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不同过滤级别滤材对室外大气颗粒物净化效果的实验研究

张红丽  
【摘要】:近年来,随着国家工业化进程的加快,我国的经济一直保持着快速的增长,而与此同时,我国也面临着越来越严峻的大气环境污染问题。其中大气颗粒物中的PM_(2.5)和PM_(10)的污染问题,已成为大部分城市大气环境污染的首要问题。根据对部分城市的调研结果表明,PM _(2.5)和O_3所形成的复合大气污染问题,已经严重的影响了当地居民的生产与生活。因此目前有关大气颗粒物污染的问题,尤其是对大气中细微颗粒物PM_(2.5)污染的研究问题,已经引起了国内外研究人员的重点关注。国家也针对室内外空气的颗粒物浓度制定了相关标准,规定了PM_(10)、PM_(2.5)的计重浓度限值。然而,在市场上的大部分空气过滤器是根据计数效率标定的,因此造成了过滤器的设计计算与选型之间的困难。此外,国内外学者对空气过滤材料的研究主要集中于对PM_(10)、PM_(2.5)过滤效果的研究,关于现有过滤材料对不同粒径下分级效率的研究相对较少。本文围绕以上问题,对课题展开了针对性的研究。作者采用德国GRIMM公司1.109便携式气溶胶粒径谱仪和美国TSI公司型号7525室内空气品质仪对西安市区的空气质量进行了一段时间的实地采样,并采用对数正态分布函数对环境气溶胶中的各粒径颗粒物进行分析处理,结果表明在测试期间,西安市区的PM_(10)、PM_(2.5)质量浓度都高于国家标准规定的浓度限值,因此针对过滤材料性能的研究是十分有必要的。为了测试过滤材料对大气颗粒物的过滤性能,作者采用GRIMM公司1.109便携式气溶胶粒径谱仪及德国生产的HD2114P.0数字微压计设计了一套实验装置。通过对市场上常用过滤材料在测试的滤速下,对大气气溶胶中不同粒径颗粒物的过滤特性状况进行了测试研究。实验结果表明,在测试滤速范围内,粗效滤料的最佳滤速为1.1m/s,对粒径范围为5μm≤d≤10μm的颗粒物过滤的计数效率较好,效率在77.7%~85.6%之间;中效滤料的最佳滤速为0.8m/s,对粒径范围为2.5μm≤d≤10μm的颗粒物过滤的计数效率较高,效率在79.4%~90.0%之间;高中效滤料的最佳滤速为0.05m/s,对粒径范围为1μm≤d≤10μm的颗粒物过滤的计数效率较优,效率在70.8%~97.3%之间,同时对于粒径≤1μm的颗粒物过滤的计数效率也相对较高。此外,通过得出各级别滤料对不同粒径大气颗粒物的分级计数效率,从实际工程应用的角度出发,以实验研究结果为依据,给出了对不同场合选用过滤材料以及在何种滤速下过滤材料的过滤效果最佳的建议,对实际工程设计具有重要的参考价值。


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