清华大学核能与新能源技术研究院江锋：静电型过滤材料的效率实验趣谈

静电型过滤材料的效率实验趣谈

清华大学 核能与新能源技术研究院

江锋

静电型过滤材料具有广泛的应用市场，但是在制作、保存和使用中如何保持静电型过滤材料过滤效率的稳定性是广大净化同行非常关注的话题。

对于PP滤料，静电效应在其过滤效率中所占比例之高是早已形成共识的。我们团队多年前的一项研究表明：有一款初始效率为99.9%的PP滤料，在完全消除了静电效应之后，效率下降到40%。

但是，这个实验结果并不能导致以下结论：PP滤料只能作为低中效滤料使用。

不过，从另一方面来说，把初始效率达到亚高效甚至高效的PP滤料完全等同于玻纤滤料，也是有风险的。

那么，如何更好地制作、保存和使用静电型过滤材料，通过研究掌握其工作特性，充分发挥其优势，是过滤行业共同面临的课题。

本实验使用了两种静电型过滤材料，包括聚丙烯（PP）滤料和静电棉（FH）滤料。

从图1中可以看到，两张PP滤料的效率-时间曲线均呈V形，而两张FH滤料的效率-时间曲线均为单调减。

我们分析：形成这种现象的原因，是滤料所带静电的消减与滤料积尘两个因素的此消彼长而致。

我们由图1和图2的PP滤料的效率-时间曲线提出了两个问题：

1） 效率-时间曲线出现了下降趋势和最低效率点！那么初始效率能作为出厂效率值吗？

2） 虽然效率-时间曲线出现了下降趋势，但是出现了拐点！随后持续上升。我们分析可能是由于滤料中的静电场保持得比较好，静电丢失速度低于滤料积尘的速度，所以效率在有所下降之后出现拐点，持续上升。

而两张FH滤料的初始效率与PP滤料相比并不低，但是其效率却随时间持续下降，没有出现拐点。表明FH滤料中的静电丢失速度超过了滤料积尘的速度。

结合图3可以看出：PP滤料的阻力一直在增加，说明PP滤料上的粒子一直在沉积，使得滤料的过滤效率得以保持，不因静电的丢失而大幅下降。而FH滤料的阻力几乎没有增加，说明在静电丢失的同时，FH滤料上的粒子的沉积速度缓慢，不足以弥补因静电的丢失而导致的效率下降。

相比于常规的过滤技术研究，即滤料初始的、静态的过滤性能或是滤料的容尘量性能的研究，本项研究侧重于滤料的动态过滤性能-过滤效率和阻力随时间的变化趋势。这或许为静电型过滤材料的研究工作引入了一个新的视角！

上述实验只是个起步，希望我们的实验结果及分析能起到抛砖引玉的作用。

在静电型滤料和实验气溶胶种类的选取、实验参数的调变、以及理论计算模型的建立和计算分析等方面还有许多可以开展的研究工作。

我们期待与同行共同关注静电型过滤材料在制作、保存和使用中的各个重要因素。通过实验和理论研究，让静电型过滤材料充分发挥其应有的作用，更好地应用于净化行业。