空氣過濾具有5種過濾機理：濾除、攔截、擴散、慣性分離及靜電吸引

每種機理分別適用一定粒度范圍，這是分子過濾技術的主要因素。對于直徑大于0.2μm的微粒來說，主要采用慣性分離與攔截機制進行收集過濾，而對于直徑小于0.2μm的微粒來說，則主要采用擴散機制進行收集過濾。其中，靜電吸引機制是通過對過濾介質負載電荷實現(xiàn)的，是制造工藝流程的一個組成部分。

濾除效應

當介質組成（纖維、篩孔、波紋金屬等）之間的缺口尺寸小于粒子直徑時，過濾器經過設計捕捉這些顆粒。這種原理廣泛應用于大多數(shù)過濾器設計中，完全取決于顆粒的直徑大小、介質間距和介質密度。

慣性效應

利用空氣方向的快速變化和慣性原理將大量（粒子）從氣流中分離出來。處于某個速度的微粒子趨向于保持這種速度，并保持相同的方向繼續(xù)前進。如果過程粒子濃度很高，一般應用這種原理。并且，在很多情況下，預過濾器模式和更高效的終過濾器均采用這種原理。

攔截效應

為了實現(xiàn)攔截，一個粒子必須從一個纖維半徑距離內進入。顆粒因此與纖維接觸并附著其中。攔截原理與嵌入原理相比，不同之處在于被攔截的顆粒較小，且其慣性不能足夠使顆粒繼續(xù)直線運行。因此隨空氣流動直至與纖維接觸。

擴散效應

當一個顆粒無規(guī)則運動（布朗運動）時，該顆粒碰撞到一根纖維而被捕捉。當一個顆粒逃離介質中的某個區(qū)域，通過吸引和捕捉，它在介質中創(chuàng)造一個較低濃度的區(qū)域，另一個粒子擴散至該區(qū)域將被捕捉。為提高這種吸引的可能性，過濾器的擴散效應要在較低濾速和/或者高密度的微細纖維下起作用，纖維一般為玻璃纖維或者其它纖維材質。粒子在“捕捉區(qū)”的時間越多，收集介質（纖維）的表面區(qū)域較大，捕捉的機會越大。根據(jù)此過濾效應，過濾器制造商采用兩種不同的方法——采用更大面積的細玻璃纖維板類型介質或者采用更小面積的高蓬松玻璃纖維介質。

靜電效應

使用大直徑纖維介質的過濾器依靠靜電電荷來提高細小顆粒的去除效率。一般情況下選擇大直徑纖維介質是因為較低的成本和較低的氣流阻力。然而，通常隨著時間的推移，這些過濾器將失去它們的靜電電荷，因為它們表面捕捉的顆粒占據(jù)了帶電荷基，從而抵消了它們的靜電電荷。

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過濾材料

　　既有效地攔截塵埃粒子，又不對氣流形成過大的阻力。雜亂無章交織的纖維形成對粒子的無數(shù)道屏障，纖維間寬闊的空間允許氣流順利通過。

效率
　　CHF過濾器捕集粉塵的量與未過濾空氣中的粉塵量之比為“過濾效率”。小于0.1mm（微米）的粒子主要作擴散運動，粒子越小，效率越高；大于0.5mm的粒子主要作慣性運動，粒子越大，效率越高。

阻力
　　纖維使氣流繞行，產生微小阻力。無數(shù)纖維的阻力之和就是過濾器的阻力。
　　過濾器阻力隨氣流量增加而提高，通過增大過濾材料面積，可以降低穿過濾料的相對風速，減小過濾器阻力。

動態(tài)性能
　　被捕捉的粉塵對氣流而產生附加阻力，于是，使用中過濾器的阻力逐漸增加。被捕捉到的粉塵形成新的障礙物，于是，過濾效率略有改善。
　　被捕捉的粉塵大都聚集在過濾材料的迎風面上。濾料面積越大，能容納的粉塵越多，過濾器壽命越長。

使用壽命
　　濾料上積塵越多，阻力越大。當阻力大到設計所不允許的程度時，過濾器的壽命就結束。有時，過大的阻力會使過濾器上已捕捉到的灰塵飛散，出現(xiàn)這種二次污染時，過濾器也該報廢。

靜電

　　若過濾材料帶靜電或粉塵帶靜電，過濾效果可以明顯改善。因靜電使粉塵改變運動軌跡并撞向障礙物，靜電力參與粘住的工作。

過濾效率

　　在決定過濾效率的因素中，粉塵“量”的含義多種多樣，由此計算和測量出來的過濾器效率數(shù)值也就不同。實用中，有粉塵的總重量、粉塵的顆粒數(shù)量；有時是針對某一典型粒徑粉塵的量，有時是所有粉塵的量；還有用特定方法間接地反映濃度的通光量（比色法）、熒光量（熒光法）；有某種狀態(tài)的瞬時量，也有發(fā)塵全過程變化效率值的加權平均量。
　　對同一只過濾器采用不同的方法進行測試，測得的效率值就會不一樣。離開測試方法，過濾效率就無從談起。

◎過濾器阻力

　　過濾器對氣流形成阻力。過濾器積灰，阻力增加，當阻力增大到某一規(guī)定值時，過濾器報廢。
　　新過濾器的阻力稱“初阻力”；對應過濾器報廢時的阻力值稱“終阻力”。
終阻力
　　終阻力的選擇直接關系到過濾器的使用壽命、系統(tǒng)風量變化范圍、系統(tǒng)能耗。

   大多數(shù)情況下，終阻力是初阻力的2～4倍。

終阻力建議值

　　過濾器越臟，阻力增長越快。過高的終阻力值并不意味著過濾器的使用壽命會明顯延長，但它會使空調系統(tǒng)風量銳減。因此，沒有必要將終阻力值定得過高。
　　低效率過濾器常使用直徑≥10mm的粗纖維濾料。由于纖維間空隙大，過大的阻力有可能將過濾器上的積灰吹散，此時，阻力不再增高，但過濾效率降為零。因此，要嚴格限制G4以下過濾器的終阻力值。

　　每個過濾段都應安裝阻力監(jiān)測裝置。終阻力要靠儀表來判定，不能僅憑操作者的感覺。

◎容塵量

　　容塵量是在特定試驗條件下，過濾器容納特定試驗粉塵的重量。這里的“特定”是指：

　　a. 標準試驗風洞，以及相關試驗與測量設備；

　　b. 比實際大氣粉塵顆粒大得多的標準“道路塵”；

　　c. 委托方與試驗方商定、或標準規(guī)定的試驗方法與計算方法；

　　d. 委托方與試驗方商定的終止試驗的條件。

　　容塵量與過濾器實際容納粉塵的重量沒有直接對應關系，孤立的容塵量數(shù)據(jù)對用戶沒有任何意義。

◎可吸入顆粒物

 　空氣中的大顆粒粉塵被人的鼻腔阻攔，小顆粒粉塵可能隨氣流進入氣管和肺部，這些粉塵被氣管和肺部的“巨噬細胞”吞食并消化，巨噬細胞吃不凈的那些細菌和病毒還會被白血球消滅掉。
　　人的鼻子的鼻毛、分泌物和黏膜可以將大多數(shù)大于10mm的粉塵過濾掉，只有小于10mm的顆粒物才會隨氣流進入氣管和肺部。因此，人們將“可吸入顆粒物”定義為“空氣中≤10mm的顆粒物”。
　　空氣中的全部粉塵量為“總懸浮顆粒物”，去掉10mm以上的顆粒物，剩下的就是“可吸入顆粒物”，技術上標為TM10。我們經常聽到的“可吸入顆粒物”就是這個TM10。如果將5mm以上的顆粒物去掉，剩下的“可吸入顆粒物”為TM5。

可吸入顆粒物與健康效應

◎化學過濾器

　　CHF化學過濾器清除空氣中的氣體污染物。在通風和空調領域，CHF化學過濾器使用活性炭作為主要過濾材料?；瘜W過濾器典型應用場所有：芯片廠、核工業(yè)、飛機場、環(huán)保、博物館等，有些家電中也使用了化學過濾材料。

化學過濾原理

　　CHF化學過濾器有選擇性地吸附有害氣體分子，而不是像普通過濾器那樣機械地清除雜質。

　　活性炭材料中有大量肉眼看不見的微孔，其中絕大部分微孔的孔徑在5?～500?之間，單位材料中微孔的總內表面積可高達700～2300m2/g，也就是說，在一個米粒大小的活性炭顆粒中，微孔的內表面積相當于一個大客廳內墻面的大小。

　　沒有明顯化學反應的吸附稱為物理吸附，這種吸附主要靠的是范德瓦爾斯力。空氣中沸點高（常溫或更高）的游離分子接觸活性炭后，有些在微孔中凝聚成液體并因毛細管原理呆在那，有些填滿與分子尺寸相當?shù)奈⒖锥c材料成為一體。大氣中的氮氣、氧氣、二氧化碳、氫氣、氬氣等主要成分的沸點都很低，活性炭吸附不了它們。普通活性炭是疏水性材料，所以對水蒸汽的吸附能力也有限。此外，活性炭還能吸附某些空氣微生物并殺死它們。

　　經化學處理而使材料與有害氣體產生化學反應的吸附稱化學吸附?；钚蕴靠糠兜峦郀査沽ψサ綒怏w分子，材料上的化學成分與污染物起反應，生成固體成分或無害的氣體。進行化學處理的主要方法是在活性炭中均勻地摻入特定的試劑，所以經化學處理的活性炭也稱“浸漬炭”。

　　使用過程中，吸附能力會不斷減弱，當減弱到某一程度，過濾器報廢。如果僅為物理吸附，用加熱或水蒸汽熏蒸的辦法可使有害氣體脫離活性炭，使活性炭再生。

活性炭材料

　　活性炭材料分顆粒炭、纖維炭、粉炭。

　　纖維活性炭由含碳有機纖維制成。它的孔徑?。?lt;50?）、吸附容量大、吸附快、再生快。常用的纖維基材有酚醛、植物纖維、聚丙烯腈、瀝青。             

吸附性能

　　吸附容量。單位活性炭所能吸附污染物的zui大量稱吸附容量。不同材料的吸附容量會不同；同一材料對不同氣體的吸附容量會不同；溫度、背景濃度改變，吸附容量也會變化。

　　滯留時間?？諝庠诨钚蕴繉又卸毫舻臅r間稱滯留時間。滯留時間越長，吸附越充分。為保持足夠的滯留時間，炭層要足夠厚，過濾風速要盡可能低。

　　使用壽命。新的活性炭吸附效率高，使用中效率不斷衰減，當過濾器下游有害氣體接近允許的濃度極限時，過濾器報廢。報廢前的使用時間就是使用壽命，也稱有效防護時間。

　　選擇性。一般說來，在物理吸附中易被吸附的有：分子量大的氣體、沸點高的氣體、揮發(fā)性有機氣體。若活性炭經化學浸漬，還可以清除平時難以對付的氣體，或突出對某類氣體的吸附能力。

活性炭過濾器的選用

　　影響活性炭過濾器吸附效果和使用壽命的主要因素有：污染物的種類和濃度、氣流在過濾材料中的滯留時間、空氣的溫度和濕度。

　　實際選用時，要根據(jù)污染物種類、濃度和處理風量等條件，確定過濾器形式和活性炭種類。

　　CHF活性炭過濾器的上下游均應有好的除塵過濾器，其效率規(guī)格應不低于F7。上游過濾器防止灰塵堵塞活性炭材料；下游過濾器攔住活性炭本身的發(fā)塵。