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1 前言

我國(guó)的大氣環(huán)境污染以煤煙型為主，少數(shù)城市屬煤煙型與汽車尾氣污染并重的類型。空氣中分布著很多微細(xì)的油煙和碳黑顆粒，這些顆粒會(huì)隨空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)或經(jīng)車間門、窗等的縫隙進(jìn)入細(xì)紗車間，而被吸附在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的管紗表面。當(dāng)細(xì)紗表面附著顆粒物的覆蓋面積超過(guò)一定量時(shí)，就會(huì)使細(xì)紗表面呈現(xiàn)灰黑色，形成“煤灰紗”?！懊夯壹啞眹?yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量，給紡織企業(yè)帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失。

環(huán)境空氣未經(jīng)有效過(guò)濾即進(jìn)入細(xì)紗車間，是形成“煤灰紗”的主要原因。長(zhǎng)期以來(lái)，很多企業(yè)和科研單位采取了多種凈化手段來(lái)降低這些顆粒物在細(xì)紗車間空氣中的濃度，來(lái)尋求治理“煤灰紗”的有效途徑。

2 治理煤灰紗的凈化技術(shù)及存在的問(wèn)題

2．1 用袋式過(guò)濾器對(duì)新風(fēng)進(jìn)行一級(jí)或多級(jí)過(guò)濾

2．1．1 采用長(zhǎng)毛絨過(guò)濾材料(如JM一2)的袋式過(guò)濾器，過(guò)濾效率較低，只有30%～40%，不能有效地防治“煤灰紗”。

2．1．2 為了提高袋式過(guò)濾器的過(guò)濾效率，一些企業(yè)采用較低的速度對(duì)空氣進(jìn)行過(guò)濾，造成過(guò)濾器占地面積過(guò)大，能耗大，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

2．1．3 一些企業(yè)在風(fēng)速不變的條件下，采用了過(guò)濾效率高的常規(guī)過(guò)濾材料，這樣會(huì)使系統(tǒng)的過(guò)濾阻力上升，造成新風(fēng)系統(tǒng)壓力損失大，而不得不使用接力風(fēng)機(jī)，卻增加了系統(tǒng)的能耗。若不使用接力風(fēng)機(jī)，則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的新風(fēng)量下降。在防治“煤灰紗”的春秋季，細(xì)紗車間的溫度會(huì)達(dá)到30℃ 以上，有些情況下即使車間的微正壓也難以維持，不能有效地防治“煤灰紗”。

2．2 采用油幕法過(guò)濾新風(fēng)

油幕法中的油幕使用壽命短，設(shè)備清洗頻繁，工作強(qiáng)度大，且過(guò)濾阻力上升快，不能有效地防治“煤灰紗”。

2．3 采用皂洗法對(duì)空氣進(jìn)行洗滌

采用皂洗法會(huì)消耗大量的洗滌劑，增加清潔工作量，設(shè)備的使用也受到一定的限制。產(chǎn)生的大量泡沫會(huì)對(duì)被洗滌的空氣造成二次污染，且空調(diào)回水會(huì)污染環(huán)境，不適合用來(lái)防治“煤灰紗”。可見(jiàn)，采用上述方法來(lái)防治“煤灰紗”不能達(dá)到滿意的效果。而保證細(xì)紗車間的微正壓，提高新風(fēng)凈化設(shè)備的過(guò)濾效率，同時(shí)降低系統(tǒng)的阻力，是有效地治理“煤灰紗”的重要途徑。因此，研發(fā)高效低阻的過(guò)濾材料并采用合理的正壓凈化設(shè)備是非常必要的。

3 對(duì)過(guò)濾材料的研究

目前，非織造過(guò)濾材料在空氣凈化方面得到了廣泛應(yīng)用。非織造過(guò)濾材料是一種由纖維層構(gòu)成的紡織品，纖維能均勻分開(kāi)且不具有明顯的方向性，纖維受到上層纖維遮蔽的程度最小。具有大量蓬松的孔隙結(jié)構(gòu)，被過(guò)濾的顆粒可與纖維在蓬松的孔隙中廣泛接觸，能充分發(fā)揮各種捕塵機(jī)理的作用。因此，具有過(guò)濾效率高，壓力損失小和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。如果能利用非織造過(guò)濾材料的這些優(yōu)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上再開(kāi)發(fā)多機(jī)理的過(guò)濾材料，使其過(guò)濾效率增加，而阻力卻不上升，就可以進(jìn)一步提高其過(guò)濾性能。東華大學(xué)環(huán)境工程學(xué)院與濾料廠家合作，研發(fā)了一種多機(jī)理的過(guò)濾材料，并對(duì)各種非織造過(guò)濾材料進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究。

3．1 測(cè)試對(duì)象

實(shí)驗(yàn)中我們以環(huán)境氣溶膠中顆粒物PM10、PM2.5, PM 1.0為過(guò)濾對(duì)象，選取了多種熔噴類、針刺類和在此基礎(chǔ)上研發(fā)的多機(jī)理過(guò)濾材料進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試樣本如下：

① 熔噴類：R。、Rz、R3和R4為熔噴型過(guò)濾材料，克重分別為58 g／m2。、128 g／m2。、152 g／m2。和210 g／m2。。其中前三種過(guò)濾材料纖維平均直徑為7m2m2，R 的纖維平均直徑為4m2m2。

② 針刺類：Z。和Z。為針刺過(guò)濾材料，克重分別為340 g／m2。和160 g／m2。，纖維平均直徑分別為19．5 ttm2和6 ttm2。

③ 多機(jī)理過(guò)濾材料類：J。、J。、J。和J 分別為多機(jī)理過(guò)濾材料，克重分別為130 g／m2。、150 g／m2、200 g／m2和250 g／m2，纖維平均直徑為21．5mm。

3．2 各種過(guò)濾材料的過(guò)濾性能

參照通常過(guò)濾器采用的過(guò)濾風(fēng)速，將各種濾料過(guò)濾性能的過(guò)濾風(fēng)速分別設(shè)定為0．2 m／s、0．5m／s、0．8 m／s和1．2m／s。在不同的過(guò)濾風(fēng)速下，對(duì)各種濾料的過(guò)濾阻力和過(guò)濾效率進(jìn)行測(cè)試，如圖1～圖4所示。