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1、空气过滤材料对pm(p)的过滤性能评价近年来,中国雾雨气候频繁发生,pm。防治PM非织造材料具有较高的容尘量和过滤精度,是目前主要的过滤材料之一。之前常用的空气 过滤材料,如玻璃纤维本文根据我国空气中1材料和方法1.1 材料、仪器和仪器PP纺粘非织造布,直径1525 11nb面密度41. 14 g/mTSI8130型自动滤料测试仪(美国TSI集团中国公司),2030型崂应中流量智能TSP采样器 (青岛崂山应用技术研究所),YG461L型织物透气性能测试仪(莱州市电子仪器有限公司), DGF30022B型电热鼓风干燥箱(重庆银河实验仪器公司)。1.2 测试方法1.3 . 1由复合过滤材料制成若选
2、用单层的纺粘非织造布或熔喷非织造布作为过滤材料,其对空气中PM1.2.2 过滤效率的测定方法依据GB 2626-2006呼吸防护用品自吸过滤式防颗粒物呼吸器中过滤效率的测定方法, 在NaCl气溶胶颗粒的质量中值直径和数量中值直径为0.26um和0. 075 口限 气溶胶浓度 为 20 mg/m1.2.3 复合方式对过滤性能的影响调整气体流量在。100 L/min,考察不同气体流量下SSS、SMM. SMS 3种复合过滤材料的 过滤效率、阻力压降等性能。测试方法与不同复合方式下过滤材料的过滤性能测试方法相 同。每个试样测试5次,结果取平均值。1. 2. 4空气过滤材料pm空气中PM2结果与讨论2
3、.1 复合方式下过滤材料品质因子的确定首先考察了不同类型复合滤材的过滤效率和阻力压降,结果见图lo从图1可以看出,SSS型复合滤材阻力压降较小,但过滤效率仅有81.6%;SMM型和SMS型 复合滤材的过滤效率均在99%以上,但的阻力压降高达152.6 Pa,而SMS的阻力压降 仅为103. 9 Pao按照GB/T 326102016日常防护型口罩技术规范、TAJ10012015 PM对于过滤材料来说,过滤效率和阻力压降是评价其过滤性能的两个主要指标,但这个两个 指标对材料结构等方面的要求往往是矛盾的,单独利用过滤效率或阻力压降来评价复合滤 材的过滤性能均具有一定的片面性。因此,可以采用品质因子
4、(QF, Quality Factor)来综 合表征过滤材料的过滤性能式中:n过滤效率,%; P阻力压降,Pao从式可以看出,品质因子越大,表示过滤材料的过滤效率越高或阻力压降越低,因此 提高过滤材料的品质因子,也意味着提升其过滤性能。3种复合方式下过滤材料的品质因 子见图2,其中标准值为过滤效率95%、阻力压降125 Pa下的品质因子。从图2可以看出,3种复合滤材的品质因子均高于根据相关标准计算出的标准值,因此,3 种复合滤材均可用于PM2.2 气体流量对过滤效果的影响调整气体流量在0100 L/min,不同气体流量下复合滤材的过滤性能见图3。从图3可以看出,随着气体流量的增加,3种复合滤材
5、的过滤效率降低而阻力压降升高。 分析认为,当气体流量较小时,颗粒物在复合滤材内部以扩散运动为主,其脱离复合滤材 的能力较低,且在复合滤材内部停留的时间较长,因此,颗粒物在扩散过程中与复合滤材 纤维发生碰撞的机会较多,使其被复合滤材捕捉和拦截的几率增加,所以较低气体流量下 对颗粒物的过滤效率较高。当气体流量较高时,颗粒物的惯性作用逐渐占据主导地位,且 其在复合滤材内部滞留的时间缩短,导致颗粒物在复合滤材内部被纤维捕捉和拦截的几率 降低,因此较高气体流量下过滤效率降低与前人研究结果有所不同 如图3(d)所示,随着气体流量的增加,由于复合滤材的过滤效率降低而阻力压降升高,因 此品质因子均呈现下降的趋
6、势。在0100 L/min的气体流量下,SMS的品质因子均高于SMM和SSS;在低气体流量下,SMM的品质因子优于SSS,但在高气体流量下,SMM的品质因 子与SSS相当。试验结果表明:尽管SSS型复合滤材阻力压降较小,但由于其过滤效率较 低,因此其品质因子最小;SMM型复合滤材的过滤效率较高,但其阻力压降过大,尤其是在 较高的气体流量条件下,尽管SMM的过滤效率比SSS高约20%,但品质因子与SSS相比并 没有明显的提升,这说明阻力压降是影响过滤材料综合性能的重要因素。SMS型复合滤材 在不同等级人体呼吸量下,其过滤效率和阻力压降均能满足个体防护的要求,且品质因子 较高,因此其综合过滤性能优
7、于SMM和SSSo2.3 容尘量对复合滤材阻力压降的影响为了进一步考察复合滤材对空气中PM此外,随着大气污染程度的加剧,3种复合滤材对空气中PM为了进一步考察复合滤材的综合性能,对复合滤材过滤后的阻力压降进行测定,分析不同 容尘量下复合滤材的阻力压降,结果见图5。从图5可以看出,随着容尘量的增加,复合滤材的阻力压降均呈现逐渐升高的趋势,且在 相同容尘量下,3种复合滤材的阻力压降大小排序均为SMMSMSSSS。由于试验中SSS型 复合滤材总的容尘量(G 200 ug)相对较小,因此其过滤后的阻力压降也较小;SMM和SMS 型复合滤材总容尘量相差不大,但在相同容尘量下,SMM的阻力压降明显高于SMS,且随 着容尘量的增加,SMM阻力压降升高的幅度大于SMS。当容尘量为500 ug时,SMM的阻力 压降较SMS高约50 Pa;当容尘量增加到2 400 ug时,SMM的阻力压降比SMS高约75 Pa。对于SSS型复合滤材来说,当空气中PM3气体流量对复合滤材过滤效率的影响从过滤效率、阻力压降和品质因子等指标综合分析,本文所选择的3种复合滤材均可 用于PM气体流量对3种复合滤材的过滤效率和阻力压降均有较大的影响,品质因子随气体流 量增加而减小。对空气中PM