Die Luft beherbergt eine Menge verschiedener Fremdstoffe, hervorgerufen durch natürliche Prozesse
Anwendungen
29. Januar 2021
Luftfilter und Luftreinigung
Allgemeines zu Luftfilter
Luftfilter sind Geräte und Komponenten der Luftaufbereitung, mit denen Teilchen und gasförmige Verunreinigungen aus der Luft gefiltert und abgeschieden werden. Die atmosphärische Luft ist durch verschiedene Stoffe unterschiedlicher Teilchengröße und unterschiedlichen Materials verunreinigt. Die Teilchen bilden ein Gemisch. Der Durchmesser liegt in der Größe zwischen 0,01 und ca. 500 Mikrometer. Für dieses große Teilchenspektrum kommen für die Abscheidung verschiedene physikalische Effekte zum Tragen. Gasförmige Verunreinigungen werden durch chemische und/oder physikalische Sorptionsvorgänge abgeschieden. Die Schadstoffe werden damit an das Sorptionsmaterial gebunden. Die natürliche Luft weist Verunreinigungen auf in der Konzentration zwischen 0,05 und 3,0 mg/m3.
Industriell werden Luftfilter wirtschaftlich eingesetzt für Konzentrationen bis ca. 20 mg/m3. Die Abgrenzung zur Entstaubungstechnik ist fließend. Als Richtwert kann gelten, dass bei der Entstaubungstechnik die Verunreinigungen in Konzentrationen von >100 mg/m3 bis zu einigen g/m3 auftreten.
Partikelarten und deren Größe
Partikelart Größe Viren 0,01 - 0,4 µm Aerosole 0,01 - 1 µm Bakterien 0,5 - 5 µm Sporen 5 - 15 µm Fasern 5 - 500 µm Dampf 60 - 20.000 µm Bezeichnung Wert Potenz Einheit Kilometer 0,001 10-3 km Meter 1 100 m Dezimeter 10 101 dm Zentimeter 100 102 cm Millimeter 1.000 103 mm Mikrometer 1.000.000 106 µm Nanometer 1.000.000.000 109 nm
Prinzip der Filterung
Die Abscheidung der Teilchen in dem Filter beruht auf verschiedenen physikalischen Effekten, wobei der Diffusions-Effekt, der Trägheits-Effekt, der Sperr-Effekt und der Siebeffekt die wichtigsten Abscheideeffekte darstellen
Der wirksame Abscheidemechanismus an einer Einzelfaser ist abhängig von
- Faserdurchmesser
- Teilchendurchmesser
- Strömungsgeschwindigkeit
- Partikelverteilung Vor der Faser
Der Diffusions-Effekt ist eine Folge der Brownschen Molekularbewegung und ist deshalb nur für sehr kleine Teilchen wirksam. Es wird an der Faser abgeschieden, wenn es genügend nah und lange in der Nähe der Faser verweilt.
Der Trägheits-Effekt bewirkt dann eine Abscheidung an der Faser, wenn zum einen das Teilchen eine bestimmte Größe aufweist.
Der Sperr-Effekt tritt immer dann auf, wenn ein Teilchen auf einer Stromlinie liegt, deren Abstand von der Faser bei der Umströmung kleiner ist als der halbe Teilchendurchmesser.
Der Sieb-Effekt tritt nur ein für Partikel, deren Durchmesser größer ist als der freie Querschnitt zwischen den Fasern. Oft ist hier die Porenweite gemeint.
Filterklassen nach DIN EN 779
Filterklasse Enddruckdifferenz (PA) Mittlerer Abscheidegrad (Am)des synthetischen Prüfstaubes Mittlerer Wirkungsgrad (Em)
bei Partikel von 0,4 µm in % G1 250 50% ≤ Am < 65% - G2 250 65% ≤ Am < 80% - G3 250 80% ≤ Am < 90% - G4 250 90% ≤ Am - F5 450 - 40% ≤ Em < 60% F6 450 - 60% ≤ Em < 80% F7 450 - 80% ≤ Em < 90% F8 450 - 90% ≤ Em < 95% F9 450 - 95% ≤ Em
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