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超細纖維玻璃棉生產的濾料,是制造HEPA、ULPA 過濾器的理想材料。濾料的有些指標關系產品性能,如:過濾效率、阻力、抗滲水、可燃物含量;有些指標是為了滿足制造過濾器工藝,如:抗張強度、挺度、耐破度、耐折性。纖維直徑要均勻穩定,符合正態分布。纖維細長、比表面積大,才能形成較低的空氣流阻力和較高的效率,一般纖維的長徑比為1000-1500 倍。其中過濾效率是過濾器和濾料最重要的指標[39]。空氣過濾器的“過濾效率”是被捕捉的粉塵量與原空氣含塵量之比[15]:效率的定義看似簡單,但它的數值卻因試驗方法的不同而大不一樣。在決定過濾效率的因素中,粉塵“量”的含義多種多樣,由此計算和測量出來的過濾器效率數值也就五花八門。實用中,有粉塵的總計重濃度、粉塵的顆粒計數濃度;有時是針對某一典型粒徑粉塵的濃度,有時是所有粒徑粉塵的濃度;還有用特定方法間接地反映濃度的通光量(色法)、熒光量(熒光法);有某種狀態下的瞬時量,也有發塵試驗全過程變化效率值的加權平均量。確定高效過濾器的效率必須明確效率的含義和實驗方法,同一個過濾器對不同大小顆粒的過濾效果不同,所以離開測試方法說效率指標沒有任何意義多年來是以實驗方法作為研究HEPA 過濾器的主要手段,反映了不同時期的檢驗知識和手段的水平。評價過濾器的效率要采用專用的檢測氣溶膠。根據LaMer 和Sinckair[40]研究開發的HEPA 過濾器檢測系統,1956年,美國軍事委員會制定了最早、最完備的高效空氣過濾器檢測標準MIL-STD-282[41],此標準一直沿用至今,沒有大的變更。其效率檢測采用熱DOP(鄰苯二甲酸二辛酯)作為測試塵,當時認為其是0.3 μm 單分散氣溶使用光散射式光度計(Light-scattering photometer)檢測過濾器前、后氣樣的濁度比來計算過濾器的過濾效率。即使后來Hinds[42]經過實驗發現這種氣溶膠不是單分散的,而是具有計數中值直徑0.23μm 的多分散氣溶膠,美仍然保持這種方法作為測試HEPA 過濾器和濾料的工業標準方法,包括美國環境科學學會(IEST)制定頒發了一系列推薦檢測方法的類似標準,如IES-RP-CC007.1-1992、IES-RP-CC001.3-1993[43]。1968年英國制定了英國標準BS-3928,效率檢測采用鈉焰法[44],即使用多分散氣溶膠0.02-0.8μm 的氯化鈉結晶固體進行檢測。1972年法國制訂采用熒光法測量HEPA 過濾器的標準[45],1973年歐洲通風協會制定了EUROVENT4/4標準,沿用了鈉焰檢測法[46]。前蘇聯和德國采用油霧法測量HEPA 過濾器效率,1990年德國機械工業標準協會修定了DIN 24184標準,效率檢測采用眾值徑為0.4μm的石蠟油準單分散氣溶膠。20世紀80年代出現了ULPA 過濾器,它使過濾效率有了飛躍,上述這類測試方法在評估更高效率的HEPA 過濾器時沒有足夠的精度。國外曾用0.1μm 或0.12μm 粒子來測量并定義ULPA 過濾器的過濾效率 [47]。傳統HEPA 過濾器的定義為DOP 法效≥99.97%。當時,學術界認為最易透過粒徑為0.3μm,因此確定DOP 法發塵的質量中值直徑為0.3μm[41]。根據過濾理論不難發現,傳統的DOP、鈉焰檢測方法使用的檢測氣溶膠的粒徑高于過濾器和濾料的最易透過粒徑(MPPS)[48],所以檢測得到的效率比實際的特性高。如圖1-3所示[49]。此外,過濾理論已經證明效率是隨著不同粒徑變化的[7],所以實際檢測過濾器時即使采用單分散氣溶膠,檢測氣溶膠的粒徑方面稍有誤差就會對效率或透過率產生極大的影響。當采用準單分散氣溶膠和多分散氣溶膠作為檢測氣溶膠時,情況會更糟。天津大學進行的同濾料對比測試證明,不同試驗方法測得的過濾效率相差兩個數量級[40]。各種傳統的經驗檢測方法之間很難建立起明確的相互關系。1986年,瑞士研究人員Wepfer 和Schier[50]提出用全新的MPPS 效率方法評價玻纖高效過濾器和濾料。他們的建議以高效空氣過濾器的過濾理論為基礎,在科學和技術上都有獨特的優點。德國很快將其作為正式的典型檢測方法應用HEPA 和ULPA 過濾器[51, 52]。隨后將其作為新歐洲標準European Standard EN1822[53-57]和美國標準IEST-RP-021[58]的根據。MPPS 效率檢測試驗中使用的塵源為氣溶膠發生器產生的多分散相液體氣溶膠,或確定粒徑的單分散固體或液體顆粒。利用激光粒子計數器或凝結核計數器測量濾料上下游的不同粒徑下的粒子計數濃度,從而決定不同粒徑下的過濾效率。我國高效空氣過濾器的性能檢測標準,是在參照國外相關標準的基礎上制定的,在原蘇聯援建中國的項目中,過濾器試驗為采用透平油的油霧法[7]。中國軍方標準目前仍規定采用這種方法[59],但這種方法早已被俄羅斯廢棄,目前全世界只有中國仍然使用。我國于1963 年研制成功鈉焰法濾料試驗臺,1964 年建成了高效過濾器的鈉焰法試驗臺[20],國家標準(GB6165-85)及其修訂版(GB13554-92)規定的檢測方法為鈉焰法和油霧法[60, 61]。1999 年,核工業系統又制定了一項關于核級過濾器的國家標準GB/T 17939-1999[62]。美國最早采用的DOP 法是世界上應用最廣泛、流行時間最長的試驗方法,但中國從來沒有DOP 法標準,其原因是DOP 法試驗臺研制不成功[63]。自20 世紀80 年代以來,中國與世界的貿易和技術交流越來越頻繁,但中國的高效過濾器及濾料測試標準并未隨之改變。