Was ist ein chemischer Filter?
Chemische Filter sind Filter zur Entfernung von giftigen Gasen sowie sauren und basischen Mikropartikeln in der Luft.
Sie sind besonders gut in der Lage, luftgetragene molekulare Verunreinigungen (AMCs) zu entfernen und werden häufig bei der Herstellung von Präzisionsgeräten und in medizinischen Anwendungen eingesetzt. Da oft eine Reihe verschiedener gefährlicher Stoffe zu entfernen sind, werden verschiedene Filter manchmal in Kombination hergestellt. Die Filter können ionengebunden sein oder mit Aktivkohle adsorbiert werden.
Anwendungen von chemischen Filtern
Da die Entfernung von AMC an vielen Stellen erforderlich ist, werden chemische Filter in einer Vielzahl von Situationen eingesetzt.
1. Herstellung und Verarbeitung von Halbleiterbauelementen
Chemische Filter werden auch bei der Herstellung von Halbleitergeräten eingesetzt. Der Grund dafür ist, dass kleinste Partikel Fehlfunktionen der Geräte verursachen können und saure und basische Gase zu Isolationsfehlern führen können.
2. Schutz des kulturellen Erbes
Chemische Filter werden auch in Museen und Galerien eingesetzt, um wertvolle Kulturgüter zu schützen. Alte Kunstwerke und Kulturgüter sind empfindlich gegenüber Gasen sowohl in der Luft als auch am Boden und erfordern daher den Einsatz von chemischen Filtern zur Entfernung von Schadstoffen.
3. Medizinische Einrichtungen
Chemische Filter werden auch in medizinischen Einrichtungen eingesetzt, insbesondere für die Sterilisation von medizinischen Geräten und Operationssälen.
Funktionsweise der chemischen Filter
In chemischen Filtern werden je nach den zu entfernenden Schadstoffen verschiedene Adsorbentien und Harze verwendet. Im Folgenden werden die drei wichtigsten verwendeten Filtermaterialien beschrieben:
1. Ionenaustauscherharze
Ionenaustauscherharze werden eingesetzt, um saure und basische Schadstoffe zu entfernen. Dies geschieht durch den Austausch von Schadstoffen gegen unschädliche Stoffe mittels ionischer Reaktionen der Stoffe. Saure Stoffe enthalten Wasserstoffionen und basische Stoffe enthalten Hydroxidionen, die in Verbindung mit Ionenaustauscherharzen in Wasser und Kohlendioxid umgewandelt werden können, die für den menschlichen Körper unschädlich sind.
2. Aktivkohle
Aktivkohle hat mikroskopisch kleine Löcher, durch die Gase hindurchströmen und Schadstoffe eindringen können. Die Größe der Partikel, die entfernt werden können, hängt von der Größe der Löcher ab, aber eine breite Palette von Schadstoffen kann adsorbiert und entfernt werden.
3. Kombination aus Polyurethan und mikrokugelförmige Aktivkohle
Eine Kombination aus Polyurethan mit vielen Löchern und mikrokugelförmiger Aktivkohle wurde entwickelt, die im Vergleich zu normaler Aktivkohle eine hocheffiziente Entfernung bietet. Darüber hinaus wird der Druckverlust durch die hervorragende Luftdurchlässigkeit verringert.
Auswahl eines chemischen Filters
Bei der Auswahl eines chemischen Filters gibt es einen Indikator, den so genannten SV-Wert, der als Raumgeschwindigkeit bezeichnet wird und durch folgende Formel ausgedrückt wird:
SV-Wert (1/h) = Luftstrom (m3/h) ÷ Adsorptionsmittel-Füllvolumen (m3)
Der SV-Wert gibt den Luftdurchsatz an, der pro Stunde durch den chemischen Filter mit Adsorptionsmittel strömt. Die Aufgabe des chemischen Filters besteht darin, die Schadstoffe in der Luft, die ihn durchströmt, aufzufangen. Je höher also die Luftmenge ist, die pro Stunde durch den chemischen Filter strömt, desto weniger Schadstoffe kann der chemische Filter auffangen.
Wenn das Ziel darin besteht, Luft mit einer hohen Schadstoffkonzentration und einem hohen Wirkungsgrad zu erfassen, muss der SV-Wert auf einen kleineren Wert eingestellt werden. Je kleiner die Luftmenge ist, die durch den Filter strömt, desto länger ist auch die Lebensdauer des Adsorptionsmittels. Es ist vorteilhaft, chemische Filter mit kleinen SV-Werten zu wählen.
Weitere Informationen zu chemischen Filtern
Lebensdauer von chemischen Filtern
Chemische Filter haben eine bestimmte Lebensdauer und je näher sie dem Ende ihrer Lebensdauer kommen, desto schlechter wird ihre Leistung bei der Adsorption gefährlicher Stoffe. Chemiefilter, deren Leistung nachlässt, müssen durch neue Filter ersetzt werden, bevor sie das Ende ihrer Nutzungsdauer erreichen. Jeder Hersteller hat sein eigenes Standarddatum für die Lebensdauer eines chemischen Filters, aber die Lebensdauer desselben Produkts hängt von der Umgebung ab, in der es eingesetzt wird.
Zu den Faktoren, die die Lebensdauer bestimmen, gehören die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit, die Konzentration der gefährlichen Stoffe, die sich in dem Bereich befinden, in dem der Filter eingesetzt wird, die Zusammensetzung der gefährlichen Stoffe und die Einsatzstunden pro Tag. Durch die Berücksichtigung dieser Faktoren und die Durchführung eines Lebensdauertests kann eine bestimmte Lebensdauer berechnet werden.
Bei der Installation von chemischen Filtern werden häufig mehrere in Reihe geschaltet. Dadurch ist es möglich, gefährliche Stoffe mit anderen chemischen Filtern zu entfernen, auch wenn ein chemischer Filter das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat.