В статье, посвященной характеристикам нетканых полотен airlaid, рассмотрены показатели воздухопроницаемости, размеры их пор и пористости, отмечена целесообразность более подробного изучения эксплуатационных свойств для расширения областей применения этих полотен.1
Одной из возможных областей использования airlaid является воздушные фильтры различного назначения.
Однако фильтрующие характеристики не изучены, и поэтому потребители не располагают достаточной информацией об эксплуатационных свойствах этих новых материалов.
В данной работе проведено исследование фильтрующих характеристик airlaid в качестве воздушных фильтров. С этой целью на ООО Си Айрлайд (Челябинск) на новом оборудовании компании Dan Web выработано 14 видов термоскрепленного полотна по технологии airlaid.
Особенности структуры и технологии изготовления полотна airlaid изложены ранее1, а основные характеристики исследуемых видов сведены в табл.1
Исследуемые образцы отличаются различной поверхностной плотностью (71...308 г/м2), толщиной, воздухопроницаемостью и объемной плотностью, что влияет на фильтрующие характеристики.
Исследование фильтрующих характеристик различных видов и типов полотна airlaid проводились на стендовой установке с использованием кварцевой пыли с удельной поверхностью 5600 см2/г и определенным дисперсным составом по размерам частиц (1...90 мкм).
Основные фильтрующие характеристики airlaid сведены в табл.2.
Как видим, коэффициент проскока пыли, характеризующий эффективность очистки, колеблется у образцов airlaid в больших пределах: от 1,3% (образец 14) до 17,3% (образец 4).
Максимальный размер частиц, прошедших через испытуемые образцы составляет 43...90 мкм при среднем значении 35 мкм.
Прослеживается зависимость коэффициента проскока от воздухопроницаемости и размеров пор. Выявлено, что с уменьшением воздухопроницаемости и размеров пор коэффициент проскока пыли снижается и наоборот.
На основании этой зависимости представляется возможным составить номограмму и оценить эффективность очистки испытуемых материалов, предварительно оценивая их воздухопроницаемость и размеры пор.
Наилучшие результаты по эффективности очистки имеют образец № 14 (2.300/2,0/ 204 FL), с воздухопроницаемостью 113 дм3/м2с и максимальным размером пор 94 мкм и образец №7 (1.200 /1.0/194 FL) с воздухопроницаемостью 181 дм3/м2с и максимальным размерами пор 79 мкм.
В основном через исследуемые образцы проникают частицы пыли размерами 27...44 мкм.
Однако при изучении фрикционного состава пыли, проникнувшей через исследуемые образцы обнаруживаются и частицы размером 103 мкм, однако это всего 0,5% от общей массовой концентрации частиц.
Конечное аэродинамическое сопротивление, при котором фильтрующий материал подлежит замене или регенерации, составляет 2,0...3,0 кПа.
Ввиду довольно плотной структуры исследуемых полотен сравнительно меньшей воздухопроницаемости и размеров пор, а также термообработки поверхности, образцы довольно быстро загрязняется частицами пыли, снижается эффективность очистки.
Поэтому фильтры должны подвергаться регенерации различными способами: механическим встряхиванием, импульсной продувкой и др.способами. ГОСТ Р 51251-99 рекомендует значения конечного аэродинамического сопротивления: 250 Па - для фильтров грубой очистки; 450 Па - для фильтров тонкой очистки.2
Задерживающая способность пыли до достижения конечного аэродинамического сопротивления характеризуется как шламовой (поверхностной), так и глубинной (всей толщей структуры) фильтрацией, поэтому значения пылеаккумуляционной способности (пылеемкости), т.е. количество уловленной и накопившейся пыли в образце, колеблется в диапазоне 157...403 г/м2.
Чем рыхлее испытуемое полотно, тем больше значение пылеемкости. Мелкие фракции пыли, заполняя пористые слои, способны образовывать пылевые образования в виде волокон, жгутов и др. агрегатов на поверхности и в примыкающем к ней пористом слое образца, обращенном к потоку запыленного воздуха. Заполняя поры, эти пылевые образования вызывают быстрый рост аэродинамического сопротивления.
Таким образом, коэффициент проскока, эффективность очистки, пылеемкость и аэродинамическая характеристика исследуемого образца является тесно связанными показателями, определяющими группу и класс фильтра.
Зная эти показатели, представляются возможным выявить, насколько те или иные фильтрующие материалы отвечают тр?бованиям и условиям эксплуатации потребителя.
По эффективности очистки испытуемые образцы airlaid относятся к группе фильтров общего назначения (в системах вентиляции, кондиционирования и подготовки воздуха помещений, сооружений и д.р), классу фильтров грубой (G) и тонкой (F) очистки.