【摘 要】
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表面除锈除漆是旧金属工件重新加工或喷涂处理前的重要工序。处理过程中会产生大量粉尘,其不仅含有微细颗粒物,而且含有油漆残渣危险废物。其中大部分粉尘被后续除尘系统中的除尘设备拦截,仍有少量粉尘细颗粒逃逸,造成车间中环境粉尘浓度超标,影响工人健康。而聚丙烯熔喷纤维滤料,作为个体防护应用效果较佳,还可以应用于新风的空气净化。因此,针对喷丸除锈工艺粉尘,研究了聚丙烯熔喷滤料的过滤特性。本文选取了喷丸除锈工艺
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表面除锈除漆是旧金属工件重新加工或喷涂处理前的重要工序。处理过程中会产生大量粉尘,其不仅含有微细颗粒物,而且含有油漆残渣危险废物。其中大部分粉尘被后续除尘系统中的除尘设备拦截,仍有少量粉尘细颗粒逃逸,造成车间中环境粉尘浓度超标,影响工人健康。而聚丙烯熔喷纤维滤料,作为个体防护应用效果较佳,还可以应用于新风的空气净化。因此,针对喷丸除锈工艺粉尘,研究了聚丙烯熔喷滤料的过滤特性。本文选取了喷丸除锈工艺三种工序段的粉尘和六种克重的聚丙烯熔喷滤料,分别测试了除锈粉尘微观特性和聚丙烯熔喷滤料在不同环境下的过滤特性,探究了聚丙烯熔喷滤料用于工业微细颗粒物净化的可行性。主要采用试验分析法,首先研究了不同过滤段除锈粉尘的微观特性,并针对粉尘中含有的油漆残渣危险废物问题,利用热重实验分析了粉尘质量损失特性,采用热解-气质/色谱联用仪分析了油漆残渣热裂解产物成分。其次,在环境气溶胶背景下测试了六种克重的聚丙烯熔喷滤料和四种高中效、亚高效滤料的过滤效率和阻力,利用喷丸除锈粉尘测试了各滤料容尘量,对比分析了滤料间的过滤特性差异。最后,为了提高聚丙烯熔喷滤料的使用寿命,采用复合滤层的方法,在环境气溶胶和粉尘气溶胶条件下,测试了聚丙烯熔喷滤料与粗效滤料不同组合滤层的过滤效率、阻力和容尘特性。通过分析对比不同组合滤层的过滤特性差异,讨论了聚丙烯熔喷滤料作为过滤单元用滤料的可行性。主要得出以下结论:（1）喷丸除锈粉尘加热质量损失主要分为三个阶段:50℃～150℃水分蒸发,有少量失重;150℃～900℃杂质和油漆残渣受热分解,有大量气体析出;温度大于900℃后,氧化物开始反应分解和碳化,有少量失重;在550℃、700℃和850℃热解温度下,油漆残渣高分子聚合物热裂解产物中含量最多的均为CO2,有机成分主要包括芳香烃、烷烃、烯烃、醇、醛、酯等有机化合物及其衍生物,含量最高的为芳香烃,最少的为酯,且芳香烃中苯含量最多。随着裂解温度的增加CO2含量增加,有机成分含量减少。（2）对于聚丙烯熔喷滤料,过滤效率等级介于高中效和亚高效之间。在测试风速0.05m/s～0.3m/s范围内,18g～40g的聚丙烯熔喷滤料对0.23μm～5.0μm粒径颗粒的过滤效率在75.65%～100%,对PM2.5过滤效率在81.81%～96.79%,对环境气溶胶颗粒具有良好的过滤效果,且过滤阻力在7.6Pa～349.1Pa范围内。随着滤料使用时间增加,聚丙烯熔喷滤料过滤效率逐渐降低,过滤效率衰减值随着过滤风速的增大而增大。对于25g的聚丙烯熔喷滤料,在0.2m/s过滤风速下运行使用92h后过滤效率降低10.34%,阻力增加2Pa。（3）在0.1m/s～0.8m/s测试风速内,复合滤层过滤阻力在9.9Pa～234.4Pa之间;对于容尘量,与单层滤料相比,复合了过滤棉的滤层F1、复合了熔喷布的滤层F2以及复合了过滤棉和熔喷布的滤层F3容尘量分别增加52.68%、44.17%、81.09%;对于过滤效率,在以环境气溶胶为背景的洁净环境下,在测试风速内对PM2.5效率均大于88.54%;在PM10浓度维持在150μg/m3～200μg/m3的粉尘气溶胶环境下,复合滤层对PM2.5、PM5.0、PM10均有较好的过滤效果,过滤效率均大于92%;通过对滤层容尘状态下的非稳态过滤测试发现,滤层F1、F2过滤效率随容尘量的增加出现先减小后增大的现象,而F3过滤效率随容尘量的增加而增加,综合对比发现滤层F3适合作为过滤单元用滤料。
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