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常用的高效過濾器的檢測方法匯總

2019/04/28

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隨著環境問題越來越嚴峻,空氣治理已經成為一個全世界范圍內共同討論的話題,大氣污染的治理首要的問題就是粉塵(PM2.5)的治理工作。目前常規的粉塵治理工作是對煙氣進行過濾,也是現代工業大規模使用的袋式除塵器,本文重點討論的是關于粉塵過濾的效果測試效果和方法。
 
鈉焰法 Sodium Flame:
源于英國,中國通行,歐洲部分國家于 20 世紀 70~90 年代實行。試驗塵源為單分散相氯化鈉鹽霧。“量”為含鹽霧時氫氣火焰的亮度。主要儀器為光度計。
鹽水在壓縮空氣的攪動下飛濺,經干燥形成微小鹽霧并進入風道。在過濾器前后分別采樣,含鹽霧氣樣使氫氣火焰的顏色變藍、亮度增加。以火焰亮度來判斷空氣的鹽霧濃度,并以此確定過濾器對鹽霧的過濾效率。
國家標準規定的鹽霧顆粒平均直徑為 0.4mm,但對國內現有裝置的實測結果為 0.5mm。歐洲對實際試驗鹽霧顆粒中徑的測量結果為 0.65mm。
隨著掃描法的普及,歐洲已經不再使用鈉焰法。國內有關部門正在修訂原有的國家標準,是廢止還是繼續使用鈉焰法,兩種意見的都沒有結論。
相關標準:英國 BS3928-1969,歐洲 Eurovent 4/4,中國 GB6165-85。
 
光度計掃描:
塵源一般為多分散相液滴,如 Laskin 噴管產生的 DOP 煙霧。使用光度計對過濾器的全平面進行掃描檢漏。這種掃描方法能快速、準確地找到過濾器的漏點。由于塵源為多分散相,而光度計不能確定粉塵粒徑,所以這種掃描法給出“過濾效率”沒有什么實際意義。
有些廠家和用戶認為,只要對濾紙的品質和規格嚴加控制,過濾器的效率就已經確定了,因此,僅進行以檢漏為目的的掃描就可以保證過濾器的質量。
光度計掃描檢漏的方法沒有相應標準可依,但這種方法對生產過程的質量控制很有效,所用的測試設備又相對簡單,因此有些廠家目前使用這種方法。光度掃描測試臺很容易改成計數掃描臺,花些錢將買臺激光粒子計數器就可以了。
 
DOP法:
源于美國,國際通行,中國從未實行過。試驗塵源為 0.3mm 單分散相 DOP(塑料工業常用增塑劑)液滴。“量”為含 DOP 空氣的渾濁程度。測量粉塵的儀器為光度計(photometer)。以氣樣的濁度差別來判定過濾器對 DOP 顆粒的過濾效率。
對 DOP 液體加熱成蒸汽,蒸汽在特定條件下冷凝成微小液滴,去掉過大和過小的液滴后留下 0.3mm左右的顆粒,霧狀 DOP 進入風道。測量過濾器前后氣樣的濁度,并由此判斷過濾器對 0.3mm 粉塵的過濾效率。
DOP 法已經有 50 多年的歷史,這種方法曾經是國際上測量高效過濾器最常用的方法。早期,人們認為過濾器對 0.3mm 的粉塵最難過濾,因此規定使用 0.3mm 粉塵測量高效過濾器。
DOP 中含苯環,人們懷疑它致癌,因此許多實驗室改用性能類似但不含苯環的替代物,如 DOS,但試驗方法仍稱“DOP 法”。
通過改變發塵參數,可以獲得其它粒徑的 DOP 液滴。于是就有 20 年前歐美國家測量超高效過濾器的 0.1mm DOP 法,有時測量儀器也改為凝結核激光粒子計數器。有些國外廠家曾標出對 0.05mm或 0.03mm DOP 的過濾效率,那都是商業上無科學依據的標新立異。
測量高效過濾器的 DOP 法也稱“熱 DOP 法”。與此對應的“冷 DOP”是指 Laskin 噴管(用壓縮空氣在液體中鼓氣泡,飛濺產生霧態人工塵)產生的多分散項 DOP 粉塵,在對過濾器進行掃描測試時,人們經常使用冷 DOP。
相關標準:美國軍用標準 MIL-STD-282。 
 
計數掃描法:
歐洲通用,美國類似,其他國家緊跟。目前國際上高效過濾器的主流試驗方法。
主要測量儀器為大流量激光粒子計數器或凝結核計數器(CNC)。用計數器對過濾器的整個出風面進行掃描檢驗,計數器給出每一點粉塵的個數和粒徑。這種方法不僅能測量過濾器的平均效率,還可以比較各點的局部效率。
歐洲人的經驗表明,對于高效過濾器,最容易穿透的粉塵粒徑在 0.1~0.25mm 之間的某一點,先確定測試條件最易穿透的粉塵粒徑,然后連續掃描測量過濾器對該粒徑粉塵的過濾效果,歐洲人將這種方法稱為 MPPS。美國標準干脆規定只測量 0.1~0.2mm 區間。
試驗中使用的塵源為是 Laskin 噴管產生的多分散相液滴,或確定粒徑的固體粉塵。有時,過濾器廠商要按照用戶的特殊要求,使用大氣粉塵或其它特定粉塵。若測試中使用的是凝結核計數器,就必須采用粒徑已知的單分散相試驗粉塵。
用計數器掃描一臺過濾器需要較長時間。為了節省時間,國外將 4 組大流量采樣頭和激光測量裝置合為一體,這使檢測速度大大提高,但一臺掃描臺的檢測速度仍趕不上一條普通過濾器生產線的生產速度,所以主流過濾器廠經常需要配置數臺掃描裝置。
計數掃描法是測試高效過濾器最嚴格的方法,用這種方法替代其它各種傳統方法是大趨勢。
相關標準:歐洲 EN 1882.1~1882.5-1998~2000,美國 IES-RP-CC007.1-1992。
 
油霧法 Oil Mist:
原西德,原蘇聯,中國。塵源為油霧。“量”為含油霧空氣的濁度。儀器為濁度計。以氣樣的濁度差別來判定過濾器對油霧顆粒的過濾效率。 
德國規定用石蠟油,油霧粒徑為 0.3~0.5mm。中國標準規定的油霧平均重量直徑為 0.28~0.34mm,對油的種類未做具體規定。
油霧法在德國本土已經成為歷史,德國于 1993 年率先搞出了計數掃描法的國家標準,歐洲標準EN1882 就是以德國計數掃描法標準為藍本制定的。
雖然中國標準規定可以用油霧法,但國內廠家更愿意使用同一標準規定的另一種鈉焰法,只有部分生產濾材的廠家在測量過濾材料時仍使用油霧法。
相關標準:中國 GB6165-85,德國 DIN24184-1990。
 
熒光法 Uranine:
只有法國使用,目前僅限于對部分核工業過濾器的測試。試驗塵源為噴霧器產生的熒光素鈉粉塵。試驗中,首先在過濾器前后采樣,然后用水溶解采樣濾紙上的熒光素鈉,再測量含熒光素鈉水溶液在特定條件下的熒光亮度,這一亮度間接地反映出粉塵的重量。以過濾器前后樣品的熒光亮度差別來判斷過濾器效率。
根據法國標準,發塵裝置產生的粉塵粒徑的計數平均值為 0.08mm,粒徑的體積平均值為 0.15mm。熒光法比較麻煩,測量時要先采樣,再清洗試樣,然后再到另一處去測量熒光。實際上,法國過濾器廠過去最常使用的是 DOP 法,而不是自己規定的熒光法,現在法國人又將歐洲標準化協會的計數掃描法定為國家標準,熒光法成了擺設。只有當涉到核級高效過濾器時,為了滿足 20 年前傳統客戶的要求,他們才使用熒光法。
相關標準:法國 NF X44-011-1972。
 
其它方法:
變風量檢漏。使用標準試驗風道,如果降低風量后過濾器的效率降低,則肯定有漏點。在過去的高效過濾器試驗方法標準中,經常出現變風量檢漏的方法。變風量檢查只能判斷過濾器是否有漏點,不能對漏點定位。
發煙檢漏。在暗室中,在過濾器上游發煙,用一束強光照射過濾器出風面,當過濾器有漏點時,可以明顯地看到漏點處的一縷青煙。這種方法可以準確地對漏點定位,以便進行可能的修補。發煙檢漏方法不那么講究,但十分有效。
無污染檢驗。有些客戶擔心試驗用的粉塵污染過濾器,過濾器制造廠不得不在測試時使用客戶認為不污染過濾器的粉塵。例如,半導體芯片廠討厭鈉鹽、油霧、DOP,他們經常要求制造廠家使用他們認為安全的固體顆粒粉塵;有些制藥廠要求直接使用室外大氣中的粉塵測量過濾器。 

更多關于  過濾效率測試儀:http://www.szmmz.cn/FilterMaterial/

 


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