无机微滤膜过滤阻力的研究

本文采用孔径为0.8μm,0.2μm和50nm的无机微滤膜，考察了不同情况下膜的过滤阻力分析情况，对于造纸黑液，当浓度较低时，过滤阻力由膜阻力，吸附阻力，堵孔阻力和浓差极化阻力共同控制，当浓度较高时，吸附阻力起主要作用，过滤1g/L聚乙二醇溶液的试验结果表明，不同孔径膜的过滤阻力构成是不同的，孔径越小则吸附阻力越小，但浓差极化阻力会显著增加。     

无机微滤膜过滤阻力的研究

本文采用孔径为 0 .8μm、0 .2 μm和 5 0nm的无机微滤膜 ,考察了不同情况下膜的过滤阻力分布情况。对于造纸黑液 ,当浓度较低时 ,过滤阻力由膜阻力、吸附阻力、堵孔阻力和浓差极化阻力共同控制 ;当浓度较高时 ,吸附阻力起主要作用。过滤 1g/L聚乙二醇溶液的试验结果表明 ,不同孔径膜的过滤阻力构成是不同的 ,孔径越小则吸附阻力越小 ,但浓差极化阻力会显著增加     

风机盘管回风口加装驻极体过滤器过滤PM2.5性能分析

针对空调系统末端装置用风机盘管不具备过滤PM2.5功能的问题,在风机盘管回风口加装具有低阻特性的驻极体空气过滤器进行了性能测试分析。以蜡烛燃烧产生的颗粒物作为室内PM2.5的尘源,将3种不同过滤面积的驻极体空气过滤器分别安装在风机盘管回风口,测试了风机盘管在不同风量（额定风量、75%额定风量、50%额定风量）下运行时其对PM2.5过滤性能及在30 min内室内PM2.5浓度衰减率。结果表明：加装驻极体空气过滤器后风机盘管瞬时过滤效率可达到66%以上、在30 min内室内PM2.5的浓度衰减率可以达到54.8%以上;在相同风量下风机盘管的瞬时过滤效率、处理风量随加装过滤器过滤面积增加而提高;以PM2.5浓度衰减率作为指标,可以判断出回风口加装过滤面积为1.88 m2的过滤器净化效果最优,其在不同风量下30 min内PM2.5浓度衰减率分别为87.4%、84.7%和77.3%,且在不同风量下工作时均能在30 min内使室内PM2.5浓度达到环境空气质量标准一级日平均浓度限值。     

布袋协同粉体助剂对粘性微细粒子的过滤及反吹清灰实验研究

为了解决布袋除尘器对粘性微细粒子过滤效率低及粘性微细粒子粘附布袋造成反吹清灰困难的问题,在过滤面积为30 m2的布袋除尘器实验台上,研究了布袋外加粉体助剂过滤粘性微细粒子的新方法,用welas3000气溶胶粒径谱仪测试布袋除尘器上下游的粉尘浓度和粒径分布,探讨了粉体助剂层厚度、过滤速度以及布袋材质等对柴油机尾气颗粒物过滤效率及压降的影响,同时考察了粉体助剂层对布袋再生效率的影响。实验结果表明,(1)外加粉体助剂显著提高了过滤效率,在滤速0.2 m/min、粉体厚度1.0 mm时,对柴油机排气微粒(PM0.25)的过滤效率达99.92%~99.99%;(2)外加粉体助剂显著改善了布袋过滤粘性微细粒子的再生性能,再生效率可达到83.6%,而未外加粉体时布袋的再生效率仅有18.7%。外加粉体助剂有效地保护了布袋,使其免受粘性粒子的粘附和堵塞。     

超细无碱玻纤复合滤料的过滤性能

袋式除尘是一种高效的除尘技术,对PM2.5具有较高的过滤效率,但是其运行阻力较大,因此,研发高效、低阻过滤材料是解决大气污染问题的关键所在。以耐高温的PPS纤维针刺布为上下层,超细无碱玻纤为中间层,经过超声波粘合或线缝合技术制备了多层复合过滤材料,研究了滤料在容尘状态下的过滤效率、过滤阻力,以及孔径变化。结果表明,该复合滤料的初始阻力低于150 Pa,容尘后对0.2~2 μm的颗粒物的过滤效率达80%以上;随着粉尘的沉积,滤料的过滤效率有了较大提高,对1 μm以上颗粒物的过滤效率可达99.99%以上,对最易透过粒径（MPPS）的过滤效率达95%以上;过滤前后,滤料的孔径分布发生了变化,过滤后滤料出现了1~5 μm的孔径分布。该复合滤料在工业高温粉尘过滤中将会有较好的应用前景。     

远程氨等离子体表面改性聚偏氟乙烯超滤膜的效果分析

采用远程氨等离子体对聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜进行了表面改性实验,通过水接触角表征了改性前后PVDF超滤膜表面的亲水性能,利用扫描电镜(SEM)和X-射线光电子能谱(XPS)表征了改性前后PVDF超滤膜表面的形貌、化学成分变化,通过牛血清白蛋白(BSA)过滤实验评价了改性前后PVDF超滤膜的过滤性能及抗污染性能。结果表明,远程氨等离子体改性的最佳条件为射频功率为40 W,处理时间为45 s,气体流量为 20 cm³·min⁻¹;远程氨等离子体通过将含氧、含氮官能团引入PVDF超滤膜表面,使其表面亲水性官能团增多,表面的亲水性能得到提高,水接触角从95.63°降至52.79°,同时降低了对材料表面的刻蚀作用;通过BSA溶液过滤实验,改性后PVDF超滤膜具有良好的过滤性能和抗污染性能,其水通量、BSA通量分别从87.42、48.00 L·(m²·h)⁻¹增至129.36、79.98 L·(m²·h)⁻¹,截留率从81.43%增至87.70%,总污染率从70.25%降至45.96%。综合上述结果,经过远程氨等离子体改性后,PVDF超滤膜的亲水性能、过滤性能及抗污染性能均得到改善。     

环境相对湿度对颗粒物过滤性能的影响

以吸湿性氯化钠 (NaCl) 颗粒和非吸湿性氧化铝 (Al₂O₃) 颗粒为实验对象,使用纤维材料过滤介质,引入纳米和微米两类颗粒物尺度,考察不同相对湿度 (RH) 环境下颗粒物过滤性能的变化规律及内在机理。结果表明：低湿度下 (RH20%和50%) 过滤吸湿性颗粒时,压降呈线性增长趋势,高湿度下 (≥RH80%) 会出现压降的急剧升高;非吸湿性颗粒受湿度变化的影响较小,但在饱和湿度下 (RH100%) 压降增长较为显著;滤料初始过滤效率对环境中相对湿度的变化不敏感,也不会受到颗粒吸湿性能差别的影响;在颗粒加载过程中,受滤料纤维表面颗粒物沉积的影响,过滤效率持续缓慢增长,但湿度超过颗粒潮解点后,对吸湿性颗粒的过滤效率出现一定程度下降,类似液体过滤机制;此外,环境湿度的变化对于纳米颗粒物过滤性能的影响远比微米颗粒更为显著。研究结果可为空气污染防治中颗粒物过滤技术的应用与改进提供参考。     

家居环境PM2.5控制用空气滤料

针对目前家居环境净化PM2.5的要求,在现有空气过滤材料的基础上,探讨一种适合于家居环境移动式空气净化装置用低阻、高效和长寿命的过滤材料。采用实验研究的方法对常用玻纤滤纸以及驻极体空气过滤材料进行了过滤特性、电镜、孔径测试的对比实验研究。结果表明,当过滤风速为5 cm/s时,3种驻极体滤料对粒径≤4.5 μm的颗粒物的分级过滤效率要高于玻纤滤纸且都在90%以上,其过滤阻力在4.9~6.4 Pa之间,而高效滤纸的过滤阻力在57.8~78.6 Pa之间;在实验风速条件下,驻极体滤料对PM2.5的过滤效率和过滤阻力分别高于和低于高效玻纤滤纸;对驻极体滤料进行蒸馏水洗涤后,其对颗粒物的过滤效率下降,驻极体滤料静电效应具有不稳定特性;电镜测试发现,玻纤滤纸纤维层排布致密,纤维存在断裂现象,而驻极体滤料较为蓬松,无纤维断裂现象;孔径实验表明,驻极体滤料的平均孔径为玻纤滤纸的11.9~14.7倍,驻极体滤料具有良好的透气和容尘特性。     

纤维膜过滤特性的数值模拟

一个高性能过滤膜除了与纤维自身结构参数有关联外,过滤时的操作条件对其也有重要影响.为研究纤维膜过滤效率、过滤压降与过滤速度、孔隙率以及过滤膜厚度之间的关系,以更好地对实际过滤进行优化,本研究从纤维膜的过滤机理进行出发,采用FLUENT多孔介质离散相模型对纤维过滤器的流场进行模拟.结果表明,膜前后压降会随着过滤速度和膜厚度的增大而增大;一定范围内纤维膜孔隙率适度增加,截留率变化不大,但是膜压差会逐渐减小;同时过滤速度对颗粒截留率有影响,速度增大时,粒子轨迹发生偏移,导致过滤膜一部分过早发生堵死,而一部分作用减弱,影响了过滤效果.     

新型颗粒层过滤性能的宏观数学模型

根据固定床颗粒层内气流含尘浓度的连续方程、颗粒层过滤规律和新型颗粒层的过滤特点,建立了固定床颗粒层过滤过程和新型颗粒层过滤性能的宏观数学模型;根据颗粒层的过滤机理和实际灰尘颗粒粒径的分布状态,在实验的基础上,修正了过滤速度对颗粒层过滤效率的影响;根据实验结果对过滤效率方程式、床层压降方程式中的特征参数进行了回归,得到了具体过滤介质的颗粒层宏观过滤数学模型。模型表明新型颗粒层过滤过程是一个不随过滤时间变化的准稳态过程,只与过滤介质特性和循环清灰周期有关,模型计算值能准确地反映颗粒层的过滤性能。     

驻极体空气过滤器对办公环境PM2.5的净化效果

针对办公环境PM2.5的净化问题,现场测试了以3种不同过滤面积的驻极体空气过滤器为核心过滤元件的空气净化器的过滤性能,并与普通高效微粒空气过滤器(high-efficiency particulate air,HEPA)、初效碳纤维滤层和活性炭滤网等进行了对比.测试点为上海某三楼办公室座位区离地面1.1 m处人体坐姿呼吸平面.采用蜡烛烟雾作为室内微细颗粒污染物的来源.分别测试了40 min内PM2.5的质量浓度衰减值和相应运行功率,并计算了净化器处理风量和洁净空气量.结果表明,过滤面积在0.20~0.54 m2范围内驻极体过滤器的过滤效率随面积增加而提高;过滤面积为0.29 m2的驻极体处理风量最大;以洁净空气量与功率的比值作为指标,可以直观判断出净化效果最好的是初效滤网叠加过滤面积为0.54 m2的驻极体过滤器;该工况下40 min内PM2.5浓度衰减率与HEPA几乎相同且均接近70%,但是洁净空气量大于HEPA.     

新型无胶粉滤芯对车内空气的净化效果

基于自行研发的无(溶剂)胶粉活性炭滤布工艺,完全通过物理复合技术制备一种新型空调滤芯。依据RoHS指令测得的铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚浓度均低于检测限。按GB/T 14295-2008进行性能测试,结果显示,阻力值和容尘量分别为129.5 Pa(4 g)。在模拟车内空气条件下的颗粒物过滤实验中,滤芯对粒径范围在0.5~2.5 μm的颗粒物平均去除率大于85%,而对粒径范围在2.5~(>10 μm)的颗粒物去除率在95%以上,高于普通滤芯在该粒径范围内30%~70%的去除率。车内空气净化实验表明,使用新型滤芯的车内PM2.5浓度在内、外循环条件下稳定值为0.3 μg·m-3和1.2 μg·m-3,而使用普通滤芯只能达到20.0 μg·m-3和30.2 μg·m-3。此外,该新型滤芯对NOx在1 h内的吸附容量可达2 676 mg,具有较好的吸附性能。     

PVDF/PMMA与PVDF/TPU共混膜抗污染性能研究及应用

观察新型五孔PVDF共混改性纤维膜SEM形貌特征,采用逐级通量法测定PVDF/PMMA和PVDF/TPU共混改性膜的临界通量,研究在次临界和超临界通量下A(PVDF/PMMA)与B(PVDF/TPU)2种管式膜组件的过滤和抗污染性能,并在次临界通量下处理地表水。结果表明,PVDF共混改性膜具有优良的微观结构,且膜B性能较好;膜A、B的临界通量分别为12 L/(m2.h)和10 L/(m2.h);膜组件B比膜组件A抗污染性能好。次临界通量下膜组件的运行比超临界通量下的稳定。与采用单独超滤处理某市地表水相比,2种膜组件采用混凝+超滤工艺的运行处理效果更好,且膜组件B比膜组件A处理效果佳。     

室内PM2.5浓度控制模拟分析

利用质量平衡方程建立了一次回风定风量系统室内PM2.5浓度模型,并对新风PM2.5浓度、新风量、室内污染源、过滤器效率、过滤器安装位置等因素对室内PM2.5浓度的影响进行了模拟分析。模拟结果表明：新风PM2.5浓度和室内污染源强度的变化对室内PM2.5浓度均有较大影响;新风量越大,室内PM2.5浓度受新风PM2.5浓度变化的影响越大;将过滤器分别安装在送风段、新风段和回风段,新风比为0.1时,过滤器安装在送风段效果最好,安装在新风段最差,新风比为0.8时,过滤器安装在送风段效果最好,安装在回风段最差;过滤器安装在送风段时,过滤器效率越高,室内PM2.5浓度越低,波动越小。     

电解铝用滤袋缝合工艺对PM2.5过滤效率的影响

针对常用涤纶滤料,分别采用不同道数的缝纫线缝合和在缝纫接口处的针孔上涂胶等不同的缝合工艺,实验测试并对比了涤纶滤料在不同的缝合工艺下的静态过滤效率,并讨论了滤袋缝合工艺对PM2.5过滤效率的影响。结果表明,清洁滤料在环境气溶胶中,缝纫线缝制道数越多,过滤效率就越低,每增加一道缝纫线过滤效率就降低1%~6%左右;采用胶合工艺将滤袋缝合处的针孔涂胶覆盖,对于粒径大于1 μm以上的颗粒物的过滤效率有明显提高,最大提高值达7%;温度对胶合后的缝纫接口影响较小,过滤风速对过滤效率和过滤阻力影响较大。     

一次回风空调系统PM2.5污染控制策略

基于浓度守恒原理建立了一次回风空调系统室内PM2.5浓度模型,研究了过滤器分别安装在新风段、回风段和送风段时过滤效率和新风量的变化对室内PM2.5浓度的影响。模拟结果表明：在室外PM2.5浓度大于室内初始值的条件下,过滤器安装在送风段或回风段时,减少新风有利于室内PM2.5污染控制,过滤器安装在新风段时,根据过滤器效率调节新风,过滤效率小于临界效率,减小新风有利于室内污染控制;在室外PM2.5浓度小于室内初始值的条件下,过滤器安装在送风段或新风段时,增加新风有利于室内PM2.5污染控制,过滤器安装在回风段时,也存在临界效率,过滤效率小于临界值,增加新风有利于室内PM2.5污染控制。