一、過濾分離的兩大類別
從潔凈室技術以凈化空氣為主要目的來看,空氣中微粒濃度很低(相對于工業除塵系統)、微粒粒徑很小甚至極小,并且應確保達到末級過濾效果的嚴格要求,所以主要采用帶有阻隔性質的過濾分離方法去除氣流中的微粒和微生物,根據需要也采用吸附、吸收或電力分離的方法。阻隔性質的微粒過濾器按微粒被捕集的位置可分為兩大類,一為表面過濾器,為深層過濾器。
表面過濾器有金屬網、多孔板、化學微孔濾膜等形式,空氣中的微粒在表面被捕集。其中微孔濾膜表面帶有大量靜電荷,均勻地分布著0.1~10μm的小孔,孔徑可在制膜過程控制;比孔徑大的微粒被截留于表面,一般認為濾膜截留的最小微粒徑為平均微孔直徑的十分之一到十五分之一。近年來,微孔濾膜研發成果累累,具有很高的過濾效率,除廣泛用于液體過濾外,主要用于小氣量如采樣過濾器,有時也用于特殊要求的無菌、無塵的末端過濾。
深層過濾器又分為高填充率和低填充率兩種,微粒捕集發生在表面和過濾層內。目前廣泛應用的是低填充率的過濾器,包括纖維填充層、無紡布和濾紙的過濾器,雖然這類過濾器內部纖維配置也很復雜,但由于空隙率大,允許將構成過濾層的纖維孤立地看待,從而可簡化研究步驟,并且此類過濾器阻力不大,效率很高,具有極好的使用價值,特別在潔凈技術領域應用極廣。
二、過濾過程的兩大階段
第一階段稱為穩定階段,在這個階段里,過濾器對微粒的捕集效率和阻力是不隨時間而改變的,而是由過濾器的固有結構、微粒的性質和氣流的特點決定。在這個階段里,過濾器結構由于微粒沉降等原因而引起的厚度上的變化是很小的。對于過濾微粒濃度很低的氣流,例如在空氣潔凈技術中過濾室內空氣,這個階段對于過濾器就很重要了
第二階段稱為不穩定階段,在這里,捕集效率和阻力不取決于微粒的性能,而是隨時間的變化而變化,主要是隨著微粒的沉積、氣體的侵蝕、水蒸氣的影響而變化。盡管這一階段和上一階段相比要長得多,并且對一般工業過濾器有決定意義,但是在空氣潔凈技術中的高效空氣過濾器則意義不大。