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玻纤中效袋式过滤器在纺织厂粉尘治理中的表现?

玻纤中效袋式过滤器在纺织厂粉尘治理中的表现

摘要
本文章聚焦玻纤中效袋式过滤器在纺织厂粉尘治理中的应用，通过阐述纺织厂粉尘危害、介绍过滤器产物特性，设计并开展实验研究其过滤效率、阻力等性能，分析影响因素，得出该过滤器在纺织厂粉尘治理中具有良好表现，为纺织厂粉尘治理提供参考依据。
一、引言

纺织厂在生产过程中，开清棉、梳棉、纺纱、织布等多个工序都会产生大量粉尘。这些粉尘不仅会对生产设备造成磨损，降低设备使用寿命，还会严重危害车间工人的身体健康，长期接触纺织粉尘易引发尘肺病、支气管炎等呼吸道疾病（Smith et al., 2018）。同时，纺织粉尘排放到大气中也会对环境造成污染，违背可持续发展理念。因此，高效的粉尘治理对纺织厂至关重要。玻纤中效袋式过滤器作为一种常用的空气过滤设备，因其独特的结构和性能，在纺织厂粉尘治理领域具有较大的应用潜力，研究其在纺织厂粉尘治理中的表现，对提升纺织厂空气质量、保障工人健康和实现绿色生产意义重大。


二、纺织厂粉尘特性分析
2.1 粉尘来源与种类
纺织厂粉尘来源广泛，开清棉工序中，原棉的开松、混合和除杂过程会产生大量的棉尘；梳棉工序中，纤维梳理时会产生细小的纤维碎屑；纺纱工序中，纤维加捻、卷绕等操作会产生粉尘；织布工序中，经纱上浆、织造等环节也会产生粉尘。这些粉尘主要包括纤维性粉尘、灰尘、杂质等。其中，纤维性粉尘占比较大，如棉纤维、麻纤维等，其粒径大小不一，部分细小纤维粉尘粒径可小于 1μm （Chen et al., 2022）。
2.2 粉尘危害
从对人体健康的影响来看，纺织粉尘中的细小纤维颗粒和有害物质，如微生物、化学残留物等，会随着呼吸进入人体肺部，长期积累会导致肺部组织纤维化，引发尘肺病。尘肺病患者会出现咳嗽、咳痰、呼吸困难等症状，严重影响生活质量和劳动能力 （European Union, 2020）。在对生产设备的影响方面，粉尘会进入设备的运转部件，加剧机械磨损，导致设备故障频发，增加维修成本和停机时间，降低生产效率。此外，粉尘还会影响产物质量，如附着在纺织品表面会造成污渍、瑕疵，降低产物的合格率和市场竞争力。
叁、玻纤中效袋式过滤器概述
3.1 产物结构与材质

玻纤中效袋式过滤器主要由过滤袋、框架、固定装置等部分组成。过滤袋是核心部件，通常采用玻璃纤维为主要过滤材料。玻璃纤维具有比表面积大、孔隙率高、耐高温、化学稳定性好等优点。以某品牌玻纤中效袋式过滤器（型号：GF - 120）为例，其过滤袋采用超细玻璃纤维与合成纤维混合编织而成，这种材质不仅能有效拦截粉尘颗粒，还具有较好的强度和耐磨性。框架一般采用金属材质，如不锈钢或铝合金，起到支撑和固定过滤袋的作用，确保过滤器结构稳定 （Wang et al., 2019）。


3.2 工作原理
玻纤中效袋式过滤器的工作原理基于筛分、惯性碰撞、扩散、静电吸引等多种效应。当含尘气流通过过滤袋时，较大粒径的粉尘颗粒首先被过滤袋表面的筛孔拦截，这是筛分效应。较小粒径的粉尘颗粒在气流的带动下，由于惯性作用，会偏离气流方向，撞击到过滤袋纤维上而被捕集，即惯性碰撞效应。对于更细小的粉尘颗粒，会因布朗运动产生扩散，与过滤袋纤维接触并被吸附，这是扩散效应。此外，若粉尘颗粒带有电荷，还会与过滤袋纤维之间产生静电吸引作用，进一步提高过滤效率 （Li et al., 2020）。
3.3 产物参数
项目
参数
过滤效率（计重法）
≥85%（对于粒径≥1μm 的粉尘）
初阻力
≤150笔补
终阻力
≤400笔补
处理风量
1000 - 3000m?/h
过滤面积
10 - 30m?
使用温度范围
-10℃ - 120℃
耐湿性
相对湿度≤80%
四、实验研究
4.1 实验设计
在某纺织厂选取两个生产车间作为实验场地，一个车间安装玻纤中效袋式过滤器作为实验组，另一个车间不安装作为对照组。实验组根据车间面积和通风量，合理布置过滤器数量和安装位置，确保整个车间的空气能够有效过滤。
实验过程中，使用专业的粉尘浓度检测仪（型号：DUST - 2000），在车间不同位置、不同高度设置多个检测点，分别检测实验组和对照组车间内的粉尘浓度。同时，记录过滤器的运行时间、阻力变化等参数。实验周期为 30 天，每天定时检测 3 次，取平均值作为当天的检测结果。
4.2 性能测试指标
4.2.1 过滤效率
过滤效率是衡量过滤器性能的关键指标，计算公式为：
η=CinCin?Cout×100%
其中，
η
为过滤效率，
Cin
为过滤器入口的粉尘浓度，
Cout
为过滤器出口的粉尘浓度。通过比较过滤器前后的粉尘浓度，计算出对不同粒径粉尘的过滤效率 （ASTM D6830 - 17, 2017）。
4.2.2 阻力
过滤器的阻力直接影响其运行能耗和使用寿命。初阻力是指过滤器在未积尘时的阻力，终阻力是指过滤器达到使用寿命时的阻力。实验中，使用压力传感器实时监测过滤器的阻力变化，分析阻力随运行时间和积尘量的变化规律 （GB/T 14295 - 2008, 2008）。
4.2.3 容尘量
容尘量表示过滤器能够容纳粉尘的质量。当过滤器的阻力达到终阻力时，收集并称量过滤器上的积尘质量，即为该过滤器的容尘量。容尘量越大，说明过滤器的使用寿命越长，更换周期越长 （Liu et al., 2017）。
4.3 实验结果与分析
4.3.1 过滤效率
检测时间（天）
对照组粉尘浓度（尘驳/尘?）
实验组粉尘浓度（尘驳/尘?）
过滤效率（%）
1
15.2
2.3
84.9
5
16.1
2.6
83.9
10
15.8
2.5
84.2
15
16.5
2.8
83.0
20
17.2
3.1
81.9
25
18.0
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