一、过滤分离的两大类别
从洁净室技术以净化空气为主要目的来看,空气中微粒浓度很低(相对于工业除尘系统)、微粒粒径很小甚至极小,并且应确保达到末级过滤效果的严格要求,所以主要采用带有阻隔性质的过滤分离方法去除气流中的微粒和微生物,根据需要也采用吸附、吸收或电力分离的方法。阻隔性质的微粒过滤器按微粒被捕集的位置可分为两大类,一为表面过滤器,为深层过滤器。
表面过滤器有金属网、多孔板、化学微孔滤膜等形式,空气中的微粒在表面被捕集。其中微孔滤膜表面带有大量静电荷,均匀地分布着0.1~10μm的小孔,孔径可在制膜过程控制;比孔径大的微粒被截留于表面,一般认为滤膜截留的最小微粒径为平均微孔直径的十分之一到十五分之一。近年来,微孔滤膜研发成果累累,具有很高的过滤效率,除广泛用于液体过滤外,主要用于小气量如采样过滤器,有时也用于特殊要求的无菌、无尘的末端过滤。
深层过滤器又分为高填充率和低填充率两种,微粒捕集发生在表面和过滤层内。目前广泛应用的是低填充率的过滤器,包括纤维填充层、无纺布和滤纸的过滤器,虽然这类过滤器内部纤维配置也很复杂,但由于空隙率大,允许将构成过滤层的纤维孤立地看待,从而可简化研究步骤,并且此类过滤器阻力不大,效率很高,具有极好的使用价值,特别在洁净技术领域应用极广。
二、过滤过程的两大阶段
第一阶段称为稳定阶段,在这个阶段里,过滤器对微粒的捕集效率和阻力是不随时间而改变的,而是由过滤器的固有结构、微粒的性质和气流的特点决定。在这个阶段里,过滤器结构由于微粒沉降等原因而引起的厚度上的变化是很小的。对于过滤微粒浓度很低的气流,例如在空气洁净技术中过滤室内空气,这个阶段对于过滤器就很重要了
第二阶段称为不稳定阶段,在这里,捕集效率和阻力不取决于微粒的性能,而是随时间的变化而变化,主要是随着微粒的沉积、气体的侵蚀、水蒸气的影响而变化。尽管这一阶段和上一阶段相比要长得多,并且对一般工业过滤器有决定意义,但是在空气洁净技术中的高效空气过滤器则意义不大。
