探究油雾浓度对玻璃纤维过滤纸过滤效率的影响

原庆芳， 岳 晗， 王丽芳， 邢浩洋

(山西新华防化装备研究院有限公司，山西 太原 030008)

1 概述

以大气为介质，固态或液态粒子悬浮、分散于其中的胶体分散体系，毒剂云团、生物黏剂气溶胶、核武器爆炸后放射性烟云中的微小尘粒，核化事故泄入大气的放射性物质、有毒有害物质形成的污染云团以及烟幕均属于大气气溶胶[1]。对大气气溶胶的滤除能力通常用过滤效率来衡量。能够滤除毒剂、生物战剂和放射性气溶胶等的纤维滤料称为气溶胶过滤材料，可以用作过滤材料的有纤维素-石棉纤维纸、玻璃纤维-棉纤维过滤纸和多组分全玻璃纤维过滤纸。

目前，国内外防护器材用于滤除大气气溶胶的过滤材料主要为玻璃纤维过滤纸，而无论是过滤材料还是防护器材过滤效率的检测方法大多采用仿苏的油雾法进行检测[2]。按照GB6165中油雾法的试验原理为：在规定的试验条件下，用汽轮机油通过汽化-冷凝式油雾发生炉人工发生油雾气溶胶，气溶胶粒子的平均直径为0.28 μm～0.34 μm。

2 试验部分

为了研究油雾浓度对玻璃纤维过滤纸过滤效率的影响，本文选用3种类型玻璃纤维过滤纸进行试验，分别是7101过滤纸、CH13过滤纸和ZC过滤纸。

2.1 试验准备

试验前，过滤纸应经灯光检验，表面无杂质、裂痕、破损等影响过滤效率试验结果的外观缺陷。

2.2 过滤效率试验

试验方法按照GB6165-2008油雾法进行过滤效率的检测，试验装置见图1。

图1 过滤效率试验装置

试验条件：用46号汽轮机油作为发雾剂，试验比速均为0.32 L/(min·cm2)。

油雾质量浓度：250、1 000、2 500 mg/m3。

试验结果见表1、图2。

表1 过滤效率检测结果 %

图2 过滤纸过滤效率随油雾浓度变化图

2.3 微观扫描试验

将过滤效率试验前、后的过滤纸在高倍显微镜下进行微观扫描，扫描图像见图3、图4和图5。

图3 过滤效率试验前微观扫描

图4 过滤效率试验后微观扫描1)

图5 过滤效率试验后微观扫描2)

3 结论

油雾气溶胶主要是分散在空气流中的油雾粒子，通过玻璃纤维过滤纸时，与过滤纸内部纵横交错的纤维网格接触，通过截留、惯性、扩散、沉降和静电等效应，油雾粒子被阻留[3]。

通过不同浓度下玻璃纤维过滤纸的过滤效率试验和微观电镜扫描分析，结果表明：

1)不同浓度的油雾粒子对不同的玻璃纤维过滤纸影响效果不一样，有的玻璃纤维过滤纸受油雾浓度影响较大，如CH13和7101过滤纸；有的玻璃纤维过滤纸受油雾浓度影响较小，如ZC过滤纸。

2)油雾粒子在通过玻璃纤维过滤纸时，被沉积或拦截在纤维表面，虽然从微观扫描结果看，油雾质量浓度在2 500 mg/m3时，能看到明显的油雾粒子拦截，但是综合分析不同的玻璃纤维过滤纸拦截效应基本相同。

3)根据油雾法检测玻璃纤维过滤纸的过滤效率，由于检测仪器、人员、环境的影响，同一试验样品会出现不同的结果，如何减少误差范围，也需要进一步探讨。