“梓凈”牌空氣過(guò)濾器的發(fā)展
“梓凈”牌空氣過(guò)濾器的發(fā)展
空氣過(guò)濾器的原型是人們?yōu)楸Ｗo(hù)呼吸而使用的呼吸保護(hù)器具。據(jù)記載，早在一世紀(jì)的羅馬，人們?cè)谔峒兯y的時(shí)候就用粗麻制成的面具進(jìn)行保護(hù)。在此之后的漫長(zhǎng)時(shí)間里，空氣過(guò)濾器也取得了進(jìn)展，但其主要是作為呼吸保護(hù)器具用于一些危險(xiǎn)的行業(yè)，如有害化學(xué)品的生產(chǎn)。1827 年布朗發(fā)現(xiàn)了微小粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，人們對(duì)空氣過(guò)濾的機(jī)理有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。
空氣過(guò)濾器的迅速發(fā)展是與軍事工業(yè)和電子工業(yè)的發(fā)展緊密相關(guān)的。在第一次世界大戰(zhàn)期間，由于各種化學(xué)毒劑的使用，以石棉纖維過(guò)濾紙作為濾煙層的軍用防毒面具應(yīng)運(yùn)而生。玻璃纖維過(guò)濾介質(zhì)用于空氣過(guò)濾于1940 年10 月在美國(guó)取得專利。50 年代，美國(guó)對(duì)玻璃纖維過(guò)濾紙的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了深入的研究，使空氣過(guò)濾器得到了改善和發(fā)展。60 年代， HEPA 過(guò)濾器問(wèn)世； 70 年代，采用微細(xì)玻璃纖維過(guò)濾紙作為過(guò)濾介質(zhì)的HEPA 過(guò)濾器，對(duì)013 微米粒徑的粒子過(guò)濾效率高達(dá)99．9998%。八十年代以來(lái)，隨著新的測(cè)試方法的出現(xiàn)、使用評(píng)價(jià)的提高及對(duì)過(guò)濾性能要求的提高，發(fā)現(xiàn)HEPA 過(guò)濾器存在著嚴(yán)重的問(wèn)題，于是又產(chǎn)生了性能更高的UL PA 過(guò)濾器。目前，各國(guó)仍在努力研究，估計(jì)不久就會(huì)出現(xiàn)更先進(jìn)的空氣過(guò)濾器。
過(guò)濾器本身的設(shè)計(jì)也取得了顯著進(jìn)展，其中最重要的是分隔板的去除，即無(wú)隔板過(guò)濾器的發(fā)展。無(wú)隔板過(guò)濾器不僅消除了分隔板損壞過(guò)濾介質(zhì)的危險(xiǎn)，而且有效地增加了過(guò)濾面積，提高了過(guò)濾效率，并降低了氣流阻力，從而減少了能量消耗。此外，空氣過(guò)濾器在耐高溫、耐腐蝕以及防水、防菌等方面也取很大的進(jìn)展，滿足了一些特殊的需求。
2 空氣過(guò)濾器的應(yīng)用
隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重和人們環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng)，空氣質(zhì)量已成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)?，F(xiàn)在人們認(rèn)識(shí)到空氣過(guò)濾系統(tǒng)不僅要保護(hù)機(jī)械設(shè)備，還要保護(hù)人。因此，空氣過(guò)濾的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。
空氣過(guò)濾的最大應(yīng)用是住宅樓，其次是商業(yè)和工業(yè)建筑。此外，過(guò)濾設(shè)備還常用行下列場(chǎng)合：潔凈室；復(fù)印設(shè)備；室內(nèi)空氣凈化器；麻醉氣體過(guò)濾設(shè)備；激光外科手術(shù)應(yīng)用； HVAC 系統(tǒng)（供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)）；恒溫室；計(jì)算機(jī)打印機(jī)；工作室空氣過(guò)濾系統(tǒng)；空調(diào)器等。
2、1 住宅市場(chǎng)
由于人們對(duì)生活質(zhì)量的要求不斷提高，住宅原有的空氣過(guò)濾系統(tǒng)已不能滿足人們的需要，性能更高的靜電過(guò)濾器則成了原有空氣過(guò)濾器的首選替代品。但與普通玻璃纖過(guò)濾器相比，由于過(guò)濾介質(zhì)成本較高，靜電過(guò)濾器的應(yīng)用也受到一定的限制。
3M公司是靜電過(guò)濾器市場(chǎng)的領(lǐng)頭羊，正積極銷售其產(chǎn)品。3M公司的靜電過(guò)濾器采用波紋結(jié)構(gòu)，介質(zhì)裝填較松散，因而氣流阻力較小。3M公司稱他們過(guò)濾器的裝填密度是最適宜的，而且具有很長(zhǎng)的壽命。波紋結(jié)構(gòu)還會(huì)提高過(guò)濾效率，且能夠比平板過(guò)濾器捕集更多的粒子。
在中國(guó)，住宅絕大多數(shù)沒有空氣過(guò)濾系統(tǒng)，但中國(guó)的住宅數(shù)量巨大，且每年以數(shù)百萬(wàn)套的速度遞增。隨著居室內(nèi)空氣質(zhì)量的日益惡劣和人們環(huán)境意識(shí)的不斷加強(qiáng)，空氣過(guò)濾系統(tǒng)在住宅的應(yīng)用是有前途的，存在著潛在的巨大市場(chǎng)。
2、2 辦公樓應(yīng)用
要求改善辦公室空氣質(zhì)量的推動(dòng)力是先進(jìn)的辦公設(shè)備的廣泛應(yīng)用。計(jì)算機(jī)終端是產(chǎn)生臭氧和揮發(fā)性有機(jī)化合物的來(lái)源。噴墨打印機(jī)是碳?xì)浠衔锖统粞醯膩?lái)源。干法照相復(fù)制機(jī)產(chǎn)生碳?xì)浠衔?、可吸入懸浮粒子和臭氧；傳真機(jī)產(chǎn)生臭氧和揮發(fā)性有機(jī)化合物；激光打印機(jī)產(chǎn)生碳?xì)浠衔?、臭氧和可吸入粒子；等等。這些產(chǎn)物已經(jīng)嚴(yán)重地污染了室內(nèi)環(huán)境，并給人身和辦公設(shè)備造成了一定的危害。
據(jù)估計(jì)，在美國(guó)的辦公樓和公共建筑中有30% 存在室內(nèi)空氣污染問(wèn)題，尤其公共建筑如機(jī)場(chǎng)、車站等所面臨的挑戰(zhàn)遠(yuǎn)大于辦公樓。芝加哥D‘Hare 機(jī)場(chǎng)大廳空氣流量為每分鐘約5166 萬(wàn)m 3，為改善空氣質(zhì)量，該處共裝有1100 個(gè)預(yù)濾器， 1100 個(gè)終濾器和2200 個(gè)炭濾器（其中的炭每10—12 個(gè)月需更換一次）。
預(yù)計(jì)2000 年辦公室、商業(yè)及公共建筑對(duì)空氣過(guò)濾器的需求在全球?qū)⑦_(dá)到五億美元。
2、3 室內(nèi)空氣凈化器
隨著建筑標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，消費(fèi)者對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量越來(lái)越重視。尤其是患有過(guò)敏癥、哮喘病或呼吸道疾病的人，因?yàn)榭諝馕廴居绊懥怂麄兊恼Ｉ?。人們?cè)谑覂?nèi)度過(guò)90% 的時(shí)間，而室內(nèi)空氣污染水平可能是室外的2—5 倍。室內(nèi)幾乎所有空間都含有花粉、霉菌、孢子、動(dòng)物毛發(fā)、煙霧、細(xì)菌、病毒和包括石棉在內(nèi)的有害纖維及灰塵。惡劣的空氣質(zhì)量使得哮喘和過(guò)敏癥更加嚴(yán)重。用空氣凈化器除去室內(nèi)空氣污染物是一種有效的方法。
在便攜式室內(nèi)空氣凈化器市場(chǎng)上有多種產(chǎn)品。發(fā)展最快的是使用高效過(guò)濾介質(zhì)的靜電空氣過(guò)濾器如3M公司的Filt rete，和更高效的微細(xì)玻璃纖維HEPA過(guò)濾器，它們占據(jù)了市場(chǎng)的大部分。在美國(guó)空氣凈化器市場(chǎng)以每年10% 以上的速度遞增。日本是繼美國(guó)之后的第二大市場(chǎng)。在中國(guó)，空氣凈化器的需求也在增加，隨著空氣質(zhì)量的不斷惡化和家庭辦公的出現(xiàn)，空氣凈化器將有一個(gè)巨大的潛在市場(chǎng)。
2、4 生產(chǎn)工廠不同工廠對(duì)空氣質(zhì)量的要求差別很大。裝有排煙罩和污染控制設(shè)備的工廠需要補(bǔ)充大量的空氣，如果這些工廠所在地區(qū)環(huán)境空氣受到污染，那么在將補(bǔ)充的空氣分布到工作場(chǎng)所之前必須先進(jìn)行過(guò)濾。在半導(dǎo)體生產(chǎn)和制藥工業(yè)中，對(duì)空氣的潔凈度要求較高。典型的工作環(huán)境中，每立方英尺空氣中含有500000 個(gè)粒子，而半導(dǎo)體生產(chǎn)的最新要求是每立方英尺空氣中只有1 個(gè)粒子。因此，工作間需要用經(jīng)過(guò)HEPA 過(guò)濾器過(guò)濾的潔凈空氣不斷地循環(huán)清洗。為保持HEPA 過(guò)濾器的潔凈和壽命，還需要幾段效率較低的預(yù)濾器聯(lián)合使用。
工業(yè)用潔凈室要求連續(xù)有效地去除粒徑更小的粒子。HEPA 過(guò)濾器一度是效率最高的過(guò)濾器，現(xiàn)在UL PA 過(guò)濾器則是效率最高的過(guò)濾器，以后更高效率的新一代過(guò)濾器也將得以開發(fā)應(yīng)用。微細(xì)玻璃纖維過(guò)濾介質(zhì)是過(guò)濾器介質(zhì)的主要選擇，但膜和靜電增強(qiáng)介質(zhì)已向該領(lǐng)域滲透，并獲得部分應(yīng)用。
對(duì)于工廠排放的廢氣，要求最嚴(yán)格的。某些重金屬如汞、砷、鉻、鈹?shù)榷拘院艽?，其排放限制非常?yán)格。在空氣毒性方面，美國(guó)和德國(guó)已經(jīng)通過(guò)了新的更嚴(yán)格的立法。執(zhí)行新的立法后，空氣毒性的限制由原來(lái)的20 m g/m 3 （標(biāo)準(zhǔn)）降低到010004 m g/m 3 （標(biāo)準(zhǔn)）。為達(dá)到這一目標(biāo)，工廠需要更先進(jìn)的過(guò)濾器以除去亞微粒子。一些德國(guó)公司使用傳統(tǒng)的折疊式微細(xì)玻璃纖維HEPA 過(guò)濾器用于過(guò)濾系統(tǒng)，同脈沖空氣潔凈機(jī)理相互配合，并使過(guò)濾介質(zhì)的波紋更密。一家美國(guó)公司則通過(guò)設(shè)計(jì)管式微細(xì)玻璃纖維HEPA 過(guò)濾器又向前進(jìn)了一步。
2、5 醫(yī)院衛(wèi)生行業(yè)是一個(gè)很龐大而特殊的行業(yè)，它對(duì)空氣的潔凈度要求也很高。通常，對(duì)醫(yī)院空氣的最低要求用效率為30% 的預(yù)濾器和效率為90% 的終濾器結(jié)合使用進(jìn)行過(guò)濾。一般情況下不需要HEPA 過(guò)濾器過(guò)濾，但在特殊情況下如隔離室、特定的測(cè)試和護(hù)理區(qū)域則需要HEPA 過(guò)濾器過(guò)濾。
醫(yī)院的許多HVAC 系統(tǒng)使用100% 的室外空氣，這對(duì)于防止病人通過(guò)HVAC 系統(tǒng)中的懸浮微生物進(jìn)行交*感染是很好的策略。但100% 使用室外空氣并不能消除微生物在空氣過(guò)濾介質(zhì)中的生長(zhǎng)及其對(duì)護(hù)理環(huán)境產(chǎn)生的不良影響。因此，現(xiàn)在許多醫(yī)院仍極需先進(jìn)的HVAC 系統(tǒng)。
衛(wèi)生系統(tǒng)的潔凈室最先用于手術(shù)室。開始它只是在矯形手術(shù)中獲得廣泛應(yīng)用，因?yàn)槌C形手術(shù)時(shí)間較長(zhǎng)，易于引起感染?？刂扑捷^理想的是使用手術(shù)臺(tái)附近的空氣潔凈度達(dá)到100 級(jí)。一般建議使用頂部HEPA過(guò)濾系統(tǒng)，它能覆蓋至少3 m×3 m的面積，從而將手術(shù)臺(tái)和人包括在內(nèi)。
潔凈室獲得應(yīng)用的其它領(lǐng)域有分娩室、保育室、燒傷室、心臟病人護(hù)理單元等。最新進(jìn)展之一是牙外科手術(shù)潔凈室的應(yīng)用，它降低了在長(zhǎng)期手術(shù)過(guò)程中醫(yī)務(wù)人員被感染的危險(xiǎn)。
2、6 食品加工食品工業(yè)對(duì)于空氣過(guò)濾設(shè)備來(lái)說(shuō)，正在成為一個(gè)不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)。為保持食品的新鮮口味，用消毒來(lái)消除污染的方法已逐漸不被使用。這使得消除與產(chǎn)品相關(guān)的空氣污染更加重要。國(guó)家規(guī)定、保險(xiǎn)意識(shí)和公眾關(guān)注正促使肉加工者、奶制品生產(chǎn)者及其它食品生產(chǎn)者更新他們的空氣過(guò)濾系統(tǒng)。
在歐洲，酸奶的罐裝是在潔凈室條件下進(jìn)行的，其結(jié)果是在不用添加價(jià)格昂貴的化學(xué)保鮮劑，產(chǎn)品可以保存較長(zhǎng)的時(shí)間。
啤酒廠發(fā)現(xiàn)為保護(hù)它們的生啤酒，必須控制灌裝車間周圍環(huán)境的空氣污染。在潔凈室進(jìn)行灌裝是最佳選擇。這類工廠需要100000 級(jí)的潔凈室，可以采用頂部通風(fēng)系統(tǒng)，用HEPA 過(guò)濾器過(guò)濾。
在法國(guó)北部的亞眠市， Su lzer 先生為其廚房設(shè)計(jì)了潔凈室。Su lzer 的廚房潔凈室級(jí)別為100 級(jí)，并配有必要的加熱和冷凍設(shè)施。按照美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209 D 規(guī)定，食品應(yīng)在潔凈度100 級(jí)、室溫12℃的條件下進(jìn)行分裝。這樣可以保證無(wú)菌操作，其好處是提高質(zhì)量、增加營(yíng)養(yǎng)、改善口味、延長(zhǎng)貯存期。
3 市場(chǎng)趨勢(shì)展望未來(lái)的空氣過(guò)濾器市場(chǎng)，我們可以發(fā)現(xiàn)：
（1）在當(dāng)前的空氣過(guò)濾器場(chǎng)中，以微細(xì)玻璃纖維作為過(guò)濾介的過(guò)濾器仍占主導(dǎo)地位，但膜生產(chǎn)也正向空氣過(guò)濾領(lǐng)域發(fā)展，提供高的膜濾器，并改善膜在低氣流阻力過(guò)濾的性能。它們認(rèn)為，在高效空過(guò)濾和集塵應(yīng)用中，膜濾器不久將代微細(xì)玻璃纖維過(guò)濾器。
（2）耐高溫過(guò)濾器的發(fā)展將會(huì)加快。金屬纖維和陶瓷纖維過(guò)濾器已獲得應(yīng)用。玻璃纖維復(fù)合無(wú)機(jī)膜可以增強(qiáng)纖維的機(jī)械性能，賦予濾袋較強(qiáng)的耐高溫性能，使之在高達(dá)480℃的溫度下使用。熱電工程、煤氣化系統(tǒng)和垃圾焚燒系統(tǒng)將為耐高溫過(guò)濾器提供了一個(gè)巨大的市場(chǎng)。
（3）空氣過(guò)濾器市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)是全球化。發(fā)展中國(guó)家購(gòu)買增長(zhǎng)率將比發(fā)達(dá)國(guó)家快。刺激今后幾年過(guò)濾器市場(chǎng)快速發(fā)展的因素包括：①發(fā)展中國(guó)家大量新工廠的建設(shè)；②歐洲和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇；③世界范圍內(nèi)對(duì)環(huán)境保護(hù)的更嚴(yán)格要求。這種需要、繁榮和環(huán)境意識(shí)的結(jié)合必然會(huì)激起過(guò)濾器市場(chǎng)的迅速發(fā)展。
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