气体过滤纤维材料的过滤特性测试方法概述

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1、气体过滤纤维材料的过滤特性测试方法概述　　1引言　　随着雾霾天气出现得越来越频繁，人们对大气环境和空气质量的关注也越来越多，PM2.5成为了群众常常提起的热词。在政府一系列环保法规颁布实施的背景下，气体过滤用纤维材料在大气环境治理中担当着越来越重要的角色，纤维滤料市场得到了长足的发展。非织造布工业的迅速发展，使气体过滤纤维材料的发展迈进了一大步。纤维过滤材料具有比表面积大、孔径小、孔隙率高、可造型、柔性可弯曲等特点，在气体过滤材料领域中占有很大的比例，尤其是非织造纤维过滤材料，成为气体过滤材料的主导产品[1]。　　纤维过滤材料在气体过滤领域的应用主要包括：第一

2、，工业烟气废气的过滤，例如钢铁工业，其排放的烟气粉尘量很大，有高炉、电炉、转炉、烧结炉等产生高温烟气粉尘的污染源，需要采用耐高温纤维过滤材料进行过滤净化；对于水泥工业，我国是世界上第一大水泥生产国，每年向大气排放的烟尘量在1000万吨以上；另外在有色冶金工业、火电行业、垃圾焚烧行业等领域均会产生烟气粉尘，这些烟气粉尘需要经过纤维过滤材料净化后方可排放到大气中。而随着国家大气排放标准的日益严格，纤维过滤材料在这一领域将发挥更大的作用。第二，室内空气净化处理，主要包括用于生物洁净室空气净化系统、工业洁净室空气净化系统、普通空调系统等。工业洁净室用于对洁净度要求极高

3、的生产工艺中使用，例如电子工业中的集成电路的生产过程，另外在光学仪器、精密机械等生产领域对洁净度也有较高要求。室内空气净化处理通过采用纤维过滤材料在常温下滤除空气中的微小颗粒物。对于普通空调系统，采用一道粗效过滤材料和一道中效过滤材料可满足要求。而对于洁净室，除了粗效和中效过滤材料以外，还需要高效甚至超高效过滤材料。第三，医疗卫生防护领域，例如日常防护口罩、医用防护口罩和防护服等[1-2]。　　本文主要介绍了纤维材料气体过滤特性的测试方法、测量原理和适用性，介绍了称重法、光度计法、计数法等测量过滤性能测试方法的特点和其适用产品范围，以及国内外常见的标准测试方法

4、。　　2过滤特性测试方法　　过滤特性试验用的颗粒物主要包括：（1）各种类型气溶胶，例如NaCl、KCl等固体气溶胶，DOP、DEHS、石蜡油等液体气溶胶；（2）具有一定粒径分布的氧化铝颗粒物；（3）聚苯乙烯乳胶微球；（4）大气尘；（5）美国亚利桑那公路尘等。　　颗粒物浓度包括计数浓度和质量浓度，质量浓度指以单位体积空气中含有的颗粒物的质量来表示浓度，单位为mg/m3或μg/m3。气溶胶颗粒物的质量浓度法在大气颗粒物研究中使用最多，其测定方法得到了很大重视，主要包括滤膜称重法、光散射法等，其中光散射法原理具有测量精度高、测量速度快的优点，受到了广泛应用。数量浓度

5、是指以单位体积空气中含有的颗粒物个数表示的浓度值，单位是粒（个）/cm3、粒（个）/m3，多应用于空气洁净技术领域，包括无尘室、超净工作间等，主要采用计数法，包括采用普通光学粒子计数器、激光粒子计数器、凝聚核粒子计数器等。　　2.1称重法　　称重法（或计重法）主要用于在工业废气粉尘排放处理上的应用。随着环保标准要求越来越严格，各类工业粉尘排放要求达到一定的限值以下，因此需要采用纤维过滤材料进行过滤后才能进行排放，主要应用于垃圾焚烧厂、燃煤电厂、水泥厂、钢铁冶金等工业领域的废气烟气排放的过滤。粉尘过滤测量仪的原理图如图1所示。　　图1粉尘过滤测量仪原理图　　注：

6、FI―气体流速测量和显示；FICR―气体流速测量、显示、控制和记录；FIRPa）；16―控制和数据采集系统；17―工业用PC机；18―质量流量控制器；19―抽气泵；20―PM2.5分离组件。　　粉尘过滤性能主要包括动态除尘性能和静态除尘性能。实验室通常采用的试验粉尘为一定粒径分布的氧化铝颗粒物。静态过滤性能是通过测试不同滤速下清洁滤料的阻力得到清洁滤料阻力系数，然后从滤料清洁状态开始，持续发尘，滤料滤尘但不清灰，当发尘量达到规定值时，称量并计算滤料的静态除尘效率。　　动态过滤性能的试验方法是采用一定浓度的含尘气体在规定流量下经过滤料试样，粉尘在试样表面不断累积

7、，导致滤料阻力增加，阻力达到一定值时，脉冲气体对试样进行反冲清灰，然后试样又继续过滤含尘气体，重复一定次数后，记录各阶段阻力值和质量。动态过滤性能从滤料清洁状态开始，持续发尘，依次经过第一阶段（初始滤尘阶段）、第二阶段（老化处理阶段）、第三阶段（稳定化处理阶段）、第四阶段（老化稳定后滤尘阶段），每个阶段滤料滤尘且包括清灰动作，四个阶段结束后，测试并计算滤料的残余阻力、动态除尘效率和剥离率。动态过滤性能测量结果指标包括：初始阻力、残余阻力、粉尘排放浓度、粉尘过滤效率、剥离率、残余粉尘质量、脉冲周期等，以及不同阶段清灰后残余阻力变化，不同阶段清灰周期变化，不同清灰

8、周期的阻力变化等。　　工业用除尘滤料过