含油霧的環(huán)境空氣中微細顆粒物凈化用纖維濾料的織物特性研究.pdf

1、環(huán)境空氣中的微細顆粒物是影響人體健康的重要污染物，采用纖維濾料技術(shù)凈化微細顆粒物已成為全球范圍環(huán)保領(lǐng)域的研究熱點。對一些工藝過程中產(chǎn)生含油霧氣流的工業(yè)環(huán)境，亟需結(jié)合油霧的聚結(jié)過濾特性，對凈化含油霧空氣的先進纖維濾料進行特性研究與性能優(yōu)化；另一方面，對上述工業(yè)環(huán)境進行補風(fēng)時，為避免環(huán)境空氣中的固體微細顆粒物參與到油霧顆粒的聚結(jié)過濾過程中而影響油霧的凈化效果，需同時考慮對進風(fēng)中所攜帶的固體微細顆粒物進行有效凈化，研究有效、節(jié)能、壽命長的纖維

2、濾料技術(shù)措施，這對除工業(yè)環(huán)境以外的其他建筑環(huán)境空氣中固體微細顆粒物的凈化也同樣具有重要意義。
　　針對上述問題，本課題主要做了以下研究：
　?。?）針對油液顆粒物聚結(jié)過濾用的超細不銹鋼纖維濾料（平均纖維直徑為2.0~12.0μm）的織物特性、過濾性能以及清洗再生進行了試驗研究，并與目前常用的超細玻璃纖維濾料進行了對比試驗分析。試驗結(jié)果表明：與厚度為2.0mm的薄層濾料相比，將濾層厚度增至10mm后可有效提升濾料效率與品質(zhì)因數(shù)

3、的穩(wěn)定性；與常用玻纖濾料相比，相同纖維尺度與容積密度的不銹鋼纖維濾料具有更高的孔隙率與滲透率，過濾性能在效率與阻力兩方面均具有優(yōu)勢，同時還可多次再生及重復(fù)使用，再生后仍具有較明顯的性能優(yōu)勢。
　?。?）為研究濾料內(nèi)液體的飽和度情況對聚結(jié)過濾性能的影響，基于多相流及纖維過濾的基礎(chǔ)理論，對穩(wěn)態(tài)聚結(jié)階段的濾料建立理論模型，結(jié)合試驗研究確定模型中的相關(guān)參數(shù)，計算分析濾料飽和度大小及均勻度對濾料阻力特性及品質(zhì)因數(shù)的影響。對理論模型的計算分析

4、表明：提高濾料飽和度的均勻性、降低濾料的平均飽和度可有效降低濾層阻力并提高品質(zhì)因數(shù)，有利于優(yōu)化聚結(jié)過濾的性能。
　?。?）以理論分析為指導(dǎo)依據(jù)，提出在濾料內(nèi)建立等間隔垂直引流通道的優(yōu)化設(shè)計方案，使濾料內(nèi)聚結(jié)的液滴可通過沿濾層厚度方向等間隔分布的引流通道迅速排出，從而提高濾料飽和度的均勻性、降低平均飽和度。對不銹鋼纖維濾料與玻璃纖維濾料分別建立垂直引流通道并進行聚結(jié)過濾試驗，結(jié)果表明：等間隔垂直引流通道可顯著改善濾料的阻力特性，有效

5、減緩阻力上升速度并降低瞬時阻力、延長濾料的使用壽命，同時也可在一定程度上影響聚結(jié)過濾效率，使濾料的品質(zhì)因數(shù)得到有效提升。
　　（4）針對聚結(jié)過濾試驗中觀察到的纖維濾料發(fā)生顯著的厚度收縮現(xiàn)象，研究這種厚度收縮現(xiàn)象的過程及機理，建立濾料的厚度收縮量與纖維尺度及修正定義的邦德數(shù)Bo之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并通過試驗研究評估濾料厚度的收縮形變對織物特性及聚結(jié)過濾性能的影響。結(jié)果表明：作用于纖維基質(zhì)三相接觸線上的毛細作用力是導(dǎo)致高孔隙率超細纖維濾料

6、在捕集液滴時厚度發(fā)生收縮的根本原因，濾料厚度的最大收縮量取決于濾料纖維細度、濾層內(nèi)液體體積分數(shù)以及纖維表面的潤濕特性；對高孔隙率纖維濾料，濾料厚度的收縮形變對孔隙率的影響并不顯著，但可造成滲透率的顯著降低，從而使聚結(jié)過濾過程中阻力上升速率增大、穩(wěn)態(tài)阻力值升高。
　?。?）為避免固體微細顆粒物與液體油霧發(fā)生凝并而影響油霧的凈化效果，針對粒徑分布較廣的固體微細顆粒物凈化問題，提出利用駐極體纖維濾料與大容塵量低阻濾層協(xié)同控制的復(fù)合濾料技