與傳統(tǒng)的金屬板電除塵技術(shù)不同，高分子聚合物強(qiáng)場電介質(zhì)（intense field dielectric，IFD）過濾技術(shù)在面積較小的電場中對顆粒物荷電，在蜂窩狀電極板中捕集帶相反電極的污染物。兩者的主要區(qū)別在于高分子聚合物強(qiáng)場電介質(zhì)的金屬材料不直接用作電極，而是通過整合工藝將金屬電極封裝在蜂窩狀的高分子聚合物電介質(zhì)材料中，每個蜂窩微腔體構(gòu)成獨(dú)立的氣流捕集通道，大大增加了有效集塵面積，IFD 的直流電壓通過特有的絕緣介質(zhì)后再施加到空氣上，集塵模塊內(nèi)空氣幾乎不發(fā)生電離，因此臭氧產(chǎn)生率極低，而且具有壓力損失小、方便清洗、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。
電晶體可以有效地捕獲氣流中的有害粒子，電介質(zhì)的過濾效率明顯高于過濾介質(zhì)。電纖維能有效地捕捉顆粒物，并形成的鏈狀結(jié)塊樹突，其本身也參與捕捉其他粒子；增加的接觸會增加樹突的數(shù)量，從而提高過濾效率；樹突的靜電充電會分散樹枝，增加捕捉量。電介質(zhì)空氣過濾器的過濾性能，取決于過濾材料、顆粒污染物成分、環(huán)境因素（如迎面風(fēng)速、溫度、相對濕度等）。與傳統(tǒng)過濾等級 M5 的玻璃纖維、無紡布等過濾材料相比，對于香煙煙霧，IFD 過濾裝置的潔凈空氣量和一次過濾效率均為最大。
針對溶劑過濾效率的研究資料較少，本文主要測試顆粒污染物不同粒徑分布下的高分子聚合物IFD 材料的過濾效率、不同迎面風(fēng)速下的壓力降，并對 G4（粗效過濾器）+IFD 和 G4+IFD+E11（高效空氣過濾器）兩種組合的過濾效率進(jìn)行測試與對比分析。
污染物粒徑分布
顆粒污染物選用紅雙喜牌香煙產(chǎn)生的煙霧，其粒徑分布測試在一間容積為 30 m3 密閉試驗(yàn)房內(nèi)進(jìn)行。開啟風(fēng)扇，將 3 支點(diǎn)燃的標(biāo)準(zhǔn)香煙放置在房間中央距離地面高 1 m 處位置。顆粒物采樣點(diǎn)位于人體呼吸區(qū)距地 1.5 m 處。等待香煙燃盡 5 min 后，房間顆粒污染物濃度趨于穩(wěn)定，關(guān)閉風(fēng)扇。打開氣溶膠粒徑譜儀，記錄房間內(nèi)顆粒污染物全粒徑逐時濃度，并以此時刻作為記時零點(diǎn)。此后每 5 s 記錄一次數(shù)據(jù)，記錄時長為 15 min，取 181 組數(shù)據(jù)的平均值。
試驗(yàn)方法與步驟
點(diǎn)燃兩支紅雙喜牌香煙，待香煙燃燒和顆粒物濃度分布穩(wěn)定時，開始測試，為保證發(fā)塵的連續(xù)和穩(wěn)定性，每種工況測試過程中維持香煙連續(xù)燃燒不中斷。采用 2 臺同型號的粒子計(jì)數(shù)器，試驗(yàn)前校準(zhǔn)儀器結(jié)果表明，兩臺在同一測點(diǎn)的讀數(shù)差值均小于±5 個/L，因此，認(rèn)為對試驗(yàn)結(jié)果影響不大。測量時，受試過濾器上、下風(fēng)側(cè)粒子計(jì)數(shù)器讀數(shù)穩(wěn)定后分別連續(xù)取3次讀數(shù)的平均值，計(jì)算一次過濾效率，重復(fù)上述步驟，取 3 次計(jì)算平均值作為該粒徑的一次過濾效率。通過調(diào)整風(fēng)機(jī)變頻器的頻率改變迎面風(fēng)速，測試并計(jì)算不同迎面風(fēng)速下的一次過濾效率。
結(jié) 語
通過測試高分子聚合物 IFD 過濾器的過濾效率、壓力降，以及不同組合過濾裝置的過濾效率，主要得出以下結(jié)論：
（1）迎面風(fēng)速在 1.0 m/s 時，粒徑≥0.5 μm 的顆粒物過濾效率超過 65%；風(fēng)速超過 1.0 m/s 時，過濾效率隨風(fēng)速的增大而減小。
（2）迎面風(fēng)速越大，壓力降也越大。
（3）粒徑≥0.5 μm 的顆粒物，在迎面風(fēng)速小于 1.29 m/s 時，G4+IFD 組合過濾器的過濾效率大于70%；粒徑≥1.0 μm 的顆粒物，在迎面風(fēng)速小于 1.0 m/s 時，G4+IFD+E14 組合過濾器的過濾效率超過96%；在風(fēng)速約為 0.85 m/s 時，過濾效率達(dá)到最大，為 99.31%。
（4）根據(jù)試驗(yàn)所測 IFD 過濾器的過濾效率和壓力降，參照歐洲一般通風(fēng)用空氣過濾器標(biāo)準(zhǔn)中對過濾器的分級要求，IFD 可替代如 M5 等部分傳統(tǒng)中效過濾器。
