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非织造空气过滤材料对PM2. 5的过滤性能
作者:管理员    发布于:2017-06-28 14:17:07    文字:【】【】【

  节能与环保59非织造空气过滤材料对PM2. 5的过滤性能张威i2,谷海兰1>2(1.河北科技大学纺织服装学院,河北石家庄050018;2.河北省纺织服装工程技术研究中心,河北石家庄050018)779:2002,设计空气过滤材料过滤性能测试装置,对丙纶针刺、熔喷和驻极体非织造空气过滤材料的过滤效率、过滤阻力、容尘量、使用寿命以及过滤性能的稳定性进行了的空气过滤材料过滤性能测试装置。风道由玻璃钢制成,直径为50mm,长度2m.采用无油真空吸气泵作为动力系统,带阀门的浮子流量计对流量进行调节以60节能与环保控制过滤风速的大小(0~1.2m/s)。采用TSI8520型DustTrak气溶胶监测仪分别测量含尘空气和净化后空气中PM2.5的浓度,采用数字式微压计测量滤料前后的静压力。

  1-集气口;2-风道;3-气溶胶监测仪;4 -数字微压计;5-无油真空泵;6-阀门;7-浮子流量计过滤性能测试装置2.1过滤材料的过滤阻力和过滤效率采用所示的测试装置,以环境空气中的PM2.5为过滤对象,在不同风速下对平方米克重接近、纤维平均直径为18.5pm的丙纶针刺(Z系列)、平均直径为17.6 pm的熔喷(R系列)和平均直径为19. 8pm的丙纶针刺驻极体(系列)空气过滤材料的过滤性能进行测试,滤料规格及其在不同风速下的过滤效率(n)和过滤阻力Up)见表1.表1滤料规格及其过滤效率和过滤阻力项目面密度可见,各种过滤材料随着平方米克重的增加,其过滤阻力上升,对PM2. 5的过滤效率上升;随着过滤风速的增加,过滤阻力上升,对PM2. 5的过滤效率下降。对比各种过滤材料在风速为0.8m/s时的过滤性能发现:熔喷过滤材料(R4)的过滤效率高达84,但其过滤阻力高达1170Pa;丙纶针刺过滤材料(Z4)过滤阻力较低,仅为265 Pa,但其过滤效率只有18;针刺驻极体过滤材料,则具有高效低阻的性能,4的过滤效率2,过滤阻力仅有125Pa. 2.2过滤材料的容尘量以及使用寿命2.2.1过滤材料的容尘量a先测试清洁状态下过滤材料的初阻力和质量,然后采用所示的测试装置,在气流入口处用5000目烘干滑石粉进行人工发尘,过滤风速取0.8m/s,当过滤阻力达到初阻力的两倍时,停止发尘,称取滤料的质量,根据发尘前后过滤材料质量的变化,计算出过滤材料的容尘量,见表2.表2过滤材料的容尘量和使用寿命滤料种类容尘量/g.m-2使用寿命/d可见,各种过滤材料随着面密度的增加,其容尘量上升。对比面密度接近的不同品种过滤材料的容尘量:驻极体过滤材料>针刺过滤材料>熔喷过滤材料,且面密度越高,不同品种过滤材料的容尘量相差越大。2.2.2过滤材料的使用寿命容尘量与过滤材料的使用寿命密切相关。假定用各过滤材料制成规格相同的袋式过滤器的有效过滤面积为3.5m2,民用中央空调系统每天运行时间为11h,过滤器前空气PM2.5的浓度取0.30mg/m3,过滤风速为0.8m/s.利用、容尘量和使用寿命。

  将综合性能分为好、中、差3种,记为3个灰类,得聚类系数矩阵如式(3)所示。

  数据由4行3列组成,4行分别代表4块试样的过滤性能等级,3列从左到右分别代表好、中、差3个灰类区间,每一行中大的数值处于哪一列,就说明该种试样的过滤性能处于哪一个等级,且数值越大,效果越显著。可见,驻极体过滤材料的面密度越大,其过滤性能越好。

  4驻极体过滤材料过滤性能的稳定性驻极体过滤材料是在机械捕集的基础上附加了静电效应,其在捕集环境空气中带有电荷的微细颗粒物时,就会使材料中的一些电荷被中和,同时还存在静电衰减的问题17.为了明确驻极体过滤材料过滤性能的稳定性,参照欧洲标准EN 779:2002,采用异丙醇溶液对过滤材料3和4进行浸泡处理,晾干后,再用节能与环保61所示装置对其过滤性能进行测试,结果见表3.表3异丙醇处理前后3和4的过滤效率和过滤阻力项目处理前处理后处理前处理后可见,经过异丙醇清洗后的驻极体过滤材料对PM2.5的过滤效率明显下降,在过滤风速为0.8m/s时,3和4的过滤效率分别由83.7和85.2下降至26和28.6,过滤阻力分别由125.4Pa和112.6Pa下降至104.2Pa和102.8Pa,变化不明显。

  因此,在使用驻极体过滤材料制成空气过滤器时,必须要考察其过滤性能的稳定性,分析其所处的大气环境,避免使用过程中静电荷被迅速中和,出现过滤效率急剧下降的问题。

  5结论与建议普通针刺过滤材料由于过滤效率低,不适合直接用来对环境空气中的PM2. 5进行过滤;但对新风进行二级过滤,由于其过滤阻力小,可制成初级过滤器对环境空气中的微细颗粒物进行初步过滤,以减轻二级过滤器的负荷。

  驻极体过滤材料具有过滤效率高、容尘量高、使用寿命长和过滤阻力低的特点,且面密度越大,过滤性能越好,可对环境空气的PM2. 5进行有效过滤,但要考察其过滤性能的稳定性和所使用的大气环境。

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