Phương tiện lọc than hoạt tính: Hướng dẫn thực hành dành cho nhà thiết kế bộ lọc không khí

Bộ lọc than hoạt tính media là một trong những vật liệu có vẻ đơn giản trên bảng thông số kỹ thuật và trở nên thú vị hơn nhiều khi bạn cố gắng làm cho nó hoạt động bên trong bộ lọc không khí thực sự. Carbon có thể loại bỏ mùi hôi, VOC, ozone và các loại khí vi lượng khác, nhưng chỉ khi loại vật liệu, lượng carbon, đường dẫn khí và vỏ xung quanh nó được thiết kế thành một hệ thống. Từ năm 2004, nhóm của chúng tôi tại Henka đã chế tạo bộ lọc carbon cho máy lọc không khí, thiết bị cấp không khí trong lành, thiết bị HVAC và các ứng dụng đặc biệt. Những ghi chú bên dưới là những bài học thực tế mà chúng tôi chia sẻ với các kỹ sư đang chọn vật liệu cacbon cho bộ lọc mới hoặc cải tiến bộ lọc hiện có.

Phương tiện lọc than hoạt tính thực sự làm gì

Than hoạt tính là một dạng cacbon có độ xốp cao. Diện tích bề mặt bên trong của nó rất lớn so với trọng lượng của nó và bề mặt đó là nơi các phân tử khí thu thập thông qua quá trình hấp phụ. Quá trình này không giống như sàng lọc các hạt trong không khí. Các phân tử mùi, hơi dung môi và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi khác được giữ trên bề mặt cacbon bằng lực vật lý yếu, trong khi một số cacbon được xử lý đặc biệt sử dụng các phản ứng hóa học để thu giữ các loại khí như amoniac hoặc hydro sunfua.

Sự khác biệt đó rất quan trọng trong quá trình thiết kế bộ lọc. Giai đoạn cacbon thường được đặt sau bộ lọc sơ bộ thô và trong nhiều máy lọc, sau hoặc bên cạnh giai đoạn HEPA. Bộ lọc trước bảo vệ carbon khỏi bụi có thể làm tắc nghẽn các lỗ chân lông của nó. Sau đó, cacbon sẽ xử lý các loại khí và mùi mà các bộ lọc hạt không thể loại bỏ được. Nếu carbon dự kiến ​​​​sẽ thực hiện cả hai công việc cùng một lúc, bộ lọc thường trở nên dày hơn, nặng hơn và khó bịt kín hơn.

Độ ẩm là biến số thầm lặng trong việc lựa chọn carbon. Hơi nước cạnh tranh với các khí mục tiêu để giành vị trí hấp phụ, do đó, loại carbon hoạt động tốt trong phòng thí nghiệm khô ráo có thể mất khả năng hấp phụ trong khí hậu ẩm ướt. Nhiệt độ có tác dụng tương tự: khả năng hấp phụ thường trở nên yếu hơn khi nhiệt độ tăng. Thiết kế bộ lọc carbon tốt có tính đến các điều kiện vận hành thực tế chứ không chỉ các điều kiện thử nghiệm khô, sạch được sử dụng trên bảng dữ liệu.

Các dạng phương tiện than hoạt tính và nơi chúng phù hợp

Không có dạng phương tiện carbon tốt nhất. Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào loại khí mục tiêu, không gian sẵn có, mức giảm áp suất chấp nhận được và tuổi thọ sử dụng mà khách hàng mong đợi.

Bảng là điểm khởi đầu, không phải là thứ hạng. Vải không dệt carbon mỏng có thể là lựa chọn hoàn hảo trong một máy lọc nhỏ gọn, nơi không gian bị hạn chế, trong khi khối tổ ong sâu có thể là lựa chọn tốt hơn trong thiết bị cung cấp không khí trong lành cần giảm áp suất thấp và thời gian sử dụng lâu dài.

Đọc thông số kỹ thuật carbon mà không bị lạc

Các bảng dữ liệu carbon chứa đầy những con số và không phải tất cả chúng đều dự đoán được hiệu quả hoạt động tại hiện trường. Cách hữu ích để đọc chúng là kết nối từng số với quyết định thiết kế mà nó hỗ trợ.

• Số iốt đưa ra một dấu hiệu sơ bộ về khối lượng micropore. Nó rất hữu ích khi so sánh các cấp độ, nhưng nó không cho bạn biết mức độ cacbon sẽ loại bỏ một loại khí cụ thể trong luồng không khí ẩm tốt như thế nào.
• Hoạt tính cacbon tetraclorua là thước đo cổ điển về khả năng hấp phụ hơi. Nó rất hữu ích cho các ứng dụng dung môi và mùi, mặc dù các điều kiện thử nghiệm có thể khác với bộ lọc thực.
• Công suất hoạt động của butan thường được sử dụng cho các nguyên tử cacbon nhằm thu giữ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi ở nồng độ thấp. Nó có thể phù hợp hơn số iốt đối với một số nhiệm vụ lọc không khí.
• Mật độ biểu kiến ảnh hưởng đến lượng carbon phù hợp với một thể tích nhất định. Carbon đậm đặc hơn có thể tạo ra nhiều khối lượng hơn trong cùng một không gian, nhưng nó cũng có thể làm tăng độ giảm áp suất.
• Độ ẩm và hàm lượng tro ảnh hưởng đến tính nhất quán và tuổi thọ sử dụng. Độ tro hoặc độ ẩm cao không tự động là một khuyết tật nhưng cần được hiểu rõ và kiểm soát.
• tẩm làm thay đổi tính chất hóa học của bề mặt. Cacbon đã ngâm tẩm được sử dụng để sản xuất amoniac, hydro sunfua và các loại khí khác mà cacbon thông thường không giữ được tốt.

Yêu cầu chi tiết về phương pháp thử nghiệm, chuẩn bị mẫu và điều hòa đằng sau mỗi giá trị. Loại carbon được thử nghiệm khô và sau đó được lắp đặt trong hệ thống không khí trong lành ẩm có thể hoạt động hoàn toàn khác với kết quả trong phòng thí nghiệm.

Xây dựng phương tiện carbon thành bộ lọc có thể sản xuất được

Thiết kế bộ lọc carbon tốt liên quan nhiều đến khung và vòng đệm cũng như bản thân carbon. Bụi carbon có thể làm ô nhiễm các thành phần ở hạ lưu, vì vậy các phương tiện này phải được ngăn chặn. Chất kết dính phải tương thích với carbon và vật liệu khung. Bộ lọc cũng phải chịu được việc xử lý, vận chuyển và những thay đổi áp suất xảy ra trên bộ lọc trong quá trình vận hành.

Một trong những yêu cầu phổ biến nhất mà chúng tôi nhận được là về giai đoạn carbon giảm áp suất thấp phù hợp với tủ không khí trong lành hoặc HVAC tiêu chuẩn. Khối tổ ong thường là một câu trả lời rõ ràng vì cấu trúc có khả năng tự hỗ trợ và các kênh đều đồng nhất. Bộ lọc than hoạt tính tổ ong của chúng tôi là một ví dụ về phương pháp này, với một khối cứng có thể được gắn kín vào khung và được xử lý như một bộ phận duy nhất.

Bộ lọc than hoạt tính tổ ong có thể tùy chỉnh Một khối tổ ong cứng với vật liệu làm đầy và tế bào carbon có thể tùy chỉnh, phù hợp với các hệ thống lắp đặt có khung, nơi cần có giai đoạn carbon kênh đồng nhất, tự hỗ trợ. Xem sản phẩm →

Phương tiện truyền thông carbon sóng là một con đường khác. Nó tạo ra một gói có diện tích bề mặt cao với đường dẫn khí xác định và nó có thể được cắt và đóng khung cho các hình dạng vỏ khác nhau. Bộ lọc than hoạt tính dạng sóng rất hữu ích khi thiết kế cần nhiều khối lượng carbon hơn mà không biến bộ lọc thành một chiếc hộp sâu và nặng.

Bộ lọc không khí than hoạt tính dạng sóng Bộ lọc carbon dạng tấm có cấu trúc dạng sóng dành cho luồng không khí có lực cản thấp trong các hệ thống có thể tích lớn, hữu ích khi cần khối lượng carbon mà không cần vỏ sâu. Xem sản phẩm →

Khi carbon phải được kết hợp với quá trình lọc hạt mịn trong cùng một diện tích, cấu trúc hỗn hợp thường có ý nghĩa hơn so với hai bộ lọc riêng biệt. Bộ lọc HEPA than hoạt tính đa chức năng có thể giảm số lượng giao diện bịt kín và đơn giản hóa việc lắp ráp cho nhà sản xuất thiết bị.

Bộ lọc HEPA than hoạt tính đa chức năng Kết hợp khả năng thu giữ hạt HEPA với than hoạt tính biến tính để loại bỏ formaldehyde, VOC và mùi hôi, với các tùy chọn khung và thẻ giấy cho các cụm bộ lọc không khí tùy chỉnh. Xem sản phẩm →

Phương tiện truyền thông carbon phù hợp với ứng dụng

Trong máy lọc không khí gia đình, tầng carbon thường phải mỏng, nhẹ và êm. Luồng khí tương đối thấp nhưng khách hàng mong muốn loại bỏ mùi hôi từ việc nấu nướng, vật nuôi và các nguồn trong nhà hàng ngày. Vải không dệt carbon, khối tổ ong mỏng hoặc carbon tổng hợp và bộ lọc HEPA đều có thể hoạt động, miễn là mức giảm áp suất vẫn nằm trong đường cong của quạt.

Hệ thống không khí trong lành có sự cân bằng khác nhau. Giai đoạn carbon có thể thấy luồng không khí cao hơn và phạm vi điều kiện ngoài trời rộng hơn, do đó độ sâu vật liệu và chất lượng bịt kín trở nên quan trọng hơn. của chúng tôi bộ lọc hệ thống không khí trong lành được thiết kế xoay quanh sự cân bằng giữa thời gian tiếp xúc và độ giảm áp suất.

Các dự án HVAC và phòng sạch thường cần mục tiêu hiệu suất được ghi lại, khoảng thời gian bảo trì xác định và bộ lọc phù hợp với khung tiêu chuẩn. Trong những trường hợp đó, môi trường cacbon thường được chỉ định cùng với bộ lọc sơ bộ và giai đoạn hạt cuối cùng. Giai đoạn carbon nên được chọn cho đặc tính khí cụ thể, không chỉ đơn giản là lớp kiểm soát mùi chung.

Đối với các thương hiệu máy lọc không khí, cuộc trò chuyện về thiết kế thường bắt đầu từ phần vỏ và đường cong của quạt. Đó là lý do tại sao chúng tôi bộ lọc máy lọc không khí gia đình được phát triển xung quanh toàn bộ đường dẫn khí chứ không phải là một tấm carbon độc lập.

Những gì cần đưa vào thông số kỹ thuật của bộ lọc carbon

Thông số kỹ thuật rõ ràng ngăn ngừa hầu hết các thao tác qua lại trong quá trình lấy mẫu và sản xuất. Chúng tôi khuyên bạn nên đề cập đến những điểm này trước khi chế tạo nguyên mẫu đầu tiên.

1. Các loại khí mục tiêu, nồng độ dự kiến ​​và mức đột phá chấp nhận được.
2. Luồng khí định mức, vận tốc bề mặt và độ giảm áp suất tối đa cho phép.
3. Nhiệt độ hoạt động, độ ẩm tương đối và chu kỳ làm việc.
4. Dạng phương tiện, loại carbon và tải lượng carbon với dung sai hợp lý.
5. Vật liệu khung, loại vòng đệm, vị trí miếng đệm và kích thước tổng thể.
6. Phương pháp thử nghiệm hiệu suất hấp phụ, giảm áp suất và rò rỉ.
7. Các yêu cầu về đóng gói, thời hạn sử dụng và xử lý để bảo vệ carbon trước khi lắp đặt.

Bài học từ sàn sản xuất

Carbon không trơ trong quá trình lưu trữ. Nó có thể hấp thụ hơi dung môi từ bao bì, chất tẩy rửa hoặc nhà xưởng xung quanh, vì vậy chúng tôi chú ý đến cách đóng gói và bảo quản các bộ lọc thành phẩm. Chúng tôi cũng kiểm tra tính tương thích của chất kết dính một cách cẩn thận. Một số chất kết dính giải phóng hơi mà carbon sẽ dễ dàng thu giữ, điều này có thể làm giảm công suất sẵn có cho ứng dụng thực tế.

Niêm phong là một chi tiết khác đáng được chú ý hơn bình thường. Bộ lọc carbon có 95% carbon và 5% bypass có thể hoạt động giống như một bộ lọc nhỏ hơn nhiều vì không khí dễ dàng di chuyển xung quanh vật liệu lọc. Chúng tôi thường tiến hành kiểm tra bài viết đầu tiên về độ vừa vặn của khung, độ nén của miếng đệm và kiểm soát bụi carbon trước khi thiết kế mới chuyển sang sản xuất số lượng lớn. Hệ thống chất lượng của chúng tôi dựa trên ISO 9001:2015 và ISO 14001:2015, đồng thời một số sản phẩm trong dòng sản phẩm của chúng tôi có chứng nhận UL.

Phương tiện lọc than hoạt tính là một phần nhỏ của bộ lọc theo trọng lượng và phần lớn hiệu suất theo thiết kế. Nếu bạn đang cân carbon tổ ong, dạng sóng, dạng hạt hoặc composite cho dự án tiếp theo của mình, nhóm của chúng tôi rất sẵn lòng cùng bạn xem xét đơn đăng ký và đề xuất cấu trúc phù hợp với vỏ, luồng không khí và tuổi thọ sử dụng mà bạn mong muốn.