Фильтрующий материал с активированным углем: практическое руководство для разработчиков воздушных фильтров

Фильтр с активированным углем Media — один из тех материалов, который выглядит просто в спецификации и становится гораздо более интересным, если вы попытаетесь заставить его работать внутри настоящего воздушного фильтра. Уголь может удалять запахи, летучие органические соединения, озон и другие следовые газы, но только в том случае, если сорт среды, количество углерода, путь воздушного потока и корпус вокруг него спроектированы как одна система. С 2004 года наша команда Henka производит угольные фильтры для очистителей воздуха, установок подачи свежего воздуха, оборудования HVAC и специального оборудования. Примечания ниже представляют собой практические уроки, которыми мы делимся с инженерами, выбирающими угольный материал для нового фильтра или улучшающим существующий.

Что на самом деле делает фильтрующий материал с активированным углем

Активированный уголь представляет собой высокопористую форму углерода. Площадь его внутренней поверхности огромна для его веса, и на этой поверхности собираются молекулы газа в результате адсорбции. Этот процесс отличается от просеивания частиц из воздуха. Молекулы запаха, пары растворителей и другие летучие органические соединения удерживаются на поверхности углерода слабыми физическими силами, в то время как некоторые специально обработанные виды углерода используют химические реакции для улавливания таких газов, как аммиак или сероводород.

Это различие имеет значение при проектировании фильтра. Угольная ступень обычно размещается после грубого фильтра предварительной очистки, а во многих очистителях - после ступени HEPA или рядом с ней. Предварительный фильтр защищает угольный фильтр от пыли, которая в противном случае забила бы его поры. Уголь затем справляется с газами и запахами, которые не могут удалить сажевые фильтры. Если ожидается, что уголь будет выполнять обе задачи одновременно, фильтр часто становится толще, тяжелее и его труднее герметично закрыть.

Влажность — тихая переменная в выборе углерода. Водяной пар конкурирует с целевыми газами за места адсорбции, поэтому углерод, который хорошо работает в сухой лаборатории, может потерять производительность во влажном климате. Температура оказывает аналогичный эффект: с повышением температуры адсорбция обычно ослабевает. Хорошая конструкция угольного фильтра учитывает реальные условия эксплуатации, а не только чистые и сухие условия испытаний, указанные в паспорте.

Формы носителей с активированным углем и где они подходят

Не существует единственной лучшей формы углеродного носителя. Правильный выбор зависит от целевого газа, доступного пространства, приемлемого перепада давления и ожидаемого заказчиком срока службы.

Таблица является отправной точкой, а не рейтингом. Тонкий углеродный нетканый материал может идеально подойти для компактного очистителя, где пространство ограничено, а блок с глубокими сотами может быть лучшим выбором для установки подачи свежего воздуха, которая требует низкого перепада давления и длительного интервала обслуживания.

Чтение спецификаций углерода, не теряясь

Таблицы данных по углероду полны цифр, и не все из них позволяют прогнозировать производительность в полевых условиях. Полезный способ их прочтения — связать каждое число с проектным решением, которое оно поддерживает.

• Йодное число дает приблизительное представление об объеме микропор. Это полезно для сравнения сортов, но оно не говорит вам, насколько хорошо углерод удаляет конкретный газ во влажном воздушном потоке.
• Активность четыреххлористого углерода является классической мерой адсорбционной способности пара. Это полезно для применений с растворителями и запахами, хотя условия испытаний могут отличаться от условий реального фильтра.
• Бутан рабочая емкость часто используется для углерода, предназначенного для улавливания летучих органических соединений в низких концентрациях. Это может быть более актуально, чем йодное число, для некоторых задач по очистке воздуха.
• Кажущаяся плотность влияет на то, сколько углерода помещается в данном объеме. Более плотный углерод может дать большую массу в том же пространстве, но он также может увеличить перепад давления.
• Влажность и зольность влияют на консистенцию и срок службы. Высокая зольность или влажность не являются автоматически дефектом, но это следует понимать и контролировать.
• Пропитка меняет химический состав поверхности. Импрегнированный уголь используется для удаления аммиака, сероводорода и других газов, которые простой уголь плохо удерживает.

Запросите информацию о методе испытания, подготовке проб и условиях кондиционирования для каждого значения. Марка углерода, протестированная в сухом виде, а затем установленная во влажной системе подачи свежего воздуха, может вести себя совершенно иначе, чем лабораторный результат.

Создание углеродного материала в технологичном фильтре

Хорошая конструкция угольного фильтра зависит не только от рамы и уплотнения, но и от самого угля. Углеродная пыль может загрязнять последующие компоненты, поэтому среду необходимо изолировать. Клеи должны быть совместимы с карбоном и материалом рамы. Фильтр также должен выдерживать обращение, транспортировку и изменения давления, возникающие в фильтре во время эксплуатации.

Один из наиболее частых запросов, которые мы получаем, — это угольный столик с низким перепадом давления, который вписывается в стандартный шкаф с приточным воздухом или системой отопления, вентиляции и кондиционирования. Сотовый блок часто является чистым ответом, поскольку структура является самонесущей, а каналы однородными. Наш сотовый фильтр с активированным углем является одним из примеров такого подхода: жесткий блок можно загерметизировать в раму и использовать как единый компонент.

Настраиваемый сотовый фильтр с активированным углем Жесткий сотовый блок с настраиваемым углеродным наполнением и материалом ячеек, подходящий для рамных установок, где требуется самонесущий карбоновый столик с равномерными каналами. Посмотреть продукт →

Гофрированный углеродный носитель — еще один путь. Он создает пакет с большой площадью поверхности и определенным путем воздушного потока, его можно разрезать и обрамлять для корпусов различной формы. Гофрированный фильтр с активированным углем полезен, когда конструкция требует большего количества углерода без превращения фильтра в глубокую и тяжелую коробку.

Воздушный фильтр из гофрированного активированного угля Угольный фильтр пластинчатого типа с гофрированной структурой для воздушного потока с низким сопротивлением в системах большого объема, полезен там, где требуется углеродная масса без глубокого корпуса. Посмотреть продукт →

Когда уголь необходимо объединить с фильтрацией твердых частиц на одной и той же площади, композитная конструкция часто имеет больше смысла, чем два отдельных фильтра. Многофункциональный HEPA-фильтр с активированным углем позволяет сократить количество уплотнительных поверхностей и упростить сборку для производителя оборудования.

Многофункциональный HEPA-фильтр с активированным углем Сочетает в себе улавливание твердых частиц HEPA с модифицированным активированным углем для удаления формальдегида, летучих органических соединений и запахов, а также варианты рамы и бумажных карточек для индивидуальных сборок воздушных фильтров. Посмотреть продукт →

Подбор углеродных материалов в соответствии с применением

В бытовых очистителях воздуха угольная ступень часто должна быть тонкой, легкой и тихой. Поток воздуха относительно низкий, но заказчик ожидает удаления запахов от кухни, домашних животных и повседневных источников в помещении. Углеродный нетканый материал, тонкий сотовый блок или композитный угольный и HEPA-фильтр могут работать при условии, что падение давления остается внутри кривой вентилятора.

Системы свежего воздуха представляют собой другой баланс. Угольная ступень может подвергаться более сильному потоку воздуха и более широкому диапазону внешних условий, поэтому глубина носителя и качество уплотнения становятся более важными. Наш фильтры системы свежего воздуха разработаны с учетом компромисса между временем контакта и падением давления.

Для проектов HVAC и чистых помещений обычно требуются документированные целевые показатели производительности, определенный интервал обслуживания и фильтр, соответствующий стандартным рамкам. В таких случаях угольная среда часто указывается вместе с предварительным фильтром и последней ступенью очистки твердых частиц. Угольную ступень следует выбирать для конкретного газового профиля, а не просто как обычный слой контроля запаха.

Для брендов очистителей воздуха разговор о дизайне часто начинается с корпуса и кривой вентилятора. Вот почему наш бытовые фильтры для очистителей воздуха разработаны вокруг всего воздушного пути, а не как отдельный карбоновый лист.

Что указать в спецификации угольного фильтра

Четкая спецификация предотвращает большую часть путаницы во время отбора проб и производства. Мы рекомендуем рассмотреть эти моменты до того, как будет построен первый прототип.

1. Целевые газы, ожидаемая концентрация и приемлемый уровень прорыва.
2. Номинальный расход воздуха, фронтальная скорость и максимально допустимое падение давления.
3. Рабочая температура, относительная влажность и рабочий цикл.
4. Форма носителя, тип углерода и содержание углерода с разумным допуском.
5. Материал корпуса, тип уплотнения, положение прокладки и габаритные размеры.
6. Методы испытаний на эффективность адсорбции, падение давления и утечку.
7. Требования к упаковке, сроку хранения и обращению для защиты углерода перед установкой.

Уроки производственного цеха

Углерод не инертен при хранении. Он может адсорбировать пары растворителей из упаковки, чистящих средств или окружающей мастерской, поэтому мы уделяем внимание тому, как готовые фильтры упаковываются и хранятся. Мы также тщательно проверяем совместимость клея. Некоторые клеи выделяют пары, которые углерод успешно улавливает, что может снизить производительность, доступную для фактического применения.

Герметизация — еще одна деталь, которая заслуживает большего внимания, чем обычно. Угольный фильтр, состоящий на 95 процентов из углерода и на 5 процентов из байпаса, может вести себя как фильтр гораздо меньшего размера, поскольку воздух легко проходит через среду. Мы часто проверяем посадку рамы, сжатие прокладок и контроль углеродистой пыли перед тем, как новая конструкция перейдет в серийное производство. Наша система качества основана на стандартах ISO 9001:2015 и ISO 14001:2015, а некоторые продукты из нашего ассортимента сертифицированы UL.

Фильтрующий материал с активированным углем составляет небольшую часть фильтра по весу и большую часть производительности по конструкции. Если вы взвешиваете сотовый, гофрированный, гранулированный или композитный углерод для своего следующего проекта, наша команда будет рада рассмотреть заявку вместе с вами и предложить конструкцию, которая соответствует вашему корпусу, потоку воздуха и сроку службы.