钢铁行业袋式除尘用滤料孔径与微细粉尘捕集特性关系研究

2.4过滤性能

图 5 试样在清洁状态下的过滤效率

采用计重法测试了滤料在清洁状态下的过滤性能。图5为过滤风速分别为1.0，1.5m/min时，6种过滤材料的分级过滤效率。可以看出:过滤材料纤维直径较为接近时，过滤效率受孔径和孔径分布影响较大。

3号滤料孔径分布最分散，并且在某些孔径处所占比例基本相等，对于粒径范围在0.23～20μm的颗粒物而言，过滤风速为1.0，1.5m/min时任何粒径的颗粒物穿透滤料的可能性比其他样品的可能性都大，捕集性能最差。对于粒径在0.23～1.0μm的微细颗粒物，3号滤料的过滤效率最低，仅为20%左右。

对于0.23～1.0μm的微细颗粒物而言，过滤风速分别为1.0，1.5m/min时，分级过滤效率随样品最大孔径的增加而减少，1号、4号和2号滤料过滤效率依次增加，2号滤料过滤效率最高，大于40%，而5号和6号覆膜滤料的过滤效率明显高于1号、4号和2号滤料，并且过滤效率随粒径的增加而增加，5号滤料分级过滤效率大于75%，而6号滤料分级过滤效率大于80%。

对于1.0～20μm的颗粒物而言，普通针刺毡滤料的分级过滤效率随样品平均孔径的增加而增加，4号、2号、1号滤料的分级过滤效率依次增加，1号滤料分级过滤效率最高，而5号和6号覆膜滤料的过滤效率随平均孔径的增加而降低，但高于1号、4号和2号滤料，并且过滤效率随粒径的增加而增加。

粒子在纤维上的附着情况与空气动力学阻力有关，气流速度分别为1.0，1.5m/min时，直径为5μm的粒子接近完全粘附，1号、2号、4号和5号分级过滤效率均为100%。随着碰撞速度增加，固体粒子的附着力增加，并且惯性沉降效率也增加，过滤效率随粒子尺寸的增加而升高，尽管对沉积粒子和链状聚合体的气体动力学阻力也增加。

固体粒子在失去足够的能量后，和纤维发生最后一次碰撞时被捕集，在这之前可能要连续和纤维碰撞若干次。粒径为7μm的粒子完全粘附，1号、2号、3号、4号、5号和6号滤料分级过滤效率均为100%。

图6试样在清洁状态下的阻力

图6为1号、2号、3号、4号、5号和6号滤料阻力随过滤风速的变化关系。可以看出:6号覆膜滤料的阻力随着过滤风速的增大急剧增加，过滤风速为0.5m/min时过滤阻力为145Pa，1.5m/min时阻力为265.5Pa，远大于其他5种滤料。其次是5号覆膜滤料，其相应过滤风速下的阻力虽然小于6号覆膜滤料，但均大于其余4种普通针刺毡滤料，过滤风速分别为0.5，1.5m/min时，阻力分别为35，67.5Pa。

2号和4号孔径分布较为相似，孔径尺寸较为接近，阻力也较为接近。1号孔径最大，所以阻力最小。阻力与孔径及孔径分布的关系与透气性与孔径及孔径分布的关系是一致的，样品阻力随最大孔径的增加而减小。

说明当气体流经大孔径孔隙流时，过滤材料的孔径越大，气流通过的阻力越小，同时孔径分布也会影响到阻力大小，尽管3号与2号、4号滤料孔径大小接近，但3号孔径范围最广，且各孔径所占比例部分基本相等，所以其阻力大于2号和4号。而覆膜非织造过滤材料的微孔小而多，透气性较差，过滤效率高，过滤阻力也大。

3结论

针刺类非织造过滤材料孔径较大，平均孔径范围为22.22～26.83μm，最小孔径为4.58μm，最大孔径为80.47μm，孔径分散程度较高;覆膜针刺非织造过滤材料孔径较小，平均孔径仅为1.0μm左右，孔径分布较为集中，粒径＜5μm所占比例大于95%。

针刺过滤材料孔径及孔径分布会影响到其透气性，透气度随着最大孔径的增加而增加，阻力随着最大孔径的增加而减小。普通针刺毡滤料的透气度大于覆膜滤料。美塔斯滤料透气度为24.15m3/(m2˙min)，约为覆膜抗静电聚酯针刺毡的7倍，而其最大孔径约为覆膜抗静电聚酯针刺毡的9倍。

针刺过滤材料孔径及孔径分布对过滤效率和阻力有直接影响，随着非织造过滤材料孔径的增大，过滤效率降低。当纤维直径较为接近时，孔径越大，孔径分布分散程度越高，过滤效率越低，过滤阻力越小。

针刺过滤材料过滤效率随粒径的增加而增加，并且覆膜滤料的过滤效率明显高于普通针刺毡滤料，对于0.23～1.0μm的微细颗粒物而言，覆膜滤料分级过滤效率可达到80%左右，为普通针刺滤料的2～4倍。覆膜滤料的阻力也同样大于普通针刺毡滤料，当过滤风速为1.5m/min时覆膜抗静电针刺毡阻力达到265.5Pa，阻力远大于其他4种针刺毡滤料。

参考文献

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《环境工程》 作者：聂雪丽，李清，沈恒根

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