[发明专利]空气净化产品性能测试用尘源以及该尘源的发生方法、装置

说明书

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，特别是涉及一种空气净化产品性能测试用尘源以及该尘源的发生方法、装置。

背景技术

雾霾颗粒物构成了国内大气污染的主要污染物，由此引发了空气净化产品的快速发展，例如家用空气净化器。目前的净化性能测试特别是耐久性测试，仅仅能够采用“香烟烟雾”进行测试，香烟烟雾的粒径分布、化学成分、对颗粒物过滤器的失效机制与雾霾颗粒物相去甚远，不能够客观的表达空气净化产品的性能。因此，发明一种与国内空气污染现状相近的测试用尘源，用于测试空气净化产品是有着现实意义的。

大量研究表明，大气颗粒物(PM)主要由碳组分，水溶性离子(硫酸盐、硝酸盐、氨盐)以及地质尘等几个部分组成。水溶性离子是细颗粒物中非常重要的化学组成部分，研究证实水溶性离子对大气的消光系数具有较高的分担率，是雾霾导致能见度降低的主要原因。在中度污染的情况下，颗粒物质量浓度的粒径峰值在0.8μm左右，随着污染程度的降低，粒径峰值随之降低。霾中主要的离子成分为K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Si²⁺、NH⁴⁺、SO₄^2-、NO^3-、CL^-，在重度污染天气，SO₄^2-和Ca²⁺、Mg²⁺出现了明显的峰值，表明形成雾霾的主要污染物来源是煤燃烧产生，在轻度雾霾天气，NO^3-显示出较明显的峰值，表明主要污染物由汽车尾气以及光化学反应产生。

碳组份中的元素碳(EC)和有机碳(OC)也是构成雾霾颗粒物污染的主要成分，比例约占10～20％。EC主要来源于汽车尾气排放、燃料的不充分燃烧过程，OC来源复杂，基本来源于工业VOCs的排放、烹饪油烟等，OC多数与无机盐构成复杂的细微颗粒物，部分以凝聚液态颗粒物的形式存在。大量研究显示，正常情况下PM2.5占PM10质量浓度的55％左右。雾霾的形成是综合了气象条件、污染物排放、迁移凝并、光化学反应等复杂因素的过程，最终的表现形式为消光与能见度见底，可吸入性颗粒物大量增加危害健康。

空气净化装置的重要功能之一是使用过滤器捕集环境中的颗粒物，降低环境中的颗粒物浓度，提高环境空气质量。

在对聚丙烯静电驻极型过滤器的失效机理研究中，分别采用了KCL与DEHS(癸二酸二异辛酯)产生的气溶胶进行容尘量与过滤效率的变化实验，结论是静电驻极纤维表面被包覆导致的静电场减弱是过滤效率下降直至失效的主要原因。DEHS是油性颗粒物，被捕集后在纤维表面浸润、包覆，屏蔽了静电场，进而导致失效，而KCL并不显著。

荷电捕集型(典型形式为线板式静电过滤器)过滤器的主要失效机制表现在表面极化与法拉第笼现象。表面极化主要是由高阻抗粉尘引起，法拉第笼现象则由低阻抗或高湿度粉尘引起，两者都导致集尘器内部电场强度降低，进而粉尘收集能力下降，这一失效机制在工业积尘净化的大量应用实践中已经被证实。

由上所述，需要寻求一种接近大气雾霾成分与粒径分布、对过滤器的失效机制与使用环境相符的尘源，用于模拟测试空气净化装置的性能显得尤为重要。

在内燃机、汽车、空调、吸尘器等领域，人工测试用尘源已经得到广泛应用。

1.内燃机行业用空气过滤器测试粉尘。

ISO 12103-1测试粉尘，使用美国亚利桑那州盐河谷粉尘研磨分级制成，分为A1～A4四个等级，其中A1为超细粉体，粒径分布于1.0～10um。

2.空调行业测试用人工粉尘。

设计用于测试过滤器和加热、制冷空调系统的零部件的专用测试粉尘，也被应用于电子产品及其他工业和家用系统的部件测试中。

ASHRAE测试粉尘#1使用72％的ISO 12103-1,A2Fine Test Dust；23％的碳粉和5％的粉碎了的棉绒纤维混合而成。其混合遵照ANSI/ASHRAE标准52.2-2007的规定进行。

ASHRAE测试粉尘#2系使用93.5％ISO 12103-1,A2Fine Test Dust；6.5％的粉碎了的棉绒纤维混合而成。其混合遵照ANSI/ASHRAE标准52.2P–Public Review Draft执行。

3.其它国家标准：