具有挥发性和带电性颗粒物的过滤特点研究

Study on the effects of volatility and electric charge on the particle filtration is an essential part of the air pollution control research.It reveals the fundamental principle of the particle characteristic change during the filtration process that contributes and implements the aerosol technology research. The result can be delivered to direct the development of particle filtration technology...The key components of this research are: (1) the variability of particle volatility at different ambient temperature and residence time in the air; (2) the variability of electric charge at different residence time for different particle sizes; (3) the quantitative effects of volatility and electric charge on particle filtration at different conditions; (4) mathmatical model that calculates the filtration efficiency with particle volatility and electric charge as variants...The ultimate objective is to develop a well-accepted model to identify key parameters that affect the filtration efficiency and to what extent the effects are. The finding and experimental data can be adopted by filtration technology researchers to conduct in-depth study for engine emitted particle filtration technology improvement.

科学的评价具有挥发性和带电性细小颗粒物的过滤机理研究是大气污染控制研究的重要基础组成部分。对细小颗粒物的挥发性和带电性以及这些特性对过滤效率影响的研究，为过滤具有该性质的颗粒物的过滤器材发展和优化车内颗粒物污染控制技术提供基础性研究数据。..该项目研究的核心问题是（1）对于不同粒径的细小颗粒物，其尺寸如何由于挥发的影响随温度、时间变化；（2）对于不同粒径的细小颗粒物，其带电量如何随空气中滞留时间、颗粒粒径变化；（3）细小颗粒物是否在过滤过程中失去电荷或挥发掉部分可挥发成份而影响过滤效率；（4）建立过滤效率与颗粒挥发率、带电量的数值模型。..本研究具有的科学和实际意义：(1) 揭示对于不同粒径的颗粒，过滤器效过滤器效率与颗粒挥发性及其带电量的关系； (2) 为研发和优化细小颗过滤相关技术及产品提供基础的科学依据； (3)为评价空气过滤器对细小颗粒物过滤效果提供理论支持和性能验证指标

具有挥发性和带电性颗粒物的过滤特点研究是大气污染控制研究的重要基础组成部分。在空气环境中，由于其中的一部分颗粒物来自于内燃机（发动机）排放，或在空气中由于半挥发性物质凝结核形成，使得其本身带有一定量的电荷和半挥发的特性。如何通过颗粒物过滤效率随挥发率和带电量变化的理论计算和实验分析，探明颗粒物挥发率和带电量在过滤过程中的变化以及对过滤效率的影响？是实现该类颗粒物过滤技术突破并实现健康车内环境所需要研究的关键基础科学问题。汽车尾气排放颗粒物颗粒的挥发性可能在过滤过程中造成被捕捉的颗粒尺寸收缩并穿过车内空气过滤器的现象；颗粒的带电性将对颗粒物过滤起到加强的作用。而该结论尚处于定性论断，并无定量研究结果。这导致无法准确确定过滤器材质的发展方向，对优化车内颗粒物污染控制技术造成了技术瓶颈。..本研究通过理论计算、实验室实验、数值模拟等研究手段，揭示由颗粒物所具有的挥发性和带电性在空气过滤过程中所起作用的机理。建成标准化实验平台，满足单独测量颗粒挥发性和带电性对过滤效果评定的需要。建立过滤效率与颗粒的粒径、荷电量、挥发率的理论关系，并基于理论分析结果利用待定系数法量化挥发性和带电性对过滤效率的影响，最后建立并实验验证具有挥发性的荷电颗粒过滤效率的数值模型，以解决挥发性荷电颗粒过滤效率的预测和评定问题。为将来研发具有类似物理化学性质颗粒物过滤材料提供基础数据、理论支持和实验方法。..本项目研究的重要结果是（1）定量的总结了对于不同粒径的细小颗粒物，其尺寸由于挥发的影响随温度、时间变化；（2）对于不同粒径的细小颗粒物，定量判定其带电量随空气中滞留时间、颗粒粒径变化；（3）细小颗粒物在过滤过程中不会失去电荷且不会挥发掉部分可挥发成份而影响过滤效率；（4）建立了过滤效率与颗粒挥发率、带电量的数值模型。..本研究具有的科学和实际意义：(1) 揭示对于不同粒径的颗粒，过滤器效率与颗粒挥发性及其带电量的关系； (2) 为研发和优化细小颗粒物过滤相关技术及产品提供基础的科学依据； (3) 为评价空气过滤器对尾气排放细小颗粒物过滤效果提供理论支持和性能验证指标。