Глава 2 Воздушные фильтры

Воздушные фильтры служат для обеспыливания воздуха, заби­раемого из атмосферы в системы:

- приточной вентиляции;

- кондиционирования и воздушного отопления производственных и служебных и общественных зданий;

- подачи воздуха на технологические нужды;

- воздушного охлаждения газотурбинных энергетических устано­вок и вентиляции электрических машин.

Запыленность воздуха в районах расположения предприятий изменяется в широких пределах в зависимости от удаленности от источников выброса пыли в атмосферу, сезонных и погодных усло­вий и других обстоятельств.

В ряде химических производств, например в производстве сер­ной и азотной кислот, при сжижении воздуха для разделения и в других процессах высокоскоростные турбокомпрессоры и дру­гие воздуходувные машины подают большие объемы атмосферно­го воздуха. Твердые частицы запыленного промышленного воздуха могут осаждаться на лопатках, стенках цилиндров, клапанов и вызывать их эрозию; при этом снижается эффективность сжатия и уменьшается производительность машин; часто это приводит к преждевременной остановке дорогостоящего оборудования на ремонт. В некоторых случаях частицы пыли проходят через воздухо­дувные машины и осаждаются на поверхности гранул катализато­ров, постепенно снижая их активность; улавливаются получаемы­ми веществами, снижая их качество или не позволяя получить особо чистые продукты; вызывают образование тумана, являясь ядрами конденсации. Высокие требования по обеспыливанию воз­духа предъявляются для помещений, выпускающих фармацевти­ческие, фотографические, пищевые продукты, особо чистые химические реактивы, точные электронные приборы, в которых установлены электронно-вычислительные машины.

В этих условиях очистка воздуха совершенно необходима.

В связи с многообразием требований, предъявляемых к фильтрам, разработано много конструкций воздушных фильтров и фильтрующих элементов, классификация которых приведена в таблице 1.

Таблица 1. Классификация воздушных фильтров

Класс фильтра	Размеры улавливаемых частиц, мкм	Эффективность очистки, % не менее
III	10	60
II	1	85
I	1	99

2.1 Воздушные фильтры I и II класса

Воздушные фильтры Iкласса. 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.

ФильтрыIкласса 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 Iкласса 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 IIиIклассов, а при высоком содержании пыли (до 1 мг/м³) — фильтрыIIIкласса.

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 IIкласса. Для более высокой по сравне­нию с фильтрамиIIIкласса 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.