HEPA एयर फ़िल्टर के प्रदर्शन पर प्रायोगिक अध्ययन

आधुनिक उद्योग के विकास ने प्रयोग, अनुसंधान और उत्पादन के वातावरण पर बढ़ती मांगें रखी हैं। इस आवश्यकता को प्राप्त करने का मुख्य तरीका स्वच्छ एयर कंडीशनिंग सिस्टम में एयर फिल्टर का व्यापक रूप से उपयोग करना है। उनमें से, HEPA और ULPA फिल्टर स्वच्छ कमरे में प्रवेश करने वाले धूल कणों के लिए अंतिम सुरक्षा हैं। इसका प्रदर्शन सीधे स्वच्छ कमरे के स्तर से संबंधित है, जो बदले में प्रक्रिया और उत्पाद की गुणवत्ता को प्रभावित करता है। इसलिए, फिल्टर पर प्रायोगिक अनुसंधान करना सार्थक है। 0.3 माइक्रोन, 0.5 माइक्रोन, 1.0 माइक्रोन पीएओ कणों के लिए ग्लास फाइबर फिल्टर और PTFE फिल्टर की निस्पंदन दक्षता को मापकर दो फिल्टर के प्रतिरोध प्रदर्शन और निस्पंदन प्रदर्शन की तुलना अलग-अलग हवा की गति पर की गई थी।

मुख्य शब्द:HEPA एयर फिल्टर; प्रतिरोध प्रदर्शन; निस्पंदन प्रदर्शन; PTFE फिल्टर पेपर; ग्लास फाइबर फिल्टर पेपर; ग्लास फाइबर फिल्टर।
सीएलसी संख्या:X964 दस्तावेज़ पहचान कोड:A
विज्ञान और प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, आधुनिक औद्योगिक उत्पादों के उत्पादन और आधुनिकीकरण में इनडोर वायु स्वच्छता की अधिक से अधिक मांग हो गई है। विशेष रूप से, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स, चिकित्सा, रसायन, जैविक, खाद्य प्रसंस्करण और अन्य उद्योगों को लघुकरण की आवश्यकता होती है। परिशुद्धता, उच्च शुद्धता, उच्च गुणवत्ता और उच्च विश्वसनीयता वाले इनडोर वातावरण, जो HEPA एयर फिल्टर के प्रदर्शन पर उच्च और उच्च आवश्यकताओं को रखता है, इसलिए उपभोक्ता मांग को पूरा करने के लिए HEPA फ़िल्टर का निर्माण कैसे किया जाए, यह निर्माताओं की तत्काल आवश्यकता बन गई है। हल की गई समस्याओं में से एक [1-2]। यह अच्छी तरह से ज्ञात है कि फिल्टर का प्रतिरोध प्रदर्शन और निस्पंदन दक्षता फिल्टर के मूल्यांकन के लिए दो महत्वपूर्ण संकेतक हैं। यह पत्र प्रयोगों [3] और एक ही फिल्टर सामग्री की विभिन्न संरचनाओं द्वारा विभिन्न फिल्टर सामग्रियों के HEPA एयर फिल्टर के निस्पंदन प्रदर्शन और प्रतिरोध प्रदर्शन का विश्लेषण करने का प्रयास करता है

1 परीक्षण विधि विश्लेषण
HEPA एयर फ़िल्टर का पता लगाने के कई तरीके हैं, और विभिन्न देशों के अलग-अलग मानक हैं। 1956 में, यूएस मिलिट्री कमीशन ने USMIL-STD282, एक HEPA एयर फ़िल्टर परीक्षण मानक और दक्षता परीक्षण के लिए DOP विधि विकसित की। 1965 में, ब्रिटिश मानक BS3928 की स्थापना की गई, और दक्षता का पता लगाने के लिए सोडियम लौ विधि का उपयोग किया गया। 1973 में, यूरोपीय वेंटिलेशन एसोसिएशन ने यूरोवेंट 4/4 मानक विकसित किया, जिसमें सोडियम लौ का पता लगाने की विधि का पालन किया गया। बाद में, अमेरिकन सोसाइटी फॉर एनवायर्नमेंटल टेस्टिंग एंड फ़िल्टर एफिशिएंसी साइंस ने अनुशंसित परीक्षण विधियों के लिए समान मानकों की एक श्रृंखला संकलित की, सभी DOP कैलीपर काउंटिंग विधि का उपयोग करते हुए। 1999 में, यूरोप ने BSEN1822 मानक की स्थापना की, पता लगाने की विधि में कैलीपर काउंटिंग विधि का उपयोग किया जाता है, तथा एरोसोल में PAO कणों का उपयोग किया जाता है।
1. 1 मुख्य उपकरण
इस प्रयोग में दो कण काउंटर का उपयोग किया जाता है, जो अन्य कण सांद्रता परीक्षण उपकरणों की तुलना में सरल, सुविधाजनक, तेज और सहज है [5]। कण काउंटर के उपरोक्त फायदे इसे धीरे-धीरे अन्य तरीकों की जगह लेते हैं और कण सांद्रता के लिए मुख्य परीक्षण विधि बन जाते हैं। वे कणों की संख्या और कण आकार वितरण (यानी, गिनती की गिनती) दोनों की गणना कर सकते हैं, जो इस प्रयोग का मुख्य उपकरण है। नमूना प्रवाह दर 28.6 एलपीएम है, और इसके कार्बन रहित वैक्यूम पंप में कम शोर और स्थिर प्रदर्शन की विशेषताएं हैं। यदि विकल्प स्थापित है, तो तापमान और आर्द्रता के साथ-साथ हवा की गति को मापा जा सकता है और फ़िल्टर का परीक्षण किया जा सकता है।
डिटेक्शन सिस्टम फ़िल्टर की जाने वाली धूल के रूप में PAO कणों का उपयोग करके एरोसोल का उपयोग करता है। हम संयुक्त राज्य अमेरिका में उत्पादित TDA-5B मॉडल के एरोसोल जनरेटर (एरोसोल पीढ़ी) का उपयोग करते हैं। घटना की सीमा 500 - 65000 cfm (1 cfm = 28.6 LPM) है, और सांद्रता 100 μg / L, 6500 cfm; 10 μg / L, 65000 cfm है।
1. 2 साफ कमरा
प्रयोग की सटीकता में सुधार करने के लिए, 10,000-स्तरीय प्रयोगशाला को अमेरिकी संघीय मानक 209C के अनुसार डिजाइन और सजाया गया था। कोटिंग फ़्लोर का उपयोग किया जाता है, जो टेराज़ो, पहनने के प्रतिरोध, अच्छी सीलिंग, लचीलेपन और जटिल निर्माण के लाभों की विशेषता है। सामग्री एपॉक्सी लाह है और दीवार को इकट्ठे क्लीन रूम साइडिंग से बनाया गया है। कमरा 220v, 2 × 40w शुद्धिकरण 6 लैंप से सुसज्जित है और रोशनी और क्षेत्र के उपकरणों की आवश्यकताओं के अनुसार व्यवस्थित है। क्लीन रूम में 4 शीर्ष एयर आउटलेट और 4 एयर रिटर्न पोर्ट हैं। एयर शावर रूम को सिंगल ऑर्डिनरी टच कंट्रोल के लिए डिज़ाइन किया गया है। एयर शावर का समय 0-100s है, और किसी भी समायोज्य परिसंचारी वायु मात्रा नोजल की हवा की गति 20ms से अधिक या उसके बराबर है। क्योंकि क्लीन रूम का क्षेत्र <50m2 है और स्टाफ़ <5 लोग हैं, इसलिए क्लीन रूम के लिए एक सुरक्षित निकास प्रदान किया जाता है। चयनित HEPA फ़िल्टर GB01×4 है, वायु की मात्रा 1000m3/h है, और निस्पंदन दक्षता 0.5μm और 99.995% से अधिक या बराबर है।
1. 3 प्रयोगात्मक नमूने
ग्लास फाइबर फिल्टर के मॉडल हैं: 610 (एल) × 610 (एच) × 150 (डब्ल्यू) मिमी, बैफल प्रकार, 75 झुर्रियाँ, आकार 610 (एल) × 610 (एच) × 90 (डब्ल्यू) मिमी, 200 प्लीट्स के साथ, पीटीएफई फिल्टर आकार 480 (एल) × 480 (एच) × 70 (डब्ल्यू) मिमी, बैफल प्रकार के बिना, 100 झुर्रियों के साथ।
2 मूल सिद्धांत
परीक्षण बेंच का मूल सिद्धांत यह है कि पंखे को हवा में उड़ाया जाता है। चूंकि HEPA/UEPA भी HEPA एयर फिल्टर से लैस है, इसलिए यह माना जा सकता है कि परीक्षण किए गए HEPA/UEPA तक पहुंचने से पहले हवा साफ हवा बन गई है। डिवाइस धूल युक्त गैस की वांछित सांद्रता बनाने के लिए पाइपलाइन में PAO कणों का उत्सर्जन करता है और कण सांद्रता निर्धारित करने के लिए एक लेजर कण काउंटर का उपयोग करता है। फिर धूल युक्त गैस परीक्षण किए गए HEPA/UEPA से होकर बहती है, और HEPA/UEPA द्वारा फ़िल्टर की गई हवा में धूल कण सांद्रता को भी एक लेजर कण काउंटर का उपयोग करके मापा जाता है, और फ़िल्टर से पहले और बाद में हवा की धूल सांद्रता की तुलना की जाती है, जिससे HEPA/UEPA का निर्धारण होता है। फ़िल्टर प्रदर्शन। इसके अलावा, नमूना छेद क्रमशः फ़िल्टर से पहले और बाद में व्यवस्थित किए जाते हैं,

3 फ़िल्टर प्रतिरोध प्रदर्शन तुलना
HEPA की प्रतिरोध विशेषता HEPA की महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक है। लोगों की मांग की दक्षता को पूरा करने के आधार पर, प्रतिरोध विशेषताएँ उपयोग की लागत से संबंधित हैं, प्रतिरोध छोटा है, ऊर्जा की खपत छोटी है, और लागत बचती है। इसलिए, फ़िल्टर का प्रतिरोध प्रदर्शन एक चिंता का विषय बन गया है। महत्वपूर्ण संकेतकों में से एक।
प्रायोगिक माप डेटा के अनुसार, ग्लास फाइबर और पीटीएफई फिल्टर के दो अलग-अलग संरचनात्मक फिल्टर की औसत हवा की गति और फिल्टर दबाव अंतर के बीच संबंध प्राप्त किया जाता है।यह संबंध चित्र 2 में दर्शाया गया है:

प्रायोगिक आंकड़ों से यह देखा जा सकता है कि जैसे-जैसे हवा की गति बढ़ती है, फिल्टर का प्रतिरोध कम से उच्च तक रैखिक रूप से बढ़ता है, और ग्लास फाइबर के दो फिल्टर की दो सीधी रेखाएं काफी हद तक मेल खाती हैं। यह देखना आसान है कि जब निस्पंदन हवा की गति 1 मीटर/सेकंड होती है, तो ग्लास फाइबर फिल्टर का प्रतिरोध PTFE फिल्टर के प्रतिरोध का लगभग चार गुना होता है।

फ़िल्टर के क्षेत्र को जानने पर, फेस स्पीड और फ़िल्टर दबाव अंतर के बीच संबंध निकाला जा सकता है:
प्रायोगिक डेटा से यह देखा जा सकता है कि जैसे-जैसे हवा की गति बढ़ती है, फिल्टर का प्रतिरोध कम से उच्च तक रैखिक रूप से बढ़ता है, और ग्लास फाइबर के दो फिल्टर की दो सीधी रेखाएं काफी हद तक मेल खाती हैं। यह देखना आसान है कि जब निस्पंदन हवा की गति 1 मीटर/सेकंड होती है, तो ग्लास फाइबर फिल्टर का प्रतिरोध PTFE फिल्टर के प्रतिरोध से लगभग चार गुना होता है।

फ़िल्टर के क्षेत्र को जानने पर, फेस स्पीड और फ़िल्टर दबाव अंतर के बीच संबंध निकाला जा सकता है:

दो प्रकार के फिल्टर फिल्टर की सतह की गति और दो फिल्टर पेपर के फिल्टर दबाव अंतर के बीच अंतर के कारण, एक ही सतह की गति पर 610 × 610 × 90 मिमी के विनिर्देश के साथ फिल्टर का प्रतिरोध विनिर्देश 610 × से अधिक है। 610 x 150 मिमी फिल्टर का प्रतिरोध।

हालांकि, यह स्पष्ट है कि समान सतह गति पर, ग्लास फाइबर फिल्टर का प्रतिरोध PTFE के प्रतिरोध से अधिक है। यह दर्शाता है कि प्रतिरोध प्रदर्शन के मामले में PTFE ग्लास फाइबर फिल्टर से बेहतर है। ग्लास फाइबर फिल्टर और PTFE प्रतिरोध की विशेषताओं को और अधिक समझने के लिए, आगे के प्रयोग किए गए। फ़िल्टर हवा की गति में परिवर्तन के रूप में दो फ़िल्टर पेपर के प्रतिरोध का सीधे अध्ययन करें, प्रयोगात्मक परिणाम नीचे दिखाए गए हैं:

यह पिछले निष्कर्ष की पुष्टि करता है कि ग्लास फाइबर फिल्टर पेपर का प्रतिरोध समान हवा की गति के तहत पीटीएफई की तुलना में अधिक है [6]।
4 फ़िल्टर फ़िल्टर प्रदर्शन तुलना
प्रायोगिक स्थितियों के अनुसार, विभिन्न वायु वेगों पर 0.3μm, 0.5μm, और 1.0μm कण आकार वाले कणों के लिए फिल्टर की निस्पंदन दक्षता को मापा जा सकता है, और निम्नलिखित चार्ट प्राप्त होता है:

जाहिर है, अलग-अलग हवा की गति पर 1.0 माइक्रोन कणों के लिए दो ग्लास फाइबर फिल्टर की निस्पंदन दक्षता 100% है, और 0.3 माइक्रोन और 0.5 माइक्रोन कणों की निस्पंदन दक्षता हवा की गति की वृद्धि के साथ घट जाती है। यह देखा जा सकता है कि बड़े कणों के लिए फिल्टर की निस्पंदन दक्षता छोटे कणों की तुलना में अधिक है, और 610 × 610 × 150 मिमी फिल्टर का निस्पंदन प्रदर्शन विनिर्देश 610 × 610 × 90 मिमी के फिल्टर से बेहतर है।
इसी विधि का उपयोग करते हुए, 480×480×70 मिमी पीटीएफई फिल्टर की निस्पंदन दक्षता और हवा की गति के बीच संबंध को दर्शाने वाला एक ग्राफ प्राप्त किया गया है:

चित्र 5 और चित्र 6 की तुलना करें तो 0.3 μm, 0.5 μm कण ग्लास फ़िल्टर का निस्पंदन प्रभाव बेहतर है, खासकर 0.3 μm धूल कंट्रास्ट प्रभाव के लिए। 1 μm कणों पर तीन कणों का निस्पंदन प्रभाव 100% था।
ग्लास फाइबर फिल्टर और PTFE फिल्टर सामग्री के निस्पंदन प्रदर्शन की अधिक सहजता से तुलना करने के लिए, फिल्टर प्रदर्शन परीक्षण सीधे दो फिल्टर पेपरों पर किए गए, और निम्नलिखित चार्ट प्राप्त किया गया:

उपरोक्त चार्ट अलग-अलग हवा की गति पर 0.3 माइक्रोन कणों पर PTFE और ग्लास फाइबर फिल्टर पेपर के निस्पंदन प्रभाव को मापकर प्राप्त किया गया है [7-8]। यह स्पष्ट है कि PTFE फिल्टर पेपर की निस्पंदन दक्षता ग्लास फाइबर फिल्टर पेपर की तुलना में कम है।
फिल्टर सामग्री के प्रतिरोध गुणों और निस्पंदन गुणों पर विचार करते हुए, यह देखना आसान है कि PTFE फिल्टर सामग्री मोटे या उप-HEPA फिल्टर बनाने के लिए अधिक उपयुक्त है, और ग्लास फाइबर फिल्टर सामग्री HEPA या अल्ट्रा-HEPA फिल्टर बनाने के लिए अधिक उपयुक्त है।
5। उपसंहार
PTFE फिल्टर के प्रतिरोध गुणों और निस्पंदन गुणों की तुलना ग्लास फाइबर फिल्टर से करके विभिन्न फिल्टर अनुप्रयोगों की संभावनाओं का पता लगाया जाता है। प्रयोग से हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि हवा की गति HEPA एयर फिल्टर के निस्पंदन प्रभाव को प्रभावित करने वाला एक बहुत ही महत्वपूर्ण कारक है। हवा की गति जितनी अधिक होगी, निस्पंदन दक्षता उतनी ही कम होगी, PTFE फिल्टर पर प्रभाव उतना ही स्पष्ट होगा, और कुल मिलाकर PTFE फिल्टर में फाइबरग्लास फिल्टर की तुलना में कम निस्पंदन प्रभाव होता है, लेकिन इसका प्रतिरोध ग्लास फाइबर फिल्टर की तुलना में कम होता है। इसलिए, PTFE फ़िल्टर सामग्री मोटे या उप-उच्च दक्षता वाले फ़िल्टर बनाने के लिए अधिक उपयुक्त है, और ग्लास फाइबर फ़िल्टर सामग्री उत्पादन के लिए अधिक उपयुक्त है। कुशल या अति-कुशल फ़िल्टर। 610×610×150 मिमी के विनिर्देशन वाला ग्लास फाइबर HEPA फ़िल्टर 610×610×90 मिमी ग्लास फाइबर HEPA फ़िल्टर से कम है, और निस्पंदन प्रदर्शन 610×610×90 मिमी ग्लास फाइबर HEPA फ़िल्टर से बेहतर है। वर्तमान में, शुद्ध PTFE फ़िल्टर सामग्री की कीमत ग्लास फाइबर की तुलना में अधिक है। हालांकि, ग्लास फाइबर की तुलना में, PTFE में ग्लास फाइबर की तुलना में बेहतर तापमान प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और हाइड्रोलिसिस है। इसलिए, फ़िल्टर का उत्पादन करते समय विभिन्न कारकों पर विचार किया जाना चाहिए। तकनीकी प्रदर्शन और आर्थिक प्रदर्शन को मिलाएं।
संदर्भ:
[1] लियू लाईहोंग, वांग शिहोंग। एयर फिल्टर का विकास और अनुप्रयोग [जे] • फ़िल्टरिंग और पृथक्करण, 2000, 10 (4): 8-10।
[2] सीएन डेविस एयर फ़िल्टर [एम], हुआंग रिगुआंग द्वारा अनुवादित। बीजिंग: एटॉमिक एनर्जी प्रेस, 1979।
[3] जीबी/टी6165-1985 उच्च दक्षता एयर फ़िल्टर प्रदर्शन परीक्षण विधि संप्रेषण और प्रतिरोध [एम]। राष्ट्रीय मानक ब्यूरो, 1985।
[4] ज़िंग सोंगनियान। उच्च दक्षता वाले एयर फ़िल्टर का पता लगाने की विधि और व्यावहारिक अनुप्रयोग [जे] • बायोप्रोटेक्टिव महामारी रोकथाम उपकरण, 2005, 26 (1): 29-31।
[5] होचरेनर। कण काउंटर के आगे के विकास
साइज़रपीसीएस-2000ग्लास फाइबर [जे]•फ़िल्टर जर्नल ऑफ एरोसोल साइंस, 2000,31(1): 771-772.
[6]ई. वेनगार्टनर, पी. हॉलर, एच. बर्टशर आदि दबाव
ड्रॉपअक्रॉसफाइबरफिल्टर[जे]•एयरोसोल साइंस, 1996, 27(1): 639-640.
[7] माइकल जेएम और क्लाइड ऑर. निस्पंदन-सिद्धांत और अभ्यास[एम].
न्यूयॉर्क: मार्सेलडेकरइंक, 1987•
[8] झांग गुओक्वान. एरोसोल यांत्रिकी - धूल हटाने और शुद्धिकरण का सैद्धांतिक आधार [एम] • बीजिंग: चाइना एनवायरनमेंटल साइंस प्रेस, 1987.