5

MPPS/2-MPPS*1.5

MPPS/1.5-MPPS*2

這三種情況下進行計量。

考慮到實際的光學粒子分析儀,應該可以在其中三個分段里面任選一個并且選擇全部的粒子或者部分的粒子。到底怎么選根據實際的粒子分析儀來。實際的工程結果是選擇0.1-0.2um之間的。因為大部分MPPS在0.18um的樣子,因此采用第二種分段發可以在0.09um-0.27um之間選擇部分也就是0.1um-0.2um之間的值作為劑量標準。

以上是對多分散粒子測試時候的分析與說明。

 

3:接收方法

一般有兩種方法。

一種是用于測定質量濃度的光度計,它不能計數。因此可以用在DOP方法測試H13和H14上面特別是在現場的時候;

另外一種是用粒子計數器或者粒徑分析計數器,它既可以測粒徑也可以測數量。不過需要說明的是不能認為它什么粒徑都能測,它一般只能分段測粒徑。比如0.1um 0.2um 0.3um 0.5um,而不是大家想象的什么0.111um,0.157um,0.18um這樣的粒徑也能分析的一清二楚. 因此實際的接收粒子MPPS是在一段粒徑之間的。上面已經說過了。

這是因為EN1822-3對于濾料測試的最低MPPS的點是曲線找出來的,而不是實際測出來的。規定要求測至少六種不同的粒徑,通過畫曲線的方法找到最低點MPPS。這種方法只能用單分散相的粒子發生器來測試。因此其實找到的不是單一粒徑,而是一個區間;

并且在EN1822-4和EN1822-5里面已經要求了MPPS/1.5—MPPS*1.5之間的粒徑,所以這更加說明了是粒子分析只能測試出某一段粒徑之間而絕不是細到每一粒徑的;

 

4. IEST的測試方法

對于H13和H14,IEST要求對于其測試質量濃度就可以了,而對于高要求的U15以上要求用粒子計數器,并且直接讀取0.1um-0.2um或者0.2um-0.3um兩組中的更加不利的那一個數據.但是并不需要先檢測出MPPS值。

對于現場中的DOP檢測,很多公司使用TFI的冷發塵,由于其屬于多分散相,因此其實導致的結果就是CMD在0.4um,MMD在0.7um,已經大于0.3um的要求了。因此要求現場的測試質量濃度比為99.99%@H13H14是合理的.因為這里的結果已經比0.3um為99.99%在實驗室要求低了。

對于大部分的項目而言,還是使用H14以上的高效比較保險。

 

5. EN1822測試方法

對于H10以上的就需要測試MPPS了,對于測試方法上面已經有說明,總體而言就是測包含MPPS的一段區間粒徑的數量;

 

6:對測試結果的分析

由于現場測試的只能是樣本,而且不可能全部都測.因此實際的結果分析采用了泊松分布的95%置信區間的結果。

 

參考資料

IEST-RP-CC001.4/EN1822-1/EN1822-2/EN1822-3/EN1822-4/EN1822-5/ISO14644-1/ISO14644-3/ISO14644-4并且在資料當中提到了統計學相關知識,包括泊松分布/95%置信區間/標準差/幾何標準差

 

HEPA高效過濾器的通俗介紹(一篇看懂)原文鏈接:http://www.sullivansouthrebelband.com/article/20180227183411.html

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