１　概 述

1.1　過濾除塵技術發展的軌跡

成都市內(nei) 的古蜀國金沙遺址博物館，陳列已有3000多年的“過濾器”—— 設計精美絕倫(lun) 有填充物的無底大陶罐，用作飲用水的過濾，除去泥沙。這一發明透射出蜀地先民們(men) 生活的精彩、浪漫和富足，可看作是當今過濾除塵技術最久遠的技術基因。

1972年，筆者曾在重慶九龍電廠見過產(chan) 於(yu) 1956年用於(yu) 煙氣CO2測量的熱導分析儀(yi) ，配置有過濾器的取樣探頭，是事實上的在線分析係統。也是1956年，南分建廠，成為(wei) 中國分析儀(yi) 器工業(ye) 的發端。

1972年那時生產(chan) 的CO2熱導分析儀(yi) ，SiC材質的探頭過濾器由100目改進提高到150目粒度，過濾精度大致達到20um左右。40年鬥轉星移的今天，不少企業(ye) 的探頭過濾器仍然停留在10～20um低水平。2011年5月參觀一家頗具實力的外企，其高端產(chan) 品第一級探頭過濾器的過濾精度就是20um，使用維護要求：三個(ge) 月整體(ti) 抽出探頭用化學溶劑清洗過濾器，一年內(nei) 就得更換，其維護量及成本將不堪重負。

德國H&B公司早在上世紀八十年代末，探頭過濾器就達到0.3um的高水平，成功用於(yu) 水泥窯窯尾（樣氣溫度1350℃、粉塵含量2000g/m3）幹法高溫取樣探頭，過濾除塵技術已經是一項全麵成熟的技術。這一事實印證出本行業(ye) 現在仍然普遍性的落後，值得質疑和反思。

1.2　對過濾除塵現狀的反思

盡管過濾除塵早已成為(wei) 專(zhuan) 業(ye) 人士關(guan) 注的焦點，卻又如何停滯不前？滿足和停留於(yu) “能夠用”狀態，不思進取的行為(wei) 方式起了很壞的阻滯作用。

專(zhuan) 業(ye) 人士甚至是資深專(zhuan) 家都憑著直觀技術的技術邏輯思維，一是認為(wei) 過濾器的精度提高，必然氣流阻力就更大，肯定更不適用；二是采用多級過濾組合的技術路線，認為(wei) 就可提高過濾精度，有幾家公司采用三級過濾器的取樣探頭也隻能達到＞2um，但是，還有氣流阻力增大和反吹掃效果不佳的後顧之憂。

重慶淩卡公司依靠技術創新和對過濾器多項技術特性的協調，成功將探頭過濾器過濾精度（單級）推進到0.3um，膜式過濾器推進到0.05um，並無氣流阻力增大的弊端，還有納米疏水特性、抗汙染的新特性。以此事實說明，上述直觀的技術邏輯並不正確，成熟技術必須向微觀技術和宏觀技術延伸和拓展。

2 　大氣顆粒物汙染的類比啟示

2.1　灰霾天氣與(yu) 氣溶膠

城市灰霾天氣是空氣混和煙氣顆粒物後的渾濁現象，細粒子特別是超細粒子已成為(wei) 影響我國城市環境空氣質量的主要汙染物之一，城市機動車尾氣排放引發的PM2.5（即粒徑＜2.5um）汙染物長時間懸浮在空氣中並不沉降，成為(wei) 突出的汙染難題。

氣溶膠一般是指＜2.5um的幹粒子汙染，應該還包括微細液滴。研究表明：＜1um的細粒子在光的散射和吸收中起支配作用，天津市＜1um粒子的消光占總消光的80％。^［2］所以，可認為(wei) 氣溶膠是＜1um的細顆粒物汙染，包括粉塵、煙霧、揮發性有機物、水霧等，這就是霾。所謂氣溶膠過濾器必須是優(you) 於(yu) 1um，而且應該能夠適應微細液霧存在的條件。

2.2　空氣質量標準及其監測實例

美國早在1997年製定和執行的空氣質量標準是PM2.5，＜35ug/m³。世衛組織也是PM2.5，但是＜20ug/m³。粒徑＜2.5um的細顆粒物汙染對人體(ti) 健康（例如心血管疾病）的危害早有國際共識。

中國的空氣質量標準從(cong) 1996年起至今執行的是PM10（即粒徑＜10um），臨(lin) 界指數是100（即＜100ug/m³為(wei) 合格），即便如此低標準，還有約58％的城市不能達標。中國至今未將＜2.5um的細顆粒物列入強製監測的汙染物範圍，那可是毒性最強的顆粒物，這才會(hui) 有天氣監測報告並無汙染，市民卻身心深感不爽的怪現象。

天津市用氣溶膠粒譜分析儀(yi) 監測細顆粒物汙染的研究表明：粒徑＞10um的極少，這卻是法定監測目標。汙染物主要分布在0.25～0.6um範圍，濃度的最高值出現在0.3～0.35um段，占30.8％，＜0.65um粒徑的粒子占98.5％。^［2］

北京市2008年奧運會(hui) 期間的空氣質量，無疑是有監測以來最好的，絕對有益於(yu) 人體(ti) 健康。此間監測表明：30～50nm（即0.03～0.05um）超細顆粒物占數量濃度比例最大，達到23.5％。^［2］

3　 在線氣體(ti) 分析儀(yi) 對樣氣處理的苛刻要求

基於(yu) “在線分析係統要有15年壽命周期” ^［3］ 的核心技術理念，樣氣最好能達到標準氣般的優(you) 良品質，多數工程應用項目肯定無法達到這一苛刻要求。

分析儀(yi) 對樣氣處理的苛刻要求中，最基本也是最重要的一項就是過濾除塵。筆者從(cong) 日本橫河公司IR200型紅外分析儀(yi) 的說明書(shu) 中，尋找到有數量限製的唯一根據：＜0.3um，＜10ug/m³。“＜0.3um”值已經深入到天津市細顆粒汙染物的峰值（0.3～0.35um）範圍，所以可將其理解成是合格標準。要使在線分析儀(yi) 及其在線分析係統真正能夠達到10～15年的長壽命，0.3um的“合格”標準肯定還不行。北京奧運期間0.03～0.05um的超細顆粒物標誌著特別好的天氣，類比同理，0.05um精度過濾的樣氣就是特別好的樣氣，值得慶幸的是，這一高標準經過努力是能夠達到的。#p#分頁標題#e#

４　LKF2型疏水超微孔SiC高效過濾元件的氣流阻力測試

　 作為(wei) 國家發展戰略的十二五綱要，十分強調新技術、新元件、新材料、新工藝和新裝置的應用，在線分析技術的技術進步也應強調新元件的研究及應用。重慶淩卡公司過濾除塵技術先進過濾元件的研究和應用已取得突破性進展，LKF1型疏水超高效聚合過濾薄膜、LKF2型疏水超微孔SiC高效過濾元件相繼研發成功，前者用於(yu) 超高效膜式過濾器（0.05um），後者用於(yu) 無堵塞連續取樣探頭的高效過濾（單級、0.3um）。

對於(yu) 高效的探頭過濾元件，包括資深專(zhuan) 家的專(zhuan) 業(ye) 人士的最大疑慮，就是氣流阻力大會(hui) 引起探頭堵塞的故障。為(wei) 此或將其過濾精度降低至10～20um，或將過濾元件放大，某大企業(ye) 的大型過濾元件尺寸是Φ58×Φ38×148，過濾表麵積達到270cm²。采用2～3級過濾器組合是另一類型不成功的努力。

淩卡研發的LKF2型探頭過濾器有如下優(you) 良的綜合性能：

• 納米疏水特性，抗汙染和化學腐蝕、耐高溫；

• 高效過濾：0.3um 99％；

• 低氣流阻力：＜100Pa （Φ42×Φ18×130規格，1L/min流量）

采用“LSC1型超微孔SiC高效過濾元件氣流阻力測試裝置”，對Φ50×Φ20×135規格的六件LKF2型樣品的測試結果（1L/min流量）分別是：74.5Pa 84.3Pa   68.6Pa  66.7Pa   80.4Pa   82.4Pa，平均值是76.2Pa。^［4］

對於(yu) 推薦的Φ42×Φ18×130規格，過濾表麵積隻有171cm²,以表麵積折算方式得出的氣流阻力最大值是104Pa，，平均值是94Pa。

但願以上測試結果能以正視聽：依靠技術創新，依靠深入的技術設計、質量設計和先進的製造、處理新工藝研發的先進過濾元件，完全做到了疏水特性、高效過濾和低氣流阻力之間的完善協調，達到“TRIZ（萃智）發明問題解決(jue) 理論”中最終理想解的境界。