技術交流

探討微孔濾膜研發、分離技術研究、過濾裝備制造

高效空氣過濾器的檢測方法及實際應用

        現代潔凈技術領域,高效空氣過濾器(HEPAFilter)作為核心裝備已應用多年,在生物防護和化學防護方面使用也更加普遍。目前使用領域還在不斷擴大。本文介紹了高效過濾器效率檢測方法及實用中的一些問題,供參考。
        1、高效過濾器檢測方法的特點
        通常一個過濾器檢測臺的基本機理如圖1所示。
 
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        圖1中風機管道系統及流量測量裝置都是通用技術,但是效率檢測則主要需解決人工氣溶膠穩定地發生和過濾后極低濃度的準確檢測2大問題。
        1.1氣溶膠發生問題
        由于纖維型高效空氣過濾器的濾材比較脆弱,而且使用場合比較重要,因此各國對產品都采用100%的逐個進行透過率檢驗的方法。這樣,就要求檢驗應是非破壞性的,也就是所用氣溶膠不應對過濾器有明顯的破壞作用。由于高效過濾器過濾的對象是亞微米級的小粒子,所以應該使用易于穿透的微小粒子才能使檢測結果具有實際意義0據文獻[1、2]報道,目前較為公認的過濾機理主要為4個效應:
        ①慣性碰撞;
        ②直接截留;
        ⑧重力沉降;
        ④擴散效應。
        另外,還有范德瓦爾斯力(表面吸附及分子引力)及靜電作用等,在不帶電纖維過濾器中并不起主要作用。幾種主要效應綜合作用結果見圖2。
        由圖2不難看出,存在著一個綜合作用的低值,即易于穿透的粒子直徑mostpenetratingparticlesize(簡稱MPPS)。但是dp并不是一個定值,當纖維過濾層一定時,它還與濾速大小,粒子密度等因素有關。過去一般認為dp約為0.3p,m。近些年來,隨著過濾材料及檢測技術的發展,目前大多認為O.1加.15p,m為易于穿透粒徑。應該注意,這與篩子篩分的機理是完全不同的,并不是尺寸越小越易透過。由此可見,檢測用氣溶膠應盡量靠近上述粒徑范圍為好。
        1.2濃度檢測問題
 
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        由于高效空氣過濾器過濾后的粒子濃度很低,用“采樣——稱重”法很難測出,因此,常常用光散射法、火焰光度法、粒子計數法等進行測定。
        2、國內外幾種主要檢測方法
        2.1D.O.P法
        采用的氣溶膠是鄰苯二甲酸二辛酯,這是一種無色透明液體,D.0.P是英文名稱(dioctylPHTHALATE)的縮寫。將無色透明液體D.O.P在嚴格控制的條件下加熱汽化,再用冷空氣混合,使之凝結為單分散相(即粒子大小基本一致)的0.3p,m的液滴,成為實驗用氣溶膠。其粒子大小用一種專門的OWL儀測定。濃度是用前向光散射式氣溶膠光度計測量。此方法于1950年列入美國陸軍標準131,作為防毒面具過濾材料檢測方法。1956年修定時,又加入了高效空氣過濾器檢測內容?,F已成為美國通用的標淮,日本、西歐等均有采用,是目前國際上應用較為普遍的方法。
        2.2鈉焰法
        試驗粒子是Nacl固體小晶粒。它是將2%的NaC1水溶液噴霧,并與干燥空氣相混合,使霧滴中的水分蒸發形成NaC1/J~結晶。直徑約為0.02~2p~m,質量中徑0.6m(英國標準)或0.5m(中國標準)。
        濃度測量是采用火焰光度法,即在專用的燃燒器中,使采樣氣流助燃氫火焰,樣氣中的Na原子在高溫激發下,發出波長約為589nm的特征光,而此光強與濃度有一定比例關系,用專用的光電檢測儀測出光強即可知濃度。
        此方法于1941年由英國Walton提出,先用來測防毒面具。后來加拿大作過一些補充。英國又通過進一步改進后于1965年將鈉焰法列為國家標準嗍。除英國外,鈉焰法還是法國標準化協會標準、歐洲通風設備制造商協會標準。加拿大,美國等也有采用。

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