探究油霧濃度對(duì)玻璃纖維過(guò)濾紙過(guò)濾效率的影響

原慶芳， 岳 晗， 王麗芳， 邢浩洋

(山西新華防化裝備研究院有限公司，山西 太原 030008)

1 概述

以大氣為介質(zhì)，固態(tài)或液態(tài)粒子懸浮、分散于其中的膠體分散體系，毒劑云團(tuán)、生物黏劑氣溶膠、核武器爆炸后放射性煙云中的微小塵粒，核化事故泄入大氣的放射性物質(zhì)、有毒有害物質(zhì)形成的污染云團(tuán)以及煙幕均屬于大氣氣溶膠[1]。對(duì)大氣氣溶膠的濾除能力通常用過(guò)濾效率來(lái)衡量。能夠?yàn)V除毒劑、生物戰(zhàn)劑和放射性氣溶膠等的纖維濾料稱為氣溶膠過(guò)濾材料，可以用作過(guò)濾材料的有纖維素-石棉纖維紙、玻璃纖維-棉纖維過(guò)濾紙和多組分全玻璃纖維過(guò)濾紙。

目前，國(guó)內(nèi)外防護(hù)器材用于濾除大氣氣溶膠的過(guò)濾材料主要為玻璃纖維過(guò)濾紙，而無(wú)論是過(guò)濾材料還是防護(hù)器材過(guò)濾效率的檢測(cè)方法大多采用仿蘇的油霧法進(jìn)行檢測(cè)[2]。按照GB6165中油霧法的試驗(yàn)原理為：在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，用汽輪機(jī)油通過(guò)汽化-冷凝式油霧發(fā)生爐人工發(fā)生油霧氣溶膠，氣溶膠粒子的平均直徑為0.28 μm～0.34 μm。

2 試驗(yàn)部分

為了研究油霧濃度對(duì)玻璃纖維過(guò)濾紙過(guò)濾效率的影響，本文選用3種類型玻璃纖維過(guò)濾紙進(jìn)行試驗(yàn)，分別是7101過(guò)濾紙、CH13過(guò)濾紙和ZC過(guò)濾紙。

2.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

試驗(yàn)前，過(guò)濾紙應(yīng)經(jīng)燈光檢驗(yàn)，表面無(wú)雜質(zhì)、裂痕、破損等影響過(guò)濾效率試驗(yàn)結(jié)果的外觀缺陷。

2.2 過(guò)濾效率試驗(yàn)

試驗(yàn)方法按照GB6165-2008油霧法進(jìn)行過(guò)濾效率的檢測(cè)，試驗(yàn)裝置見(jiàn)圖1。

圖1 過(guò)濾效率試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)條件：用46號(hào)汽輪機(jī)油作為發(fā)霧劑，試驗(yàn)比速均為0.32 L/(min·cm2)。

油霧質(zhì)量濃度：250、1 000、2 500 mg/m3。

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1、圖2。

表1 過(guò)濾效率檢測(cè)結(jié)果 %

圖2 過(guò)濾紙過(guò)濾效率隨油霧濃度變化圖

2.3 微觀掃描試驗(yàn)

將過(guò)濾效率試驗(yàn)前、后的過(guò)濾紙?jiān)诟弑讹@微鏡下進(jìn)行微觀掃描，掃描圖像見(jiàn)圖3、圖4和圖5。

圖3 過(guò)濾效率試驗(yàn)前微觀掃描

圖4 過(guò)濾效率試驗(yàn)后微觀掃描1)

圖5 過(guò)濾效率試驗(yàn)后微觀掃描2)

3 結(jié)論

油霧氣溶膠主要是分散在空氣流中的油霧粒子，通過(guò)玻璃纖維過(guò)濾紙時(shí)，與過(guò)濾紙內(nèi)部縱橫交錯(cuò)的纖維網(wǎng)格接觸，通過(guò)截留、慣性、擴(kuò)散、沉降和靜電等效應(yīng)，油霧粒子被阻留[3]。

通過(guò)不同濃度下玻璃纖維過(guò)濾紙的過(guò)濾效率試驗(yàn)和微觀電鏡掃描分析，結(jié)果表明：

1)不同濃度的油霧粒子對(duì)不同的玻璃纖維過(guò)濾紙影響效果不一樣，有的玻璃纖維過(guò)濾紙受油霧濃度影響較大，如CH13和7101過(guò)濾紙；有的玻璃纖維過(guò)濾紙受油霧濃度影響較小，如ZC過(guò)濾紙。

2)油霧粒子在通過(guò)玻璃纖維過(guò)濾紙時(shí)，被沉積或攔截在纖維表面，雖然從微觀掃描結(jié)果看，油霧質(zhì)量濃度在2 500 mg/m3時(shí)，能看到明顯的油霧粒子攔截，但是綜合分析不同的玻璃纖維過(guò)濾紙攔截效應(yīng)基本相同。

3)根據(jù)油霧法檢測(cè)玻璃纖維過(guò)濾紙的過(guò)濾效率，由于檢測(cè)儀器、人員、環(huán)境的影響，同一試驗(yàn)樣品會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果，如何減少誤差范圍，也需要進(jìn)一步探討。