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袋进袋出高效过滤器的特点与使用

文章来源:http://www.iguolvqi.com/  2013年07月17日  点击数:2049

袋进袋出高效过滤器的特点与使用

摘要:介绍了袋进袋出高效过滤器的使用范围,基本组成以及特点,对比了袋进袋出过滤器与现有过滤设备在使用方面的优势。

   0 引言

   近年来,国家越来越重视生物安全及疾病控制领域的研究及科研工作,在世界范围内爆发SARS,禽流感,疯牛病(BSE)等恶性强传染性疾病后,此类研究工作更成为社会各界关注的焦点。为了更好的为此类科研工作服务,国家相应制定了《实验室生物安全通用要求》(GB19489-2007)用来规范和完善生物安全实验室的设计,施工及管理。在该“要求”中对生物安全实验室所使用的空 气过滤系统进行了详细的规定,并且提出“BSL-3(Ⅱ)和BSL-3(Ⅲ)实验室的高效过滤器单元的结构应牢固,应能承受2500 Pa的压 力,其密封性应能保证在最小检测压力为1000 Pa时,空气泄漏率每分钟不超过其容积的0.1%;所有排风HEPA应安装成可原位进行气体消毒和 可现场进行扫描检漏或全效率检漏的方式;如果排风HEPA安装在实验室外的设备层(间),必须具备利用气密袋安全进行更换的条件”。所谓“具备利用气密 袋安全进行更换的条件”的过滤器即是袋进袋出型过滤器(BAG-IN/BAG-OUT Filter Housing简称BIBO或Safe ChangeFilter Housing)。

   1 袋进袋出过滤器概述

   袋进袋出过滤器出现于上 个世纪的五六十年代,目前广泛的应于各种高危险性或高隔离要求的领域,例如:化学和生物(CB)防护、化学、生物及放射(C B R)防护、核化、生物 及化学(NBC)防护、医院隔离房间、制药设备、微电子环境、食品加工区域、生物研究、遗传与生物技术实验室、工业处理排放系统、化工处理设备、动物疾病研究试验室、放射性同位元素处理设备、核电站、战略核设施,D.O.E设备、军事基地等。

   袋进袋出过滤器的组成类似于组合式空调机 组,是根据使用的需要将不同的功能单元组合拼装于袋进/袋出箱体(BIBO Housing)内,常用的功能单元包括:预过滤器(Pre- filter)、高效粒子过滤器(H E P A)、高效气体吸附过滤器(HEGA)、精细扫描检测装置 (Precision ScanTest Sections)等。一般情况下,袋进袋出过滤器由过滤单元与检测单元两部分组成,最简单的过滤单元仅包含高效粒子过滤器,如果空气在进入袋进袋出过滤器之前没有其它过滤设备,则需要配置预过滤器保护高效粒子过滤器,如果过滤气体有吸附要求,则配高效气体吸附过 滤器;检测单元指自动(或者手动)精细扫描检测装置。

  袋进袋出过滤器内的过滤单元数量决定了其合的方式,水平方向上排列过滤单元的个数称为W,高度方向上排列过滤单元的个数成为H,如果某袋进袋出过滤器为2H2W型,则说明其水平及高度方向上各有2组过滤单元,箱体内共有4组 过滤单元。同时过滤单元的数量也决定该袋进袋出过滤器的风量,以最经常使用的24英寸×24英寸(610mm×610 mm)HEPA为例,其 在250 Pa阻力下过滤风量为1700 m3/h,那么上述2H2W型过滤风量为6800 m3/h。在过滤单元组合时,水平方向上过滤单元的数量是有限制的,如610 mm×610 mm的过滤单元最多只能排列三组(3W),这样才能保证在更换时操作人员能够顺利更换最深一组过滤单元, 而在高度方向上一般没有具体限制,可以根据现场实际情况确定,如图1所示的大型袋进袋出过滤器高度既为6H。

 除了以上的主要组件,袋进袋出过滤器箱体上还有一些配套的设备,比如压力表、测压孔、快速连接口等,这些部件与箱体之间都设置了微型的高效粒子过滤器,以保证与外界的隔离。袋进袋出过滤器加上与之配合的气密隔离阀(Bubble Tight Iso-lation Dampers)组成了完整的空气过滤隔离系统,在北美此系统称为“隔离防护系统(ContainmentSystems)”。

  3.袋进袋出过滤器的特点

  袋进袋出过滤器最大的特点是安装、更换、检测过滤器时均在PVC袋(或者高温袋)保护下进行,过滤单元完全不与外界空气接触,从而保证了人员与环境的安全,使得更换过程方便快捷。

  袋进袋出过滤器安装与更换流程:

  初次安装过滤器时,将新的过滤单元沿轨道直接推入过滤箱体内锁紧,然后将PVC袋子安装在特殊设计的法兰(Ribbed Bagging Ring)口上,并使用安全带(Security Strap)扎紧,确保PVC袋与法兰之间密封,最后将PVC袋叠好,封闭检修门,这样PVC袋和过滤单元就一起 封闭在袋进袋出箱体内。

  更换过滤单元时,工作人员打开检修门,将双手伸入PVC袋上的手套 (Filter Handling GloveSleeve)里,松开过滤单元的锁定装置,将使用过的过滤单元滑入PVC袋内,然后在中间扎紧袋子将包 含过滤单元的部分剪下,这样废弃的过滤单元就通过PVC袋子从箱体中移出。接着把新过滤单元装入新的PVC袋子,再将新的PVC袋子套在法兰口上扎 紧,取下法兰上残余的袋口,放入新袋子的手套(Bag Stub Removal Glove Sleeve)里,扎紧后将其剪下,再把新袋子卷好,关闭检修门并压紧,即完成了全部的更换过程。

  在整个安装与更换过程中,除了首次安装过滤单元外,所有脏过滤单元移除和新过滤单元进入均通过PVC袋子,保证整个系统与外界隔绝,可以不经过熏蒸消毒 而直接更换,节省了大量的时间,并且更加安全可靠。同时也是因为这种更换过滤单元的方式,此类过滤设备才被形象的称为袋进袋出(BIBO)。

  袋进袋出过滤器除了使用安全便捷的更换技术之外,其整体的牢固性和气密性也十分值得称道。目前国际上袋进袋出过滤器的生产主要依据各国的核工业标准,例如:美国ASME N509(核动力工厂空气净化设备和组件)、ASME N510(核空气处理系统测试)、德国DIN 25496(核设施用通风组件) 等。设备箱体一般为不锈钢整体焊接,气密隔离阀与箱体之间采用法兰连接,连接处通常使用氯丁密封垫圈和氯丁法兰垫圈进行密封,在特殊的需求下(如高危险、高致病性环境)设备可以抵抗地震。箱体与气密隔离阀采用相同的密封标准,在气密隔离阀关闭条件下,美国标准要求在恒定内外压差2500 Pa条件下进 行压力衰减泄漏测试,德国的标准要求在恒定内外压差2000 Pa条件下,容许泄漏率小于10 l/(hm2)。过滤单元与箱体框架之间的密封有两种 形式,在北美一般采用液体(凝胶)密封,在过滤单元的周边有一圈特制的凝胶带,当过滤单元推入过滤箱体后,箱体的框架完全陷入凝胶内部从而保证两者之间的密封性;而在欧洲,过滤单元与箱体框架之间设置了充气气囊,在过滤单元装入以后对气囊进行充气,再使用专业的设备对其密闭性进行检测,以保证其充分密封。

  袋进袋出过滤器的另一个突出的特点是其可检 测性。

传统的高效过滤风口,在安装使用后,基本不能进行再次的检测,而高效过滤箱由于测试方法的限制必须与排风 口之间有足够的风管长度才能够进行有效的检测,这样的做法明显的构成了安全隐患同时也不符合《实验室生物安全通用要求》(GB 19489-2007)的 要求。在标准配置的袋进袋出过滤器中,均设置自动(手动)扫描检测单元,可以随时检测过滤器的效率及安全性。检测单元紧邻这个由过滤器及其框架组成过滤面,在距离过滤面1英寸(25 mm)处设置一个取样装置,该取样装置将沿整个过滤面做蛇形运动,移动速度最高为10 fpm(50 mm/s),这样 就可以随时或者根据使用的要求按时的检测过滤设备的过滤表面及密封区域,整套检测装置同样用PVC袋子封闭在箱体内,取样和分析装置通过快速接头连接至 箱体外,并且所有采样口均设有小型HEPA,同样保证整个检测段的密封性和安全性。

  经过实验证明,这种检测方法可以完全模拟并取代传 统的气溶胶检测方法,与传统的方法相比还存在明显的优势,可以节省传统方法中要求的过滤器上游及下游的10倍管径长度的混流段风管,这样就可以确保过滤 设备最大程度的接近排风口,提高整个系统的安全性,而且节省大量的风管安装空间。

  4 总结

  目前,国内使用的袋进袋出过滤 器还十分有限,但是根据其自身的特点以及国外多年的使用经验,其在国内必将有越来越广泛的使用空间。同时,袋进袋出过滤器设备也带给我们一个思路,普通的过滤器单元,配合一种更换方法,整合一套检测系统就形成了一种全新国际通用的设备,并且功能更加合理,使用更加方便,系统更加安全。希望有更多这样的想法 出现,更多这样的设备出现。

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