PM2.5净化材料及过滤器分级过滤性能的试验研究

发布时间：2017-08-06 10:25

  本文关键词：PM2.5净化材料及过滤器分级过滤性能的试验研究

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【摘要】：随着社会的发展、科学技术的进步,环境污染的情况越来越严重,人们对生产环境和生活环境都提出了更高的要求。由于空气质量对人体健康的影响,人们对空气质量的关注内容已由以前的PM10转变到现在的PM2.5。现在降低空气中PM2.5浓度的最普遍有效的办法就是空气过滤,应用过滤技术的相关设备是空气净化器和空气过滤器。过滤材料作为过滤设备的核心,性能好坏对空气过滤效果有最直接的影响。首先通过整理已经提出的理论经验公式,作者总结出过滤效率和过滤阻力的一种计算方法,以影响纤维过滤性能的一些重要因素如:纤维直径、纤维厚度、纤维孔径、纤维填充率、气溶胶粒径等为变量,进行理论计算揭示这些因素的具体影响,为制备具有优异性能的新型滤料提供理论指导。作者对比目前各国的空气过滤材料性能测试方法,考察市场上的商业测试台,并自行研制和购买不同尘源的过滤材料分级过滤性能测试台。通过对测试台的误差、稳定性、重复性等进行分析,证明测试台具有实验室经济适用性。采购四种市面上具有典型特征的性能良好的过滤材料:两种普通纤维滤料、驻极体滤料和覆膜复合滤料。通过扫描电镜,PMI孔径测试仪等对这些样品进行结构的表征,通过实验测试不同样品的分级过滤性能,发现普通纤维滤料的过滤性能和纤维结构关系符合理论推导,驻极体滤料和覆膜复合滤料具有高效低阻的特点,最后给出一种材料制备方向:通过给纤维附加荷电或者直接采用本身带有电荷的纤维制备滤料,复合不同性能的滤料制备复合滤料。作者自行搭建过滤器分级过滤性能测试台,对不同过滤器进行性能测试,发现一种滤料制备成过滤器后,对于0.3-1.0μm之间的粒子,效率下降8%-10%,对于1.0-2.5μm之间的粒子,效率下降1%-3%,阻力会增加40%-50%;在同等风量的工况下,褶深值越大,过滤效率越高,随着褶深值的增大,过滤阻力先减小后增大,并存在最优值;滤速对于过滤器和滤料的过滤性能的影响是相似的。
【关键词】：PM2.5 过滤材料 分级 过滤器 测试台 性能
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ051.85
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 主要符号表12-14
• 第一章 绪论14-25
• 1.1 PM2.5 的研究现状14-15
• 1.2 空气洁净技术的发展概况15-18
• 1.2.1 空气洁净技术在工业上的应用15-16
• 1.2.2 空气洁净技术在生物净化领域的应用16-17
• 1.2.3 空气洁净技术在室内空气品质改善的应用17-18
• 1.2.4 空气洁净技术国内外的发展差距18
• 1.3 空气过滤材料的发展18-21
• 1.3.1 空气过滤材料国内外发展状况18-20
• 1.3.2 空气过滤材料的特点20
• 1.3.3 过滤材料未来发展趋势20-21
• 1.4 空气过滤材料的检测方法21-23
• 1.4.1 过滤材料性能检测参数21
• 1.4.2 过滤效率测试方法21-23
• 1.5 本课题的研究内容23-25
• 第二章 过滤材料的过滤机理及理论分析25-38
• 2.1 纤维过滤机理25-30
• 2.1.1 拦截效应25-26
• 2.1.2 惯性效应26-27
• 2.1.3 扩散效应27-28
• 2.1.4 重力效应28-29
• 2.1.5 静电效应29-30
• 2.2 纤维捕集效率的计算30-31
• 2.3 滤材阻力的计算31-32
• 2.4 理论计算与分析32-37
• 2.4.1 纤维直径对过滤效率和阻力的影响32-33
• 2.4.2 纤维填充率对过滤效率和阻力的影响33-35
• 2.4.3 滤料厚度对过滤效率和阻力的影响35-36
• 2.4.4 气溶胶粒径对过滤效率和阻力的影响36-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第三章 滤料性能测试台的搭建38-55
• 3.1 以大气尘为尘源的滤料性能测试台38-43
• 3.1.1 测试台的流程装置图38-39
• 3.1.2 测试台的主要测试参数39
• 3.1.3 测试台的组成部件39-42
• 3.1.4 测试台的操作流程42-43
• 3.2 以PAO油为尘源的滤料测试台43-52
• 3.2.1 测试台组成部分及选用仪器的介绍43-52
• 3.2.2 测试台的操作流程52
• 3.3 以NaCl为尘源的滤料测试台52-54
• 3.3.1. 测试台的组成部分介绍52-53
• 3.3.2. 测试台的工作条件53-54
• 3.4 本章小结54-55
• 第四章 滤料性能测试台的测试分析55-61
• 4.1 测试台的误差分析55-57
• 4.1.1 采样误差55-56
• 4.1.2 激光粒子计数器的计数损失56-57
• 4.2 测试台的稳定性分析57-58
• 4.3 测试台的重复性分析58
• 4.4 实验数据的误差分析58-59
• 4.5 本章小结59-61
• 第五章 空气过滤材料过滤性能试验分析61-75
• 5.1 研究对象61-67
• 5.1.1 纤维直径分布61-64
• 5.1.2 纤维孔径分布64-66
• 5.1.3 滤料厚度和填充率66-67
• 5.2 过滤性能测试67-74
• 5.2.1 滤料结构对滤料性能的影响67-69
• 5.2.2 过滤速度对滤料性能的影响69-71
• 5.2.3 气溶胶类型对滤料性能的影响71-74
• 5.3 本章小结74-75
• 第六章 过滤器性能测试系统的搭建及实验75-84
• 6.1 过滤器性能测试台75-78
• 6.1.1 管道系统75-76
• 6.1.2 动力系统76-77
• 6.1.3 测量系统77
• 6.1.4 采样系统77-78
• 6.2 试验操作78-79
• 6.2.1 检漏78
• 6.2.2 自净78
• 6.2.3 风速的测量78-79
• 6.2.4 风速的调节79
• 6.3 过滤器性能试验79-83
• 6.3.1 滤料与过滤器过滤特性对比79-80
• 6.3.2 过滤器结构变化对过滤器性能的影响80-82
• 6.3.3 滤速对过滤器性能影响82-83
• 6.4 本章小结83-84
• 结论84-86
• 参考文献86-91
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果91-92
• 致谢92-93
• 附件93

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本文编号：629479