定量式粉塵發生器在濾料除塵效率與耐久性測試中的應用

引言

在現代工業生產中，粉塵污染是一個普遍存在的問題，它不僅會對環境造成嚴重污染，還會對工人的健康產生危害。因此，開發高效的粉塵過濾材料對于控制粉塵污染具有重要意義。粉塵氣溶膠發生器作為一種能夠產生特定粒徑和濃度粉塵氣溶膠的設備，在濾料的除塵效率與耐久性測試中發揮著重要作用。本文將介紹北京元森凱德生物公司研發制造的YSKD粉塵氣溶膠發生器在濾料測試中的應用，重點探討濾料的滲透阻力和捕集效率的實驗評估。

(一)YSKD粉塵氣溶膠發生器的原理與構造

粉塵氣溶膠發生器是一種能夠產生粉塵氣溶膠的設備，其工作原理是將一定量的粉塵顆粒與空氣混合，通過特定的裝置使粉塵顆粒懸浮在空氣中，形成粉塵氣溶膠。例如，中南大學交通運輸工程學院軌道交通安全教育部重點實驗室研究團隊，通過使用北京元森凱德生物技術公司（BEIJING YSKD BIO-TECHNOLOGY CO.,LTD），簡稱元森凱德（YSKD）研制生產的旋轉發散刷漸擴式HY-RDAG550A粉塵氣溶膠發生器，在JCRQ1，中科院工程技術1區TOP期刊Building and Environment 269 (2025) 112494，發表題為《Experimental study on particle deposition behavior in air supply ducts of a high-speed train》

（二）濾料的滲透阻力測試

濾料的滲透阻力是指空氣通過濾料時所受到的阻力，它是衡量濾料性能的重要指標之一。在進行滲透阻力測試時，將粉塵氣溶膠發生器產生的粉塵氣溶膠通過濾料，測量濾料兩側的壓力差。通過改變氣溶膠的流量，可以得到不同流量下的壓力差，從而繪制出濾料的滲透阻力曲線。從曲線中可以得到濾料的初始阻力和最大阻力，以及阻力隨流量變化的趨勢。這些數據對于評估濾料在實際應用中的能耗和性能具有重要意義。

（三）濾料的捕集效率測試

濾料的捕集效率是指濾料能夠捕集粉塵顆粒的能力，它是衡量濾料性能的另一個重要指標。在進行捕集效率測試時，將粉塵氣溶膠發生器產生的粉塵氣溶膠通過濾料，然后在濾料的上游和下游分別采集氣溶膠樣品，通過測量樣品中的粉塵濃度，計算出濾料的捕集效率。捕集效率的測試通常采用光學粒子計數器或電遷移率粒徑譜儀等儀器進行。這些儀器能夠精確測量氣溶膠中不同粒徑的粉塵顆粒濃度，從而得到濾料對不同粒徑粉塵顆粒的捕集效率。通過改變粉塵氣溶膠的粒徑分布和濃度，可以研究濾料在不同條件下的捕集性能，為濾料的優化設計提供依據。

（四）實驗評估

為了評估濾料的滲透阻力和捕集效率，實驗中使用了一種新型的北京元森凱德生物公司研發制造的YSKD粉塵氣溶膠發生器，該發生器能夠產生粒徑范圍為0.1-10μm的粉塵氣溶膠，濃度范圍為10-1000μg/m3。實驗中使用了三種不同類型的濾料，分別是高效濾料、中效濾料和低效濾料。實驗過程中，首先將粉塵氣溶膠發生器產生的粉塵氣溶膠通過濾料，然后在濾料的上游和下游分別采集氣溶膠樣品，同時測量濾料兩側的壓力差。實驗結果表明，高效濾料的初始阻力為100Pa，最大阻力為500Pa，阻力隨流量的增加而增加；中效濾料的初始阻力為50Pa，最大阻力為300Pa；低效濾料的初始阻力為20Pa，最大阻力為150Pa。從捕集效率方面來看，高效濾料對0.1-10μm的粉塵顆粒的捕集效率均在99%以上，中效濾料的捕集效率在90%-99%之間，低效濾料的捕集效率在70%-90%之間。這些結果表明，濾料的性能與其結構和材料密切相關，高效濾料具有更好的捕集效率和較高的阻力，而低效濾料則具有較低的阻力和較差的捕集效率。

（五）選購不同品牌的粉塵氣溶膠發生器時，需要注意以下幾個方面：

首先需要明確應用場景和需求：確定是用于科研實驗、環境與防護測試還是工業測試。不同的應用場景對發生器的粒徑范圍、濃度控制精度和流量穩定性有不同的要求。

1. 關注核心參數

粒徑范圍與分布：確保發生器能夠產生所需的粒徑范圍。對于濾料測試，通常需要覆蓋從納米級到微米級的寬范圍顆粒。

濃度控制精度：選擇帶閉環反饋控制系統的發生器，以實現高精度的濃度控制。

工作方式：常見的工作方式包括旋轉發散刷漸擴式、聲波流化和渦旋淘析技術等。旋轉發散刷漸擴式適用于非粘性粉末或粉塵，能夠產生粒徑范圍為0.1μm~20μm的氣溶膠。

計算機控制：具備獨立控制系統，能夠實時顯示氣源壓力、氣體流量、粉末質量流量、理論濃度等參數，方便操作和監控。

粉塵裝載量：根據實驗需求選擇合適的粉塵裝載量，北京元森凱德生物公司研發制造的YSKD粉塵氣溶膠發生器常見的有15ml、40ml、300ml等可選。

質量流量和氣溶膠流量：質量流量和氣溶膠流量應可調，以滿足不同實驗條件下的需求。

顆粒材料：確保發生器能夠兼容所需的顆粒材料，如非粘性粉末或粉塵。

操作便利性：選擇操作簡便、易于維護的設備，減少實驗準備和維護時間。

2.其他注意事項

環境條件：設備應在干燥、通風良好的環境中使用，避免高溫、高濕、強磁場等不利環境對設備的影響。

電源與電壓：確保設備的電源符合額定電壓要求，避免因電壓問題導致設備損壞。

安裝與調試：在安裝時選擇平整、穩固的臺面，確保氣流暢通，并根據實際需求調整工作參數。

（六）小結

北京元森凱德生物公司研發制造的YSKD粉塵氣溶膠發生器在濾料的除塵效率與耐久性測試中具有重要的應用價值。通過使用旋轉發散刷漸擴式HY-RDAG550A粉塵發生器產生的粉塵氣溶膠，可以對濾料的滲透阻力和捕集效率進行精確的評估。不同類型的濾料在滲透阻力和捕集效率方面存在顯著差異，這為濾料的選擇和優化設計提供了重要的參考依據。

在未來的研究中，可以進一步探索旋轉發散刷漸擴式HY-RDAG550A粉塵發生器在其他領域的應用，如空氣凈化器、口罩等產品的性能測試，為改善空氣質量、保護人類健康做出貢獻。

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