净化工程专题
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2012年国内空气净化工程标准总结报告

更新时间:2012.12.29   来源:净化工程   浏览次数:

大气是由一定比例的氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气和固体杂质微粒组成的混合物。随着现代工业和交通运输的发展,向大气中持续排放的污染物质数量越来越多,种类越来越复杂,引起大气成分发生急剧的变化,空气污染来源如图1所示。当大气受了污染达到一定水平,会严重威胁人类健康、动植物生长以及气象气候,因此空气净化工程对人们日常工作和生活尤为重要。

空气净化工程是利用过滤介质将空气中一定体积的固体物质截留,或者和空气中的杂质发生吸附反应作用,而空气通过介质被净化。空气过滤是通过滤料来进行的,空气净化工程是空气过滤中相当重要的部件,其发展直接决定着空气过滤技术的发展。现有的空气净化工程大体上可以分为以下三部分。
纤维滤料:
纤维滤料拥有比表面积大、体积蓬松、价格低廉、容易加工等特点,而其中又以非织造纤维材料最为突出。非织造纤维材料不仅具有一般纤维滤料原有的优势,而且具有成布工艺短、成本低和过滤性能好等特点,现已成为空气净化工程的主导产品。非织造滤料主要的生产方法为针刺法和熔喷法。主要的原料为聚酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚酰胺等,无机纤维有玻璃纤维、陶瓷纤维、金属纤维等。
复合滤料
复合滤料是将不同性能的纤维交织在一起形成的滤料,以克服单一纤维滤料在性能上的缺陷。如玻璃纤维与涤纶复合滤料,可兼具玻璃纤维滤料的耐温、耐腐蚀、高强度、低阻力,以及涤纶的耐折、耐磨性好的优点。
功能性滤料
新型滤料即功能性滤料,是针对特定行业(如耐高温、耐腐蚀、抗静电、拒水、拒油、阻燃、清除有害气体等)而开发的空气净化工程,正越来越多地应用于工业烟气处理、室内空气净化工程等领域。
空气净化工程是空气净化工程装置,它可以有效的进行空气净化工程,它有着漫长的发展和使用的历史。空气净化工程最初是人们为保护呼吸系统而使用的呼吸保护器具。早在一世纪,罗马人在提纯水银的时候就用粗麻制成的面具进行保护。这是有记载的最初空气净化工程的雏形。在此之后的漫长时间里,空气净化工程虽也取得了一些进展,但是很缓慢,直到上世纪中叶空气净化工程在军事及电子工业的推动下才得到迅速的发展。第一次世界大战期间,石棉纤维滤纸开始用在防毒面具中;1940年玻璃纤维滤料开始在过滤器中应用;50 年代初,结合曼哈顿研究计划美国宇航工业成功研制出第一台高性能空气净化工程;60年代,高效空气净化工程(HEPA)问世;70 年代,超细玻璃纤维滤纸的应用使 HEPA 有了进一步的发展,对 0.3μm微粒过滤效率达到 99.9998%;80 年代,大规模、超大规模集成电路的发展更促进了洁净技术的发展,由于对过滤器性能要求的不断提高,出现了超低透过率过滤器(ULPA)。各国的研究人员正在为研制性能更好的空气净化工程不懈努力。我国的洁净技术自上世纪 60 年代以来,在某些理论研究和应用方面达到了先进国家的水平,但同世界上工业发达国家相比还有很大差距。
过滤器的过滤机理有
直到 1827 年布朗发现了微小粒子的运动规律后,人们才对空气过滤的过滤
机理有了进一步的认识。空气净化工程的过滤机理有以下 5 种效应。
拦截效应
空气净化工程滤料中的纤维排列错综复杂,当空气中的尘埃粒子在运动中接触到滤料纤维表面时,在滤料和尘埃之间的范德瓦尔斯力作用下被滤料粘住。范德瓦尔斯力是分子与分子、分子团与分子团之间的力,其表现为两物体表面间的一种微弱引力,这种引力的量值比化学键小 1-2 个数量级。从微观上看,原子或分子中带负电的电子云中心与带正电的原子核中心不重合产生偶极矩,尽管量值很小,但多个偶极矩的聚合对周围物体就会产生力的作用。
惯性效应
空气净化工程中滤料纤维排列复杂,空气通过滤料时气流流线遇障转折,空气中的尘埃微粒在惯性力的作用下脱离流线撞击到滤料纤维表面而沉积下来。粒子越大,惯性力越大,被滤料纤维阻碍的可能性越大,过滤效率越好。
扩散效应
小颗粒粉尘做无规则布朗运动,颗粒越小布朗运动越明显,常温下 0.1μm
的微粒每秒钟扩散距离达到 17μm,这个距离比纤维间距大几倍到十几倍,这就
使微粒有更大的机会沉积下来。可以看出:空气净化工程对大粒径(≥0.5μm)的
微粒在惯性效应的作用下有较高的过滤效率;对小粒径的微粒在扩散效应的作用下有较高的过滤效率;对惯性和扩散效应作用都不明显的微粒过滤效率最低。
重力效应
微粒通过纤维层时,在重力作用下微粒脱离流线而沉积下来。一般来说对
0.5μm 以下的微粒重力作用可以忽略不计。
静电效应
静电主要有两方面影响,一是静电作用使粉尘改变流线轨迹而沉积下来,二是静电作用使粉尘更牢固地粘在滤料纤维表面上,静电作用在不增加过滤器阻力的情况下能有效地改善过滤器的过滤效率。
我国的空气净化工程起步晚,但发展迅速,目前国家已对空气净化工程的分类及性能测试标准进行了规范。国内一般将过滤器分为“一般通风用过滤器”和“高效过滤器”两类。
对一般通风用过滤器,GB 12218-89和 GB/T 14295-93分别按大气尘计数法将过滤器分成 5 个和 4 个等级,见表1。表中的分级是基于 20 世纪 80 年代末至 90 年代初的国内技术水平,特别是当时国产光学粒子计数器的水平。值得说明的一点是国外计数法与国内标准主要有三点不同之处,第一,国内计数法采用大气尘,而国外采用人工尘;第二,国内测量大于某粒径全部粒子的过滤效率,国外测量某粒径段粒子的效率,如 0.5-1.0、1.0-3.0 等分段效率值;第三,国内仅检测新过滤器的效率,国外检测发尘试验全过程的过滤效率。


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