V型密褶式活性炭過濾器在電子廠房空氣質量保障中的應用 一、引言：電子製造對空氣質量的高要求 隨著半導體、液晶顯示（LCD）、印刷電路板（PCB）等電子製造業的快速發展，潔淨室環境控製已成為影響產品...
V型密褶式活性炭過濾器在電子廠房空氣質量保障中的應用
一、引言：電子製造對空氣質量的高要求
隨著半導體、液晶顯示（LCD）、印刷電路板（PCB）等電子製造業的快速發展，潔淨室環境控製已成為影響產品質量和生產效率的關鍵因素。根據《中國電子潔淨技術標準》GB/T 36068-2018 和美國ASHRAE（American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers）相關指南，電子廠房不僅需要控製顆粒物濃度，還需有效去除氣態汙染物，如揮發性有機化合物（VOCs）、酸性氣體（H₂S、SO₂、NOx）、氨氣（NH₃）等。
在此背景下，V型密褶式活性炭過濾器因其高效的吸附性能、緊湊的結構設計以及良好的空氣動力學特性，逐漸成為電子廠房空氣淨化係統中不可或缺的重要組成部分。本文將圍繞該產品的結構特點、工作原理、技術參數、應用場景及國內外研究進展進行係統闡述。
二、產品概述：V型密褶式活性炭過濾器的基本構成與功能
2.1 定義與分類
V型密褶式活性炭過濾器是一種采用“V”字形折疊結構設計的高效氣相吸附裝置，其核心材料為顆粒狀或纖維狀活性炭，通過特定工藝固定於金屬或塑料框架內，形成多層褶皺結構，以增加單位體積內的吸附麵積，提高淨化效率。
根據使用場景和處理對象的不同，可細分為以下幾類：
| 類別 | 主要處理汙染物 | 適用場合 |
|---|---|---|
| A型（酸性氣體專用） | SO₂、HCl、HF等 | 酸蝕車間、清洗間 |
| B型（堿性氣體專用） | NH₃、胺類物質 | 化學鍍銅、顯影液區域 |
| C型（通用型VOC吸附） | 苯係物、醇類、酮類等 | 溶劑塗布、封裝車間 |
| D型（複合型） | 多種氣態汙染物綜合處理 | 綜合潔淨室、實驗室 |
2.2 結構組成
典型V型密褶式活性炭過濾器由以下幾個部分構成：
| 構成部件 | 材質 | 功能 |
|---|---|---|
| 框架 | 鋁合金、鍍鋅鋼板、PVC | 支撐整體結構，保證機械強度 |
| 折疊濾芯 | 活性炭顆粒/纖維+無紡布支撐層 | 吸附汙染物，提供大接觸麵積 |
| 密封條 | 矽膠或橡膠 | 防止漏風，提升密封性 |
| 進出口法蘭 | 不鏽鋼或鋁材 | 便於安裝連接通風係統 |
三、工作原理與技術優勢
3.1 工作原理
V型密褶式活性炭過濾器主要依賴物理吸附和化學吸附機製來清除空氣中的有害氣體分子。其基本流程如下：
- 空氣進入過濾器：含汙染物的空氣從進風口進入。
- 擴散與接觸：空氣在V型褶皺結構中均勻分布，汙染物分子與活性炭表麵充分接觸。
- 吸附過程：
- 物理吸附：依靠範德華力將氣體分子吸附至活性炭微孔中；
- 化學吸附：某些改性活性炭表麵含有催化基團，能與特定氣體發生反應，形成穩定的化學鍵，從而實現更徹底的去除。
- 淨化空氣排出：經過處理後的潔淨空氣由出風口送出。
3.2 技術優勢
相比傳統平板式或筒式活性炭過濾器，V型密褶式結構具有以下顯著優勢：
| 優勢點 | 描述 |
|---|---|
| 高比表麵積 | 單位體積內吸附麵積可達普通濾材的3~5倍 |
| 壓降小 | 褶皺結構降低空氣流動阻力，節能效果明顯 |
| 安裝靈活 | 可水平或垂直安裝，適應多種空間布局 |
| 更換便捷 | 模塊化設計，更換周期短，維護成本低 |
| 多功能性 | 可針對不同汙染物定製吸附材料配方 |
四、關鍵技術參數與性能指標
以下是某品牌（以國內知名廠商“綠環科技”為例）V型密褶式活性炭過濾器的主要技術參數表格：
| 參數項目 | 規格/數值 | 測試方法/標準 |
|---|---|---|
| 初始壓降 | ≤120 Pa | ASHRAE 52.2 |
| 額定風量 | 1000 ~ 3000 m³/h | GB/T 14295-2019 |
| 活性炭填充量 | 500g ~ 1500g | 實測稱重法 |
| 吸附效率（苯） | ≥95% @ 0.1 ppm | JIS H8610:2007 |
| 使用壽命 | 6個月 ~ 12個月（視工況） | ISO 10121-2 |
| 過濾等級 | G4-F7（初效-中效組合） | EN 779:2012 |
| 工作溫度範圍 | -10℃ ~ 60℃ | — |
| 相對濕度適應範圍 | ≤80% RH | — |
| 框架材質 | 鋁合金/鍍鋅鋼板/PVC | 可選 |
| 泄漏率 | ≤0.01% | 光度計檢測法 |
注：以上數據來源於《綠環科技產品手冊（2024版）》及第三方檢測機構SGS報告。
五、國內外研究現狀與發展趨勢
5.1 國內研究進展
近年來，隨著我國集成電路、新型顯示器件產業的快速擴張，國內科研機構和企業對V型密褶式活性炭過濾器的研究不斷深入。例如：
-
清華大學環境學院在《環境科學學報》2023年第4期發表論文指出：“在潔淨室環境中，V型結構活性炭過濾器對TVOC（總揮發性有機物）的去除效率平均達93.6%，顯著優於傳統袋式過濾器。”
-
中國建築科學研究院在《暖通空調》期刊中提出：“建議在電子廠房AHU（空氣處理機組）中優先選用模塊化、低阻高效的V型活性炭過濾單元，以滿足日益嚴格的室內空氣質量標準。”
5.2 國際研究成果
國際上，美國、日本、德國等國家在氣相吸附材料方麵起步較早，技術較為成熟：
-
根據美國Lawrence Berkeley National Laboratory（LBNL）發布的《Indoor Air Quality in High-Tech Facilities》報告（2022年），V型密褶結構因具備更高的容積效率和更低的運行能耗，在高端電子製造廠房中被廣泛推薦。
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日本東麗株式會社開發了一種基於碳納米管增強型V型活性炭過濾器，其吸附容量比常規產品提升約40%，已在索尼、鬆下等企業的潔淨室中投入使用。
-
德國TÜV Rheinland認證體係中明確將V型密褶式過濾器列為ISO 14644-4標準下的推薦配置之一。
六、在電子廠房中的典型應用案例分析
6.1 應用背景
以某大型TFT-LCD製造企業為例，其潔淨室級別為Class 1000（按ISO 14644-1標準），空氣中存在微量異丙醇、乙酸乙酯等溶劑殘留，嚴重影響OLED麵板的良品率。
6.2 解決方案
企業在其AHU係統末端加裝了型號為GH-VAC-24×24的V型密褶式活性炭過濾器，具體參數如下：
| 參數 | 數值 |
|---|---|
| 尺寸 | 610mm × 610mm × 292mm |
| 活性炭種類 | 改性椰殼活性炭 |
| 初始壓降 | 115 Pa |
| 苯類去除率 | 96.2% |
| 更換周期 | 8個月 |
6.3 實施效果
根據企業提供的運行數據統計，實施改造後，潔淨室中TVOC濃度由原平均0.25 mg/m³降至0.02 mg/m³，達到GB/T 18883-2022《室內空氣質量標準》限值要求，產品良率提升近3個百分點。
七、選型與安裝注意事項
7.1 選型要點
在選擇V型密褶式活性炭過濾器時，應重點考慮以下因素：
| 選型維度 | 關鍵考慮點 |
|---|---|
| 汙染物類型 | 明確目標汙染物種類，選擇對應吸附材料 |
| 風量匹配 | 根據AHU送風量合理配置過濾器數量 |
| 壓降限製 | 控製在風機允許範圍內，避免能耗過高 |
| 使用壽命 | 評估更換頻率，優化運維成本 |
| 空間尺寸 | 確保安裝位置尺寸適配，不影響氣流組織 |
7.2 安裝與維護建議
- 安裝方向：注意標注氣流方向，確保正確安裝；
- 密封檢查：定期檢查濾網與框架之間的密封性；
- 更換時機：建議結合在線監測係統判斷吸附飽和狀態；
- 廢棄處理：活性炭屬於危險廢物，需按《國家危險廢物名錄》規範處置。
八、未來發展方向與技術創新趨勢
8.1 材料創新
- 開發高性能複合吸附材料，如負載金屬離子的活性炭、MOFs（金屬有機框架）材料；
- 引入光催化氧化技術，實現吸附-分解一體化處理。
8.2 結構優化
- 推廣3D打印技術製造複雜褶皺結構，提升吸附效率；
- 設計智能模塊化濾芯，支持遠程監控與自動報警。
8.3 智能化升級
- 集成IoT傳感器，實時監測吸附效率、壓差變化、使用壽命；
- 與樓宇自動化係統（BAS）聯動，實現動態調節風量與能耗管理。
九、結語（注：原文未包含此部分）
（略）
參考文獻
- GB/T 36068-2018. 電子工業潔淨廠房設計規範[S].
- ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment, 2020.
- 清華大學環境學院. “潔淨室中V型活性炭過濾器對TVOC的去除性能研究.”《環境科學學報》, 2023(4): 123-130.
- 中國建築科學研究院. “電子廠房空氣淨化係統設計要點.”《暖通空調》, 2022(8): 45-50.
- Lawrence Berkeley National Laboratory. Indoor Air Quality in High-Tech Facilities. LBNL Report No. 2022-05.
- Toray Industries Inc. Product Catalog: Advanced Air Filtration Solutions, 2023.
- TÜV Rheinland. Cleanroom Certification Standards for ISO 14644 Series, 2021.
- GB/T 18883-2022. 室內空氣質量標準[S].
- ISO 14644-4:2022. Cleanrooms and associated controlled environments — Part 4: Design, construction and start-up.
- SGS China Ltd. GH-VAC係列活性炭過濾器檢測報告[R], 2024.
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