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袋進袋出過濾器的特點與使用



摘要:介紹了袋進袋出過濾器的使用范圍,基本組成以及特點,對比了袋進袋出過濾器與現有過濾設備在使用方面的優勢。
關鍵詞:袋進袋出過濾器;過濾單元;檢測
0 引言
近年來,國家越來越重視生物安全及疾病控制領域的研究及科研工作,在世界范圍內爆發SARS,禽流感,瘋牛病(BSE)等惡性強傳染性疾病后,此類研究工作更成為社會各界關注的焦點。為了更好的為此類科研工作服務,國家相應制
定了《實驗室生物安全通用要求》(GB19489-2007)用來規范和完善生物安全實驗室的設計,施工及管理。在該“要求”中對生物安全實驗室所使用的空氣過濾系統進行了詳細的規定,并且提出 “BSL-3(Ⅱ)和 BSL-3(Ⅲ)實驗室的高效過濾器單元的結構應牢固,應能承受 2500 Pa 的壓力,其密封性應能保證在最小檢測壓力為 1000 Pa 時,空氣泄漏率每分鐘不超過其容積的0.1%;所有排風HEPA 應安裝成可原位進行氣體消毒和可現場進行掃描檢漏或全效率檢漏的方式;如果排風HEPA 安裝在實驗室外的設備層(間),必須具備利用氣密袋安全進行更換的條件”。所謂“具備利用氣密袋安全進行更換的條件”的過濾器即是袋進袋出型過濾器(BAG-IN/BAG-OUT Filter Housing 簡稱BIBO 或 Safe ChangeFilter Housing)。
1 袋進袋出過濾器概述
  袋進袋出過濾器出現于上個世紀的五六十年代,目前廣泛的應于各種高危險性或高隔離要求的領域,例如:化學和生物(CB)防護、化學、生物及放射(C B R )防護、核化、生物及化學(NBC)防護、醫院隔離房間、制藥設備、微電子環境、食品加工區域、生物研究、遺傳與生物技術實驗室、工業處理排放系統、化工處理設備、動物疾病研究試驗室、放射性同位元素處理設備、核電站、戰略核設施,D.O.E 設備、軍事基地等。
袋進袋出過濾器的組成類似于組合式空調機組,是根據使用的需要將不同的功能單元組合拼裝于袋進/ 袋出箱體(BIBO Housing)內,常用的功能單元包括:預過濾器(Pre-filter)、高效粒子過濾器( H E P A )、高效氣體吸附過濾器(HEGA)、精細掃描檢測裝置(Precision ScanTest Sections)等。一般情況下,袋進袋出過濾器由過濾單元與檢測單元兩部分組成,最簡單的過濾單元僅包含高效粒子過濾器,如果空氣在進入袋進袋出過濾器之前沒有其它過濾設備,則需要配置預過濾器保護高效粒子過濾器,如果過濾氣體有吸附要求,則配高效氣體吸附過濾器;檢測單元指自動(或者手動)精細掃描檢測裝置。
袋進袋出過濾器內的過濾單元數量決定了其合的方式,水平方向上排列過濾單元的個數稱為W,高度方向上排列過濾單元的個數成為 H,如果某袋進袋出過濾器為2H2W型,則說明其水平及高度方向上各有 2 組過濾單元,箱體內共有 4組過濾單元。同時過濾單元的數量也決定該袋進袋出過濾器的風量,以最經常使用的 24 英寸 ×24 英寸(610mm×610 mm)HEPA 為例,其在 250 Pa 阻力下過濾風量為 1700 m3/h,那么上述 2H2W 型過濾風量為6800 m3/h。在過濾單元組合時,水平方向上過濾單元的數量是有限制的,如 610 mm×610 mm 的過濾單元最多只能排列三組(3W),這樣才能保證在更換時操作人員能夠順利更換最深一組過濾單元,而在高度方向上一般沒有具體限制,可以根據現場實際情況確定,如圖1所示的大型袋進袋出過濾器高度既為 6H。



除了以上的主要組件,袋進袋出過濾器箱體上還有一些配套的設備,比如壓力表、測壓孔、快速連接口等,這些部件與箱體之間都設置了微型的高效粒子過濾器,以保證與外界的隔離。袋進袋出過濾器加上與之配合的氣密隔離閥(Bubble Tight Iso-lation Dampers)組成了完整的空氣過濾隔離系統,在北美此系統稱為“ 隔離防護系統(ContainmentSystems)”。
3.袋進袋出過濾器的特點
袋進袋出過濾器最大的特點是安裝、更換、檢測過濾器時均在PVC 袋(或者高溫袋)保護下進行,過濾單元完全不與外界空氣接觸,從而保證了人員與環境的安全,使得更換過程方便快捷。
袋進袋出過濾器安裝與更換流程:
初次安裝過濾器時,將新的過濾單元沿軌道直接推入過濾箱體內鎖緊,然后將PVC 袋子安裝在特殊設計的法蘭(Ribbed Bagging Ring)口上,并使用安全帶(Security Strap)扎緊,確保 PVC袋與法蘭之間密封,最后將PVC袋疊好,封閉檢修門,這樣PVC袋和過濾單元就一起封閉在袋進袋出箱體內。
更換過濾單元時,工作人員打開檢修門,將雙手伸入PVC 袋上的手套(Filter Handling GloveSleeve)里,松開過濾單元的鎖定裝置,將使用過的過濾單元滑入PVC 袋內,然后在中間扎緊袋子將包含過濾單元的部分剪下,這樣廢棄的過濾單元就通過PVC 袋子從箱體中移出。接著把新過濾單元裝入新的 PVC袋子,再將新的 PVC袋子套在法蘭口上扎緊,取下法蘭上殘余的袋口,放入新
袋子的手套(Bag Stub Removal Glove Sleeve)里,扎緊后將其剪下,再把新袋子卷好,關閉檢修門并壓緊,即完成了全部的更換過程。
在整個安裝與更換過程中,除了首次安裝過濾單元外,所有臟過濾單元移除和新過濾單元進入均通過 PVC 袋子,保證整個系統與外界隔絕,可以不經過熏蒸消毒而直接更換,節省了大量的時間,并且更加安全可靠。同時也是因為這種更換過濾單元的方式,此類過濾設備才被形象的稱為袋進袋出(BIBO)。
袋進袋出過濾器除了使用安全便捷的更換技術之外,其整體的牢固性和氣密性也十分值得稱道。目前國際上袋進袋出過濾器的生產主要依據各國的核工業標準,例如:美國 ASME N509(核動力工廠空氣凈化設備和組件)、ASME N510(核空氣處理系統測試)、德國 DIN 25496(核設施用通風組件)等。設備箱體一般為不銹鋼整體焊接,氣密隔離閥與箱體之間采用法蘭連接,連接處通常使用氯丁密封墊圈和氯丁法蘭墊圈進行密封,在特殊的需求下(如高危險、高致病性環境)設備可以抵抗地震。箱體與氣密隔離閥采用相同的密封標準,在氣密隔離閥關閉條件下,美國標準要求在恒定內外壓差 2500 Pa 條件下進行壓力衰減泄漏測試,德國的標準要求在恒定內外壓差 2000 Pa 條件下,容許泄漏率小于10 l/(hm2)。過濾單元與箱體框架之間的密封有兩種形式,在北美一般采用液體(凝膠)密封,在過濾單元的周邊有一圈特制的凝膠帶,當過濾單元推入過濾箱體后,箱體的框架完全陷入凝膠內部從而保證兩者之間的密封性;而在歐洲,過濾單元與箱體框架之間設置了充氣氣囊,在過濾單元裝入以后對氣囊進行充氣,再使用專業的設備對其密閉性進行檢測,以保證其充分密封。
袋進袋出過濾器的另一個突出的特點是其可檢 測性。傳統的高效過濾風口,在安裝使用后,基本不能進行再次的檢測,而高效過濾箱由于測試方法的限制必須與排風口之間有足夠的風管長度才能夠進行有效的檢測,這樣的做法明顯的構成了安全隱患同時也不符合《實驗室生物安全通用要求》(GB 19489-2007)的要求。在標準配置的袋進袋出過濾器中,均設置自動(手動)掃描檢測單元,可以隨時檢測過濾器的效率及安全性。檢測單元緊鄰這個由過濾器及其框架組成過濾面,在距離過濾面1 英寸(25 mm)處設置一個取樣裝置,該取樣裝置將沿整個過濾面做蛇形運動,移動速度最高為10 fpm(50 mm/s),這樣就可以隨時或者根據使用的要求按時的檢測過濾設備的過濾表面及密封區域,整套檢測裝置同樣用PVC 袋子封閉在箱體內,取樣和分析裝置通過快速接頭連接至箱體外,并且所有采樣口均設有小型 HEPA,同樣保證整個檢測段的密封性和安全性。
經過實驗證明,這種檢測方法可以完全模擬并取代傳統的氣溶膠檢測方法,與傳統的方法相比還存在明顯的優勢,可以節省傳統方法中要求的過濾器上游及下游的10 倍管徑長度的混流段風管,這樣就可以確保過濾設備最大程度的接近排風口,提高整個系統的安全性,而且節省大量的風管安裝空間。
4 總結
目前,國內使用的袋進袋出過濾器還十分有限,但是根據其自身的特點以及國外多年的使用經驗,其在國內必將有越來越廣泛的使用空間。同時,袋進袋出過濾器設備也帶給我們一個思路,普通的過濾器單元,配合一種更換方法,整合一套檢測系統就形成了一種全新國際通用的設備,并且功能更加合理,使用更加方便,系統更加安全。希望有更多這樣的想法出現,更多這樣的設備出現。

發布日期:2010-12-17    閱讀 3013 次   
 
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