电子洁净室用化学过滤器性能及其评价方法

一、引言

在电子制造领域，如半导体芯片制造、液晶显示面板生产等，生产环境中的空气质量对产品质量和生产工艺有着至关重要的影响。即使是极微量的气态分子污染物（AMC），也可能导致电子产品出现缺陷，降低产品良率。化学过滤器作为电子洁净室空气净化系统的核心组成部分，能够有效去除空气中的酸性气体、碱性气体、有机化合物等多种污染物，为电子生产提供洁净的环境。

二、化学过滤器的性能指标

2.1 过滤效率

过滤效率是衡量化学过滤器性能的重要指标，它表示过滤器对特定污染物的去除能力。化学过滤器的过滤效率通常通过对不同类型污染物的去除率来衡量。例如，对于酸性气体如二氧化硫、氮氧化物等，以及碱性气体如氨气等，高效的化学过滤器能够实现 95% 以上的去除率。对于挥发性有机化合物，如甲苯、二甲苯等，同样能达到较高的过滤效率。过滤效率的高低与滤料的种类、结构以及过滤器的设计密切相关。采用先进的化学吸附材料和合理的滤料结构，能够增加污染物与滤料的接触面积和反应速率，从而提高过滤效率。

2.2 吸附容量

化学过滤器的使用寿命由吸附容量来决定，所谓吸附容量，指的是在特定条件下，过滤器可吸附污染物的最大数量，吸附容量主要由滤料里吸附剂的性质以及用量所决定，活性炭是常用的吸附剂种类之一，它拥有较大的比表面积以及丰富的孔隙结构，可吸附多种污染物。对活性炭实施化学改性，比如负载特定的化学试剂，可提升其对某些污染物的吸附选择性与吸附容量，而且，吸附剂的填充量以及分布方式也会对吸附容量产生影响，合理设计过滤器的结构，保证吸附剂均匀分布并且填充量充足，提高过滤器的吸附容量。

2.3 阻力

过滤器阻力指的是气流穿过过滤器时产生的压力损失情况，阻力大小对洁净室通风系统的能耗有着直接的影响作用，在实际运用当中，期望过滤器的阻力能尽量低一些，以此来降低运行成本，化学过滤器的阻力和滤料的透气性、过滤器的结构以及气流速度等多方面因素存在关联，选用透气性良好的滤料，对过滤器的内部结构加以优化，让气流可均匀依靠，防止气流出现短路以及局部阻力过大的情况，这样可有效地降低过滤器的阻力。

三、化学过滤器性能的评价方法

3.1 实验测试

3.1.1 过滤效率测试

一般会借助模拟污染气体的方式来对化学过滤器的过滤效率展开测试，借助气体发生器生成有一定浓度的目标污染物气体，酸性气体、碱性气体或者VOCs等，把这些气体与清洁空气相混合之后经由化学过滤器，于过滤器的上下游部位分别安置气体浓度检测装置，比如气相色谱-质谱联用仪、傅里叶变换红外光谱仪等，实时对污染物气体的浓度变化情况给予监测。经由计算上下游气体浓度的差值同上游气体浓度的比值，便可得出过滤器针对该污染物的过滤效率，为了更为精确地评估过滤器在实际工况时的性能，测试进程当中还需要对实际的温湿度条件以及气流速度进行模拟。

3.1.2 吸附容量测试

吸附容量测试一般会采用动态吸附法来开展，具体做法是把一定量的目标污染物气体，以恒定不变的流量使其依靠化学过滤器，还要监测过滤器出口处污染物气体的浓度变化情况，随着吸附过程持续推进，当过滤器出口处污染物气体浓度达到某个特定阈值的时候，这个阈值一般是初始浓度的 5% 或者 10% ，此时就判定过滤器达到了吸附饱和状态。记录下从开始吸附直至吸附饱和时所依靠的污染物气体的总量，再结合过滤器中吸附剂的质量，这样便可计算出过滤器的吸附容量，在整个测试过程当中，同样需要对温湿度等环境条件加以控制，以此来保证测试结果的准确性。

3.1.3 阻力测试

阻力测试相对简便，于实验室构建一个通风系统，把化学过滤器安放在该系统里，借助调节风机转速去控制气流速度，在过滤器的上游与下游位置分别安装压力传感器，用以测量气流依靠过滤器前后所产生的压力差，此压力差便是过滤器的阻力，借助改变气流速度，获取不同气流速度下的阻力数值，绘制出阻力与气流速度的曲线，以此全面认识过滤器的阻力特性。

3.2 现场检测

3.2.1 空气质量监测

在电子洁净室现场，借助安装空气质量监测设备，对室内空气中各类污染物的浓度展开实时监测，常见的监测设备有在线气体分析仪、粒子计数器等，这些设备可持续监测空气中酸性气体、碱性气体、VOCs以及颗粒物等污染物的浓度变化，并且会把数据传输至监控系统，经由对比安装化学过滤器前后以及过滤器使用过程中空气质量数据的变化，可直观地评估化学过滤器对室内空气质量的改善成效，间接反映其性能状况。

3.2.2 过滤器运行状态监测

除了对空气质量给予监测之外，对于化学过滤器的运行状态同样需要展开监测工作，比如说，借助监测过滤器的压差变化情况以此来判断其阻力状况，于过滤器的进出口位置安装压差传感器，一旦压差超出设定的阈值，这便说明过滤器或许已然堵塞或者吸附达到饱和状态，此时需要开展清洗或者更换操作。另外还可凭借监测过滤器的运行时间、风量等参数，再结合实验室测试所获取的数据，对过滤器的剩余使用寿命作出预测，及时实施维护以及更换举措，保证其一直处于良好的运行状态之中。

四、结论

化学过滤器于电子洁净室里发挥着关键的空气净化效能，其性能对电子生产的质量以及效率有着直接的关联，过滤效率、吸附容量以及阻力属于化学过滤器的关键性能指标，借助实验室测试以及现场检测等多种评价方式，可全面且准确地评估化学过滤器的性能，在实际应用过程中，需要依据电子洁净室的具体需求以及污染物特点，合理挑选化学过滤器，并且借助定期的性能评价以及维护工作，保证其始终高效运行，为电子制造营造稳定、洁净的生产环境。

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