气溶胶纤维过滤技术研究综述

纤维过滤除尘技术在气溶胶粒子排放控制的应用中具有过滤效率高、运行稳定、纤维滤料选择范围广的明显优点,其发展至今形成了多种过滤材料,有了较完备的理论支撑和相关技术规范。围绕气溶胶粒子纤维过滤技术的过滤理论、关键参数、过滤介质、过滤过程及过滤技术等方面进行了阐述,并介绍了目前气溶胶粒子过滤的新型技术,为气溶胶粒子过滤除尘领域的研究提供参考。     

纤维滤料在容尘阶段的过滤性能实验研究

通过容尘实验分析了气溶胶的特性参数对纤维滤料的非稳态过滤性能参数的影响、滤料在容尘阶段的压降Δp、各粒径微区间的分级效率随单位面积累计容尘量的变化特性,以及滤料在粉尘或气溶胶微粒沉积的各个压降阶段的最易透过粒径(MPPS)等.得到了纤维滤料的积尘填充率α的计算式,检验了滤料在容尘阶段的压降经验公式的适用性,并借助于Matlab的回归分析拟合出合适的压降修正式.     

纤维球滤料直接过滤原水的试验研究

研究了纤维球滤料在未投加凝聚剂直接过滤浊度较高原水的效果 ,结果表明进水浊度为 50～ 1 50度时 ,采用 1 0～ 2 0 m·h- 1的较高滤速 ,纤维球滤料的过滤效果良好 ,运行工况稳定、截污量大、过滤周期长 ,且不需要投加凝聚剂 ;与石英砂滤料相比 ,具有明显的经济效益     

静电增强纤维过滤压力降公式推导

静电增强纤维过滤是非稳态过程，其压力降随时间变化，但现有研究中定量描述的几乎没有。为得出压力降随时间变化的关系式，在推导静电增强纤维过滤非稳态压力降公式时将压力降视为由滤料及沉降粉尘共同作用而产生，并认为带电后的粉尘受极化力的作用而有形成“粉尘粒子串”的趋势，从而得出静电增强纤维过滤非稳态压力降公式，此式可用于定量计算和定性分析。     

纤维过滤介质在容尘阶段的非稳态过滤效率

基于黏性牛顿流体的N-S方程,从一般控制方程的通用形式,结合纤维过滤介质的积尘填充率与粉尘颗粒或气溶胶微粒沉积量,推导出纤维多孔过滤介质内粒子浓度分布的非线性微分方程.分析了过滤效率经验公式中无量纲参数之间的内在联系及其对纤维滤料在容尘阶段过滤效率的影响,利用非线性回归方法拟合出纤维过滤介质的非稳态过滤效率经验公式.结果表明:微粒的Re数均小于1,即空气的流动均处于斯托克斯区域,同时其流动状态为层流;计算得到的拦截参数为0.086～0.559.根据实验结果拟合的纤维滤料在容尘阶段的过滤效率经验公式适用于St小于1的场合.     

燃煤飞灰单极荷电对纤维滤料过滤性能的强化

细颗粒物的单极荷电能够改善细颗粒物被纤维滤料过滤的性能.本文设计搭建了由线板式预荷电器和纤维滤料集尘装置组成的复合静电增强过滤实验平台,分别研究了在不同荷电类型、不同荷电电压以及不同过滤风速三种工况下,单极荷电的燃煤飞灰颗粒被聚苯硫醚(PPS)纤维滤料捕集时捕集效率及阻力特性的变化规律.结果表明,随着荷电电压的升高,过滤风速的下降,纤维滤料对荷电燃煤飞灰颗粒物捕集效率提高的同时压差增量减小,且压差增长速率明显降低.粒径越小,过滤效果增加越明显,且负荷电提高效果优于正荷电.     

基于海岛纤维的新型滤料实验研究

研发基于超细纤维的滤料是控制PM2.5的主要技术方向之一.采用国家标准建议的实验装置,对新型超细海岛纤维滤料的过滤性能进行综合研究,得出了滤料的过滤效率、残余阻力、清灰周期等参数,并与常规针刺毡滤料和覆膜滤料对比.结果表明:海岛纤维滤料对PM2.5的计数效率为94.9%,远高于常规针刺毡滤料,与覆膜滤料相当;动态过滤过程的残余阻力低于覆膜滤料,残余阻力上升缓慢,清灰周期更长,有利于延长滤料的寿命,节约成本.     

改性滤料及强化过滤技术在水处理中的应用

近年来，一些研究者发展了金属氧化物改性滤料技术以克服传统滤料所面临的问题。和常规滤料相比，改性滤料具有一系列优良的性质。本文介绍了强化过滤技术及过滤中用到的改性滤料，对改性滤料的定义、作用机理、载体和改性剂、制备及表征技术做了系统的综述，在此基础上，对改性滤料处理去除水中阳离子重金属离子、砷、硒、氟、有机物、微生物等污染物质做了简要的说明。最后对本领域的研究做出了展望，认为改性滤料强化过滤是适合于我国现状给水处理的技术。     

强化过滤给水处理技术

介绍了投加助滤剂改善滤料表面性质以及改进或优选滤料等强化过滤技术处理饮用水水源中杂质的基本原理及特点,分析了优化常规过滤工艺的主要影响因素及应采取的具体措施.给出生物滤池反冲洗强度的确定,指出混凝絮体和颗粒对过滤的影响等是今后强化过滤有待进一步研究解决的问题.     

二维随机分布纤维过滤介质的压力损失分形模型

为了研究影响纤维过滤器压力损失的主要因素,开发了能够生成二维随机分布的虚拟纤维过滤介质的VBA程序,并在纤维随机分布的二维区域中利用计算流体力学(CFD)技术计算了Stokes方程的数值解.通过对虚拟滤料CFD模拟计算结果的数据回归分析可知,纤维过滤介质的压力损失随纤维填充率增加呈非线性增加,与纤维直径的二次方呈反比例关系,与纤维介质厚度及过滤速度呈线性正比例关系,由此提出了二维随机分布纤维过滤介质的压力损失预测模型.在此基础上,考虑了分形维数和迂曲度对过滤压力损失的影响,得出压力损失随分形维数和迂曲度的增加呈非线性增加,提出了包含分形维数、迂曲度的压力损失预测表达式,该表达式与相关文献的分形理论模型具有很高的一致性.     

纤维束直接过滤积泥结构分形研究

通过对纤维束滤料积泥表面进行电镜照像及图像分析,得到了不同条件下积泥孔隙结构的分维数,并探讨了积泥孔隙分维数与过滤过程及直接过滤中混凝剂效果的关系,结果表明,分维数可用于研究积泥结构及其对过滤过程的影响,且可用于评价直接过滤中混凝剂的效果。     

空气过滤材料过滤性能实验研究

空气过滤技术的核心是过滤材料的进步与创新.以民用空调织造过滤材料、芳纶滤料和玻璃纤维作为研究对象,建立了空气过滤材料实验装置,对其空气过滤材料的性能进行研究.结果表明:芳纶滤料过滤性能最好,能够将空气中的粉尘浓度控制在28μg/m3以下;玻璃纤维与民用空调过滤材料粉尘浓度最高,分别为175,150μg/m3;但芳纶滤料压差阻力居中,最高达242Pa.     

污水回用纤维布块深度过滤器

纤维布块过滤器是一种新型深层纤维滤料过滤器.试验中选用50×50正方形,16层的柔性纤维布块为过滤介质.并利用上筛板在过滤时压紧纤维,反冲洗时利用气、水冲击振荡纤维,从而实现高效过滤,并较好地解决纤维状介质不易翻松清洗的问题.纤维布块过滤器已经走过了从小试→中试→到工业化试验的全过程,成功地完成了新样机的试制.纤维布块过滤代替传统的粒状滤料是深层过滤,在过滤器技术发展的道路上是一种崭新的思维和尝试.此样机与其它过滤器相比具有:过滤幅度大、过滤精度高等特点.主要介绍试验机的工作原理、结构性能及其特点.     

空气过滤材料静电衰减机理的实验研究

采用不同形态、不同荷电特性的气溶胶对静电纤维过滤材料进行积尘实验,观测滤料积尘过程中的表面电势、过滤效率和纤维形态的变化.结果表明不同荷电特性KCl(氯化钾)气溶胶积尘的滤料表面电势随积尘量增加的变化趋势不同,但滤料的效率不随积尘增加而变化;液态DEHS(癸二酸二辛酯)气溶胶容尘实验发现,滤料表面电势和效率都急剧衰减.实验结果以及不同形态气溶胶积尘滤料的扫描电镜表明造成滤料静电衰减的机理主要是屏蔽作用.     

关于纤维滤料的研究

本文是“纤维型滤料和空气过滤器”一文的前两部分的缩写。本文概述和研究了现代空气过滤理论,特别是纤维型滤料过滤理伦的主要成果。在此基础上,经过大量运算,编制了一些反映空气过滤理论的各有关因素关系的图表和曲线。为研究滤料性能,提供了定性分析的依据。本文对上述理论曲线进行了各方面的讨论,提出了评价滤料性能的一些指标和方法。正是在本文所研究内容的指导下,通过大量实验,近期内研制成功多种性能优良的空气过滤材料。     

长纤维过滤与石英砂过滤的性能对比试验

在深入了解纤维束过滤机理和总结现有各种纤维束过滤器优缺点的基础上,通过长纤维过滤与传统石英砂过滤的对比试验,详细论述了长纤维过滤较之石英砂过滤的技术特点与性能优势.试验结果表明:与传统石英砂过滤(滤速8~10m/h,过滤周期16~20h,出水浊度0.5NTU左右)相比,长纤维过滤最大滤速可达55m/h以上,各种滤速下过滤周期均大于50h,周期内出水浊度稳定在0.2NTU以下,且纳污量大,反冲洗彻底,运行稳定,展现了良好的应用前景.     

纤维过滤介质渗透率及压力损失数值模拟

针对纤维过滤介质纤维杂乱无章分布的特性,采用计算机模拟生产接近真实过滤介质的随机排列的三维纤维微观结构,对其内部流场进行数值模拟,得出纤维过滤介质内部流场三维压力及速度分布曲线图.通过大量计算及回归分析,获得随机排列纤维过滤介质无因次压降和渗透率拟合关联式.研究结果表明:随着迎面风速的增大,过滤介质压力损失线性增加;过滤介质压降随着填充密度的增大而非线性增加;随机排列纤维过滤介质无因次压降的计算结果与Davies及Jackson的计算结果非常吻合.     

变性滤料过滤除铁的研究

变性滤料过滤除铁的研究邓慧萍在过滤除铁工艺中，利用变性滤料可以很好地改善初期水的水质，使滤池一投人使用出水水质即能满足水质要求，同时也大大缩短了滤料的成熟期．文中论述了变性滤料用于除铁过程的理论基础、变性滤料的制作和几种变性滤料用于除铁过程的试验结果...     

新型过滤装置的工作参数对过滤性能的影响

在前期研发的一种新型一体化连续过滤装置的基础上,分别研究了滤料级配、提砂反冲洗系统的工作参数、进水流量以及不同过滤方式对该装置过滤性能的影响,调查了连续过滤过程中滤床的反粒度分布以及各种条件下出水水质.实验结果表明:不同的滤料级配对过滤后水质有较大的影响,反粒度自然分布能够提高滤床的截污能力;滤床的更新速率在6.25,mm/min时,过滤后水质更好;连续过滤与间歇反冲洗过滤可以优化组合,在一个间歇反冲洗周期之后,滤床中滤料的清洁程度可以保持良好,与连续反冲洗过滤相比,耗水率可降至5%,.     

基于纳米纤维覆层的除尘滤料制备

采用静电纺丝技术制备了用于除尘领域的涤纶纳米纤维膜,利用扫描电子显微镜对纤维膜微观形貌进行表征,确定了最佳纺丝条件,并将该条件下制得的纳米纤维膜附着在除尘滤料表面,对其进行阻力特性、分级计数效率及动态过滤性能测试.结果表明,15kV纺丝电压、21cm接收距离、18%纺丝液质量分数为最佳纺丝条件,在该条件下制备的纳米纤维过滤材料阻力较低,清灰性能良好,对3μm以下的微细粒子过滤效率达到99.99%以上,效率提升明显,能有效控制微细颗粒物.