【壓縮機網】新冠疫情對人類的生活造成很大的影響，讓越來越多人關注到空氣凈化，特別是冬季大氣壓較低形成霧霾，讓人們意識到所呼吸的空氣污染有多嚴重。而作為空壓機第一道關口的空氣過濾器，同樣對吸入的新鮮空氣有相應要求。

　　一、空氣過濾原理

　　空氣過濾的目的是過濾掉含有灰塵、油等雜質的空氣，保護設備安全，讓機械設備使用壽命更長。過濾器的過濾原理有：擴散效應、攔截效應、慣性效應、篩效應、靜電效應，通常是以上一種或幾種組合使用。

　　擴散效應：小于1um的灰塵粒子不隨氣流運動，而是因空氣分子的撞擊做無規則運動，稱為“布朗擴散運動”。如果撞在過濾器纖維上就被捕獲。粒子越小，擴散運動越劇烈，撞擊纖維的機會越多，過濾效果越好。

　　攔截效應：(一般粒徑在1μm以上)小而輕的灰塵粒子隨氣流而運動，當繞過纖維時，離纖維表面太近的灰塵就會被攔截下來。

　　慣性效應：較大的灰塵粒子在氣流中做慣性運動。當氣流繞過纖維時，慣性大的粒子來不及繞過而直接撞到纖維上。灰塵越大，慣性力越強，撞擊纖維的可能性越大，過濾效果越好。

　　篩效應：灰塵直徑如果大于纖維之間的間隙，就會被攔住。一般來說，灰塵直徑遠小于纖維間隙，也就是說，篩效應很少發生。

　　靜電效應。

　　二、空氣過濾的方式

　　壓縮空氣中的污染物主要有兩種，一種是被吸入壓縮機的大氣污染物，其中80％直徑在2μm以下；另一種是壓縮機的帶出物，呈煙霧狀態，消散開來便成為0.01～0.8μm的氣溶膠。空氣凈化的方式很多種，大多為物理方式，其核心部件——空氣過濾網，目前市場上因品牌不同、生產廠商不同，過濾器也從幾百元到上萬元不等。高效率空氣微粒子過濾網，即High-Efficiency Particulate Air，簡稱HEPA。符合HEPA標準的過濾器的用途非常廣，該濾網的標準由美國能源部設定，對粒徑在0.3μm的粒子，過濾效果約為DOP99.97%以上，通常使用的高效濾網可達到99.99%的攔截效率。HEPA過濾網有完整的分級，根據使用范圍不同還可分為醫用等相關分級。HEPA過濾等級如下表：

　　高效空氣過濾網按單次濾凈率計算，標準HEPA濾網能過濾空氣中小至0.3微米的微粒，濾凈率至少達99.97%，被廣泛應用于空氣品質要求嚴格的醫院、實驗室及精密儀器生產車間等場所。單次濾凈率指在濾網吸入空氣到排出新鮮空氣的單次過程里，通過對比空氣微粒數量的變化來確定濾網的濾凈能力。

　　三、如何提升過濾效率？

　　影響過濾效率的幾個因素：穿過濾料的氣流低、濾料面積大、濾料中含有數量多的細纖維、靜電電子密度。

　　濾料與效率關系：濾料中含有粗細不等的纖維，濾料中的細纖維起主要過濾作用，纖維間隙遠比要過濾的灰塵大，過濾器是深層過濾。

　　濾料與使用壽命的關系：蓬松的濾料比密實的濾料能容納的灰塵多，因此使用壽命長；濾料中少量的粗纖維就是為了提高蓬松度和強度。

　　過濾器結構與阻力的關系：幾種不同的過濾效應同時起作用；過濾器效率隨粒徑不同而變化，效率最低點的稱為MPPS（最易穿透粒徑），它隨濾料種類、過濾風速而變化。好的過濾器——纖維細、蓬松、濾料面積大！

　　四、壓縮空氣過濾器選用

　　根據壓縮空氣過濾器按濾材的結構形式可分為“深度”過濾器、“網孔”過濾器或深度、網孔結合型過濾器。

　　纏繞型濾芯。這種濾芯目前應用最多，使用最廣泛，一般不考慮反向吹洗和重復使用，基本上為一次報廢性濾芯。主要材質為人造絲、尼龍絲、聚丙烯纖維、玻璃纖維等，價格便宜。該形式屬于深層過濾，因此含塵量較大，但過濾精度不甚高，國外產品可除掉0.8μm以上粒子，國內為1μm。

　　無紡布濾芯。這種濾芯主要是用乙烯基纖維素、聚丙烯、聚四氟乙烯的多孔薄膜與補強材料加工為圓筒型濾芯。目前市場上所售過濾器多為這種濾芯的組合體，如醋酸纖維素和硝酸纖維素以及兩種混合材料組成的微孔過濾器，不宜受稀酸、稀堿及無極性液體的腐蝕，但使用溫度不得高于75℃。

　　聚四氟乙烯濾芯是用純泰氟隆制造的，適用于有機溶劑、強酸、強堿，其本身在化學上也是惰性的，使用溫度在-100～260℃時是穩定的。聚氯乙烯濾芯強度高、韌性強，耐中等強度的酸堿，使用溫度不宜高于65℃，否則會軟化，且有毒，故在食品、制藥行業應用上要持慎重態度。這種濾材的濾芯，無論是液體、氣體，都可除掉大于0.5μm的微塵顆粒，工作壓力一般為0.8～1.0MPa。這種濾芯的一個很大優點是，當氣體透過時，過濾元件往往會帶靜電荷，這種靜電能夠阻止因懸浮的微小粒子侵入孔道深處而堵塞過濾元件，使粉塵呈松散狀態沉積于過濾元件表面，易于排掉和清洗。

　　中空纖維組合濾芯是微孔分布比普通濾膜密集，在每平方厘米過濾面積中的微孔數量多。普通膜式濾器具有最大的微孔尺寸為0.3μm，而中空纖維為0.1μm。中空纖維的使用壽命較長、過濾的安全性、具有較好的透水性能，可用來作為氣體干燥，排除氣體中水分。缺點是加工復雜，自身在中空狀態下承受連續流動時，會使得中空纖維膜破裂，從而導致濾器失效。

　　粉末冶金多孔濾材是用粉末冶金工藝制得的多孔金屬或多孔合金，具有普通多孔料體因多孔而具備的過濾特性，具有金屬的全部性能，是當前過濾材料中的一大類。特點是具有優良的透過性能，適用于過濾、流體的均勻分布與滲透裝置等。當用于氣體分離時分離效果好，而用于儀器、儀表可以比較精確的控制流體的流動，如大家熟悉的離心式壓縮機油路系統采用40μm不銹鋼粉末冶金濾材代替以前的金屬網濾材，能有效地防止了固體微粒的侵入，離心機軸承的壽命可以提高到10～20年，濾效為篩網濾器的3倍以上。比表面積大，作熱交換材料時，可提高熱交換效果，能夠吸收能量，故可作為干燥器排氣的消音、防震和緩沖材料，保持有一定的金屬與合金特性，如導熱、導電、焊接加工等，具有一定的強度和韌性，故可在高壓條件下工作。

　　多孔陶瓷及其它濾材。多孔陶瓷是在國外出現較早，同時耐壓較高的一種濾材，近年在應用上又呈上升的趨勢。使用效果根據使用條件的不同也很不一致，國內產品的使用壽命最短為6～8個月，因此為確保可靠性，多采用兩級，而且在高壓場合應用較多。國外（如美國帕克）過濾器殼體為316L不銹鋼，內壁粗糙度僅為0.8μm，承壓最高可達3000lbf/in2(1lbf/in2=6.8948×103MPa)。

　　五、空氣過濾器應具有以下特征

　　良好的空氣過濾器應具有那些性能：過濾效率高，能夠有效過濾掉空氣中的塵埃、花粉等污染物，提供清潔氣源；大面積的空氣過濾器采用多層次的過濾設計，增大過濾面積，能有效捕捉空氣中的污染物；長壽命，空氣過濾器采用高質量的材料制造，能夠經久耐用，減少更換次數和維護成本；低阻力，在自然吸氣狀態下保持較低的氣流阻力；安全性，空氣過濾器采用無毒、無害的材料制造，不會產生有害物質釋放，對人體和環境無害；易于安裝和更換，空氣過濾器設計簡單、安裝方便，更換過濾器也較為容易。

　　總之，各種濾材在各種不同的部門和場合都有具體使用，至于哪一種濾材比較理想，要綜合氣體壓力、流量、溫度、氣體潔凈度的要求程度，以及使用條件等諸多因素，進行技術、經濟比較再確定，不能一概而論。隨著我國引進國外設備、技術，經過消化吸收，轉化為我們自己的東西，相信不久將會有更多的國內知名品牌涌現，為壓縮空氣的潔凈技術提供方便和優越的條件支持。

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