關於靜電過濾器性能的研究

tags: 過濾器    時間:2014-03-11 13:44:48
關於靜電過濾器性能的研究簡介
過濾器是獲得良好的室內空氣品質的有效的設備。現在的過濾器種類多樣,過濾能力也分為許多級別。現在用的較多的是纖維型過濾器。這種過濾器有其自身的優點,同時它也存在一些缺陷……
關於靜電過濾器性能的研究正文
過濾器是獲得良好的室內空氣品質的有效的設備。現在的過濾器種類多樣,過濾能力也分為許多級別。現在用的較多的是纖維型過濾器。這種過濾器有其自身的優點,同時它也存在一些缺陷。比如如果想提高過濾效率,可以增加纖維的厚度,也可以減小纖維直徑,增加纖維填充率,但是這樣會增加阻力。阻力的增加導致系統能耗增加。我國是發展中國家,能源的利用率本來就很低,加之我國是能耗大國,能耗越大,污染越嚴重,而污染越嚴重,需要的過濾器過濾效率就越高,其阻力也就越大,能量消耗也就越多。這要就會形成一個惡性循環。有沒有更好的空器過濾方法呢?人們通過多年的研究找到了一種新的方法——靜電過濾器。靜電過濾器是藉助靜電力從氣流中分離懸浮粒子的一種裝置[1]。它與其他類用機械方法分離粒子的裝置的根本不同在於,分離力直接作用於各粒子上,而不是通過作用於整個氣流上的力間接作用在粒子上。靜電力直接而高效的利用,決定了靜電過濾器具有捕集效率高和能耗低兩個重要的特點。靜電過濾的工作原理是使含塵氣流中的粉塵微粒荷電,在電場力的作用下驅使帶電塵粒沉降在收塵極板的表面上。我們通過對靜電過濾器的測試,為靜電過濾器的可用性提供了依據。1. 靜電過濾器標準分析

靜電過濾器一般都用於工業除塵,在民用空調上基本不使用。為了將靜電過濾器應用於民用建築的空調通風系統,我們對某公司研製的新型空調用靜電過濾器的性能進行了實驗研究,由於我國關於電除塵器的國家標準[40](GB/T 13931-2002)中規定使用煙氣測量靜電過濾器的性能,這對於工業除塵是合適的,而民用靜電過濾器一般是用來過濾大氣塵的,煙氣中塵粒的成分和粒徑分佈和大氣塵完全不同,見表6-1,所以煙氣作為氣溶膠用在民用靜電過濾器測試中是不合適的。對於其它國家的靜電過濾器的測試標準所使用的方法和我國電除塵器的測試方法是不相同的。我參照了日本工業標準(JIS B 9908)和美國ASHRAE標準(ASHRAE52.2),發現這兩個國家的電除塵器測試標準與一般通風用過濾器(通常指纖維過濾器)測試標準是同一個標準,僅是測試的方法有所區別。

對於日本工業標準JIS B 9908種規定採用DOP法測試靜電過濾器的效率(初始值)、阻力以及臭氧濃度的值。對於容塵量以及測試停止條件沒有規定。

美國ASHRAE標準52.2規定採用人工塵——ASHRAE塵測試靜電過濾器的效率(初始值、加權值)、阻力、容塵量、多次清洗后的效率、臭氧濃度、耗電量、收塵極板的面積等參數。美國標準ASHRAE52.2對靜電過濾器的測試是比較全面的。其中對容塵量的測試是其它標準中未規定的。而且採用阻力作為靜電過濾器清洗更換(容塵量達到規定)的標誌。採用阻力作為標誌對於纖維過濾器是適合的,但是對於靜電過濾器就不十分適合了,因為靜電過濾器的阻力隨容塵量的變化很小,採用阻力監測誤差較大。現在有些人提出了採用其它的參數進行監控,比如:電壓降、單位時間放電次數、固定容塵量等。這些好的想法都在進一步的研究中。美國標準ASHRAE52.2中仍然使用ASHRAE塵測試靜電過濾器。由於ASHRAE塵中使用碳黑,而碳黑的電特性:比電阻值範圍大約是0.22Ω.cm至0.26Ω.cm。靜電過濾器對於比電阻在104Ω.cm至5×1010Ω.cm之間的粒子過濾效果較好(粒子比電阻較小容易重返氣流,比電阻過大易形成反電暈),附著在極板上的碳黑的靜電過濾器大大減少對其他顆粒的靜電吸引力,造成過濾效率偏低。所以碳黑不適於靜電過濾器的測試。今後還要加強靜電過濾器用人工塵的研究。

我國沒有專門的靜電過濾器的標準,只有電除塵器的標準。在我國電除塵器標準中規定測試電除塵器進出口的煙氣含塵濃度和電除塵器本體漏風率及本體壓力降,經過計算得到除塵效率(計重效率)。這種方法對於使用靜電除塵器過濾鍋爐等的煙氣是適用的,但是對於民用空調系統中使用的靜電過濾器就不合適了。因為一般民用空調系統中使用的靜電過濾器的效率都達到中效的水平,要求對較小的顆粒有較好的過濾效果,所以中效過濾器一般採用計數效率。而且民用靜電過濾器與人的健康息息相關,臭氧濃度必須加以控制。

通過以上這三種方法的比較,我認為我們單獨採用任何一種方法測試靜電過濾器都是不合適的。同時也發現國外的方法與纖維過濾器測試方法一致。所以我認為在測試中應該結合我國一般通風用過濾器的測試標準——大氣塵計徑計數法測定靜電過濾器的效率、阻力,有條件時採用人工塵測定其容塵量等參數。這樣測試的好處是能將測試結果直接與一般通風用過濾器級別分類對比,得到評價方法相同的靜電過濾器的級別。這樣的級別分類用戶容易接受,也便於和一般通風用過濾器(纖維過濾器)進行對比。2. 實驗數據分析

 

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