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行業(yè)新聞

公共場(chǎng)所使用的過濾器

公共場(chǎng)所使用的過濾器

芯片廠使用的過濾器當(dāng)今，半導(dǎo)體芯片廠對(duì)生產(chǎn)環(huán)境空氣潔凈程度挑剔，對(duì)空氣過濾器的要求也苛刻。粘在芯片上的粉塵可能造成斷路、短路而直接影響成品率。衡量芯片集成度的指標(biāo)之一是“線寬”，即集成電路上導(dǎo)線的寬度。在線寬以微米計(jì)的年代，制造環(huán)境對(duì)粉塵粒徑的限制是小于線寬的1／10，隨著線寬不斷變小，1／10之說又變成了1／4、1／2。20O2年，普通微機(jī)中P4處理器的線寬縮小到了0．13／ml，此時(shí)任何粉塵都可能損害電路，粒徑與線寬的傳統(tǒng)比較過時(shí)了。

芯片廠傳統(tǒng)的通風(fēng)形式是“大循環(huán)”，車間的整個(gè)天花板上布滿無隔板高效過濾器，整個(gè)地面為回風(fēng)柵板?，F(xiàn)在芯片廠有些車間使用自帶風(fēng)機(jī)的高效過濾裝置(FFU，F(xiàn)anFilterUnits)。大循環(huán)和FFU兩種形式都能達(dá)到足夠的潔凈度，只是在運(yùn)行管理和能耗上有所差異。能擠進(jìn)芯片廠的高效過濾器和FFU都要經(jīng)過逐臺(tái)掃描測(cè)試。芯片廠認(rèn)為，傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法用的試驗(yàn)粉塵本身就是污染源，所以芯片廠不買鈉焰法和DOP法的帳。空氣中的海鹽粒子是所有電子工業(yè)的大敵，但海鹽粉塵的顆粒比較大，普通過濾器就能將其清除。有人說電子工業(yè)的理想地點(diǎn)應(yīng)該遠(yuǎn)離海岸，可國(guó)內(nèi)芯片廠就建在了經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)，在過濾器上多花點(diǎn)錢就是了。芯片廠特別在意過濾器上可能的微量揮發(fā)元素。

近幾年出現(xiàn)了聚四氟乙烯FIFE纖維高效過濾材料，這種材料沒有揮發(fā)物，但它帶靜電，過濾后的空氣要進(jìn)行電中和以消除空氣中的離子，少了個(gè)隱患，多了個(gè)麻煩。目前FIEF高效濾材的價(jià)格偏高，絕大部分高效過濾器仍使用傳統(tǒng)的玻纖濾紙。高效過濾器上可能的揮發(fā)物主要源于制造過程使用的粘結(jié)劑、清洗劑、試驗(yàn)粉塵、輔助材料，為芯片廠供貨的過濾器廠商要在避免微量揮發(fā)物上下些功夫。但當(dāng)芯片的線寬小到O．5llrrI時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)空氣中的化學(xué)污染物成了影響成品率的主要危害，于是，后建的芯片廠空調(diào)系統(tǒng)中普遍配置了化學(xué)過濾器。芯片廠說的化學(xué)過濾器就是活性炭過濾器，它的原理和制造工藝并不復(fù)雜。

化學(xué)污染物的來源有：室外空氣、工藝本身、人、裝修材料。多數(shù)情況下，設(shè)計(jì)師和現(xiàn)場(chǎng)人員也說不清污染物的種類和濃度，因此，芯片廠用的化學(xué)過濾器應(yīng)具有兩個(gè)特點(diǎn)：廣譜吸附性能、足夠多的活性炭材料。所謂廣譜吸附就是對(duì)什么都能多少吸附些，能有這種功能的就是傳統(tǒng)的、便宜的、微孔尺寸大小不均的顆粒活性炭。如果能確定污染物種類，就可對(duì)吸附材料進(jìn)行有針對(duì)性的化學(xué)處理，以增強(qiáng)對(duì)特定污染物的吸附能力。過濾器供應(yīng)商有時(shí)還要提供相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)服務(wù)，以幫助用戶確定化學(xué)過濾器的使用情況，這就要求供應(yīng)商中有搞化學(xué)過濾的專家，并與權(quán)威實(shí)驗(yàn)室有密切的關(guān)系。遺憾的是國(guó)內(nèi)過濾器廠商沒有幾家在那上面下功夫，所以國(guó)內(nèi)芯片廠目前使用的化學(xué)過濾器多數(shù)是進(jìn)口產(chǎn)品。

半導(dǎo)體工業(yè)并非“無煙工業(yè)”，它也有環(huán)境問題。那里經(jīng)常采用新的工藝和材料，有些化學(xué)物品在其安全性尚未得到評(píng)估前就已經(jīng)大量使用了。為降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，有些芯片廠的排風(fēng)系統(tǒng)也裝有化學(xué)過濾器。2機(jī)場(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)的過濾飛機(jī)場(chǎng)是賓客對(duì)城市的印象，機(jī)場(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)表明主人的實(shí)力和空調(diào)設(shè)計(jì)師的水平。在發(fā)達(dá)國(guó)家大型機(jī)場(chǎng)的空調(diào)系統(tǒng)中，空氣過濾器常見配置為：G4～預(yù)過濾器一活性炭過濾器一F7末端過濾器F7過濾器(AshraeDust-spot85％)是上檔次的公共場(chǎng)所中常見過濾器。經(jīng)過丌過濾器后，空氣含塵濃度可以達(dá)到旅游景區(qū)的水平。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定候機(jī)廳可吸入顆粒物的濃度上限為0．15mg／m3，這是從健康角度考慮的低要求，機(jī)場(chǎng)室外空氣也比這個(gè)濃度低。設(shè)計(jì)中，機(jī)場(chǎng)空調(diào)考慮的是檔次，而不僅僅是健康。機(jī)場(chǎng)有汽油味，盡管多數(shù)客人不會(huì)抱怨，但主人依然要加以掩飾。因此，消除氣味的活性炭過濾器成了發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)場(chǎng)空調(diào)中的標(biāo)準(zhǔn)配置。這里論的只是檔次，沒什么技術(shù)可言?；钚蕴窟^濾器檢驗(yàn)機(jī)場(chǎng)投資者和運(yùn)營(yíng)者的實(shí)力。、在近十年的國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目中，航站樓的建筑和內(nèi)部裝潢上有不少大手筆。國(guó)人講究“好鋼用在刀刃上”，可人們看不見空調(diào)，所以經(jīng)常因費(fèi)用問題而從簡(jiǎn)了。在上海浦東機(jī)場(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)的初規(guī)劃中，有活性炭過濾器，末端為F7過濾器。但工程設(shè)計(jì)時(shí)活性炭首先被砍掉了，在進(jìn)一步的設(shè)計(jì)中，末端的F7降為。北京機(jī)場(chǎng)航站樓用的過濾器比浦東還要低一個(gè)檔次。

目前國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)過濾器配置高的是海南三亞市鳳凰機(jī)場(chǎng)，那是外國(guó)人設(shè)計(jì)的，主過濾器效率為F7，因機(jī)場(chǎng)小沒那么多汽油味，所以未設(shè)置活性炭過濾器。20O2年，西安咸陽機(jī)場(chǎng)新航站樓選用了活性炭過濾器，這是我國(guó)個(gè)使用活性炭過濾器的航站樓，美中不足的是，那個(gè)項(xiàng)目中普通過濾器的效率規(guī)格僅為G4。我們已經(jīng)有實(shí)力用整塊好鋼去鍛打鋼刀，而不僅僅去鑲刀丸。在下一輪機(jī)場(chǎng)建設(shè)項(xiàng)目中，F(xiàn)7過濾器將是通風(fēng)過濾器的主流，活性炭過濾器也會(huì)成為大型機(jī)場(chǎng)的常規(guī)配置。3潔凈室過濾器配置過濾器是通用產(chǎn)品，不管什么等級(jí)的潔凈室，所用的高效過濾器是一樣的。一旦過濾器的品質(zhì)有了保證，通風(fēng)參數(shù)(換氣次數(shù)或平均風(fēng)速)就成了決定潔凈工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。表4—1是潔凈室設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的一些因素。表中的“氣流形式”、“平均風(fēng)速”、“換氣次數(shù)”指標(biāo)源于ISO標(biāo)準(zhǔn)，“末端過濾器效率”和“過濾器出廠檢驗(yàn)方法”兩欄是筆者自己加上的。4-1潔凈度、通風(fēng)參數(shù)與高效過濾器IS014644分級(jí)對(duì)應(yīng)傳統(tǒng)規(guī)格氣流形式平均風(fēng)速m／s換氣次數(shù)末端過濾器效率過濾器出廠檢驗(yàn)方法ISO1級(jí)≥99．9999％掃描ISO2級(jí)U0．30．5≥99．9999％掃描ISO3級(jí)lU0．30．5≥99．999％掃描ISO4級(jí)l0U0．30．5≥99．999％掃描ISO5級(jí)l0oU0．20．5≥99．9r7％總效率或掃描ISO6級(jí)l，000N．M70一l6O≥99．9r7％總效率或掃描ISO7級(jí)10，000N．M20—70≥99．9r7％總效率或掃描ISO8級(jí)l0o．000N．Ml020≥99．9r7％總效率或掃描注：u一單向流，N一非單向流，M．一單向與非單向混合流。表4—1中的“平均風(fēng)速”只針對(duì)單向流潔凈室，這種潔凈室的平均風(fēng)速必須壓過粉塵的擴(kuò)散速度。表中的“換氣次數(shù)”是針對(duì)高3m左右的常規(guī)潔凈室而言，這個(gè)參數(shù)通常僅對(duì)非單向流和混合流潔凈室有意義。目前國(guó)外高檔次潔凈室用的高效過濾器全部經(jīng)過掃描檢驗(yàn)，由于歷史原因，有些要求不高的潔凈室仍使用經(jīng)過傳統(tǒng)的總效率方法測(cè)試的過濾器。

由于具體項(xiàng)目的要求不同以及設(shè)計(jì)理念的差異，設(shè)計(jì)師對(duì)換氣次數(shù)和平均風(fēng)速的選取也會(huì)不同。換氣次數(shù)少，投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，但在潔凈度上有風(fēng)險(xiǎn)。近幾年，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)潔凈室的換氣次數(shù)有提高的趨勢(shì)。節(jié)能?可靠?仁者見仁，智者見智，商者見商。國(guó)內(nèi)制藥行業(yè)GMP規(guī)范中有個(gè)“30萬級(jí)”。30萬級(jí)的環(huán)境相當(dāng)于風(fēng)平浪靜的近海海面、“環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)”的景區(qū)。要獲得30萬級(jí)，多數(shù)情況下沒必要加裝末端高效過濾器，在空調(diào)系統(tǒng)中選用好一些的過濾器(效率級(jí)別F8kilO)就可以了?！疤岣哌^濾器的過濾效率可以降低換氣次數(shù)”，這是個(gè)十分可怕的念頭。潔凈室的主要塵源是人和設(shè)備，相比之下，經(jīng)高效過濾器進(jìn)入室內(nèi)的粉塵量要少得多。

如果通風(fēng)參數(shù)相同，選用99．9999％的過濾器與選用99．9r7％的過濾器，潔凈室的潔凈程度不會(huì)有多少差別。單向流潔凈室也稱“層流”或“均勻流”潔凈室，這種潔凈室的平均風(fēng)速至關(guān)重要，因?yàn)榉蹓m的自由擴(kuò)散速度是0．15—0．2m／s，如果風(fēng)速壓不住粉塵擴(kuò)散速度，使用再好的過濾器也白搭。非單向流潔凈室也稱“亂流”潔凈室，另有個(gè)形象的稱呼叫稀釋型(dilutiontype)潔凈室。這種潔凈室的平均風(fēng)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于粉塵擴(kuò)散速度，送風(fēng)僅起稀釋作用，由于這類潔凈室內(nèi)操作人員相對(duì)地多、設(shè)備和生產(chǎn)過程發(fā)塵量也較大，所以過濾器效率的高低不再是潔凈度的決定因素，因?yàn)椴罡咝н^濾器的其效率也會(huì)是99．9r7％，它足以滿足稀釋室內(nèi)粉塵濃度的要求。如果手頭寬裕，愿意買更好的過濾器，那就另當(dāng)別論了。

國(guó)內(nèi)曾有種觀點(diǎn)，l0萬級(jí)潔凈室可以選用“亞高效”過濾器(對(duì)t>0．5ttm粒子的過濾效率≥95％)，其理由是亞高效過濾器便宜、阻力小。就過濾器的價(jià)格而言，目前市場(chǎng)上同樣尺寸規(guī)格的亞高效過濾器并不比高效過濾器便宜多少。選用亞高效過濾器時(shí)，潔凈室的換氣次數(shù)要明顯增大，為此，空調(diào)系統(tǒng)要加大、送風(fēng)口的數(shù)量(以及過濾器數(shù)量)要增多，由此造成投資的增加遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高效與亞高效過濾器間的差價(jià)。就阻力而言，潔凈室末端過濾器初阻力的大小并不那么重要，因?yàn)椴还苁裁礃拥倪^濾器，終阻力大都定在500—600Pa。設(shè)計(jì)者要考慮過濾器接近終阻力時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)仍能正常工作，初阻力的那點(diǎn)差別實(shí)在是無關(guān)緊要。在生產(chǎn)過程中，高效過濾器要進(jìn)行逐臺(tái)性能測(cè)試，而亞高效過濾器只進(jìn)行少量抽測(cè)。兩者的外觀可能一樣，但品質(zhì)卻有明顯差別。在潔凈室使用亞高效過濾器，這種作法只會(huì)讓你花冤枉錢。4汽車涂裝空氣過濾若5ttm的粉塵混入漆層，人的肉眼就可以看到由粉塵造成的瑕點(diǎn)。

為了保證轎車油漆質(zhì)量，汽車制造廠的涂裝車間(油漆車間)使用大量空氣過濾器。噴漆線一般是個(gè)很長(zhǎng)的隧道，車身在隧道中歷經(jīng)各種工序。整個(gè)隧道的頂部覆蓋有一層厚實(shí)的無紡布，新風(fēng)穿過無紡布均勻地進(jìn)入隧道。這層無紡布的作用是阻尼均流，它有些過濾作用，又是濾材廠家生產(chǎn)的，所以汽車廠的備件部門習(xí)慣地把它歸到空氣過濾器。如果用評(píng)價(jià)過濾器效率的方法去試驗(yàn)，這層阻尼材料的效率規(guī)格大致相當(dāng)于。其實(shí)，過濾效率高低在此并不重要，重要的是材料本身要均勻，出風(fēng)面不能掉毛。你可以對(duì)著光亮抖一下材料，滋毛或掉毛的那些材料不能用。這種無紡布的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、切割和安裝時(shí)應(yīng)格外注意，別讓灰塵污染材料。噴漆線的主過濾器設(shè)在阻尼層的上方，或設(shè)在空氣處理機(jī)組內(nèi)。主過濾器的效率規(guī)格為F5一F7，主過濾器一般為普通的袋式過濾器，決定噴漆隧道空氣水平的是這一級(jí)過濾器，而不是靠近隧道的那層阻尼材料。主過濾器之前還要有預(yù)過濾器。近些年新建涂裝車間多選用進(jìn)口生產(chǎn)線或仿造進(jìn)口的生產(chǎn)線，所以袋式過濾器大都是592×592mm(名義尺寸24”×24”)的通用規(guī)格。在涂裝車間的烘烤生產(chǎn)線上，送風(fēng)溫度在200％左右，由于空氣處理器中的加熱裝置可能發(fā)塵，所以過濾器更放在加熱裝置之后，這要求過濾器能夠長(zhǎng)期承受200250℃的高溫。此處過濾器的效率規(guī)格一般為F7一，過濾器全部都是有隔板結(jié)構(gòu)，褶距約8mm的玻纖濾紙由瓦楞狀的鋁箔隔開。

由于要耐高溫，濾紙與過濾器金屬外框間的粘合與密封問題是關(guān)鍵，密封結(jié)構(gòu)要可靠，密封材料的成本又不能太高。過濾器上的密封墊多為有彈性、厚度5mm左右的玻璃纖維氈墊。烘烤生產(chǎn)線有隔板過濾器的外形尺寸為610×610×292mm。烘烤生產(chǎn)線的預(yù)過濾器設(shè)在送風(fēng)機(jī)組的人口端，所以沒有耐溫要求。預(yù)過濾器多選用效率較低的普通袋式過濾器，為了方便管理，烘烤線的預(yù)過濾器與噴漆線的預(yù)過濾器經(jīng)常為同一規(guī)格型號(hào)。硅酮是一種很好的材料，可以用來做潤(rùn)滑劑、粘接劑、密封材料，甚至曾用做隆胸填料，汽車上到處用到硅酮。但汽車廠的涂裝車間卻特別忌諱硅酮，因?yàn)榻饘俦砻嬲瓷瞎柰釋泳蜁?huì)起泡。涂裝車間明文禁用任何硅酮，過濾器供應(yīng)商應(yīng)該仔細(xì)檢查制造過程中所用的各種材料，尤其是粘合劑，確保其中不含硅酮。5核電站用的過濾器核工業(yè)消耗大量過濾器，從歷史上講，沒有核工業(yè)就沒有諸如dge、Camfil、Sofihra、Vokes那些曾經(jīng)或依然風(fēng)風(fēng)火火的過濾器公司。為了防止放射性粉塵的溢散，核電站的排風(fēng)系統(tǒng)需要大量高效過濾器。

美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定這種高效過濾器的效率為：對(duì)0．3mn的DOP粒子過濾效率99．97％。多數(shù)國(guó)家照·58·搬美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，有些國(guó)家規(guī)定了自己的試驗(yàn)方法，但過濾器性能與用美國(guó)方法測(cè)出的性能相當(dāng)。大多數(shù)核電站用的高效過濾器是傳統(tǒng)形式的有隔板過濾器，其中，過濾材料為玻纖濾紙，隔板采用0．038mm的鋁箔，外框是碳鋼或不銹鋼材料，濾紙與外框間的粘接劑為硅酮、PVC或其它耐溫材料，過濾器的迎風(fēng)面與背風(fēng)面有金屬防護(hù)網(wǎng)。核級(jí)過濾器的許多性能在平時(shí)屬于“多余性能”，那是為意外事故時(shí)的可靠性準(zhǔn)備的。法國(guó)是無隔板過濾器的鼻祖，法國(guó)人成功地在核電站中用無隔板過濾器替代了傳統(tǒng)有隔板過濾器，韓國(guó)和中國(guó)進(jìn)口了法國(guó)核電站，并各自實(shí)現(xiàn)了過濾器生產(chǎn)的本土化，除了這三個(gè)國(guó)家，多數(shù)國(guó)家不敢在關(guān)鍵部位使用無隔板高效過濾器。中國(guó)早期核反應(yīng)堆用的高效過濾器與美國(guó)的大同小異，后來，中國(guó)引進(jìn)了法國(guó)、加拿大、俄羅斯的核電站。中國(guó)的核級(jí)過濾器數(shù)量不多，樣式不少。

甲基碘和碘是放射性元素鈾的裂變產(chǎn)物，為了清除空氣中的甲基碘和碘蒸汽，核電站使用大量活性炭過濾器。這類用途的活性炭材料要經(jīng)過特殊的化學(xué)浸漬處理，以提高對(duì)甲基碘和碘的吸附能力。習(xí)慣上，核工業(yè)用的活性炭材料稱“核級(jí)炭”，活性炭過濾器稱為“碘吸附器”。與普通活性炭過濾器相比，核電站用的過濾器炭層厚、吸附效率高、耐溫和抗震要求高。由于吸附是個(gè)放熱過程，溫度過高可能引燃活性炭，所以對(duì)碘吸附器有嚴(yán)格的耐溫要求。核燃料處理廠中甲基碘和碘的濃度很高，這時(shí)就不能再使用活性炭，而是采用其它不燃的多孔吸附材料來制造碘吸附器。按消耗量計(jì)算，核電站中用量大的是一般通風(fēng)用的過濾器，反應(yīng)堆要用，輔助廠房要用，辦公與服務(wù)區(qū)也要用。核電站用的通風(fēng)過濾器的形式多種多樣，它本不該有那么多的講究，但過濾器的具體規(guī)格在建設(shè)初期就確定了，過濾器公司必須按原規(guī)格供貨。除非意外，業(yè)主和供應(yīng)商都不敢輕易改變?cè)牧?、制造工藝、試?yàn)方法和供貨渠道。

核工業(yè)用的過濾器，其原理和結(jié)構(gòu)與其它行業(yè)用的過濾器沒多大差別。核工業(yè)過濾器不求高新、不搞市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、不侃價(jià)。安全，可靠。與其它行業(yè)相比，核工業(yè)用的過濾器要經(jīng)受更多的檢測(cè)項(xiàng)目，要經(jīng)過更多的認(rèn)證。那些檢驗(yàn)和認(rèn)證經(jīng)常是些政府把持的、與核工業(yè)有關(guān)的專門機(jī)構(gòu)來做。此外，過濾器供應(yīng)商必須具有可靠的資質(zhì)和信譽(yù)，得到或多或少的政府支持，還要有相當(dāng)?shù)臉I(yè)績(jī)和相應(yīng)的技術(shù)實(shí)力。由于客戶穩(wěn)定、價(jià)格誘人，核電站讓許多過濾器公司垂涎，但真能擠進(jìn)去的廠商寥寥無幾。PkukSsj
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