鈉焰法高效空氣過濾器性能檢測試驗裝置的構造與維護

A.1 鈉焰法高效空氣過濾器性能檢測試驗裝置的組成

      鈉焰法過濾器性能檢測試驗裝置主要由NaCl氣溶膠發生裝置、風道系統、氣溶膠取樣和檢測裝置組成。試驗裝置見圖3。

A.2 NaCI氣溶膠發生裝置

A.2.1 組成

      NaCl氣溶膠發生裝置主要由壓縮空氣供給系統、噴霧器和噴霧箱等組成。

A.2.2 壓縮空氣供給系統

A.2.2.1 構成

      壓縮空氣供給系統一般應包括空氣壓縮機、油水分離器、穩壓裝置、凈化裝置、電磁閥、分氣缸、壓力和流量測量儀表。壓縮空氣應有足夠的壓力、氣量和潔凈度。噴霧器的工作壓力應為0.6 MPa，應根據噴霧器數量以及表A.1建議的噴霧器噴頭性能參數合理設計壓縮空氣供給系統。

A.2.2.2 干燥凈化

      壓縮空氣應進行必要的凈化及干燥處理，干燥后的氣體含塵濃度應不大于35粒/L（≥0.5μm）。

A.2.2.3 噴霧流量計

      噴霧流量計應考慮足夠的耐壓性能（抗氣流沖擊、防爆），一般每個噴霧器設一個流量計。每個流量計上游的手動閥門只起開、關作用，不應用其調節噴霧流量。

A.2.2.4 壓力測量裝置

      壓力測量應選用分度值不大于0.02 MPa、精度不低于1.5級的壓力表，其最大量程宜為1MPa。

A.2.3 噴霧器

      噴霧器構造參見附錄B。噴霧器的材料一般應采用耐腐蝕的不銹鋼或塑料。噴頭可分為3孔、6孔、9孔三種形式，孔徑應為0.6mm。其主要性能參數見表A.1，可根據系統風量大小予以選配。例如，當系統風量為1000m3/h時，應采用3孔噴頭的噴霧器4個，此時氣溶膠原始濃度約為0.002g/m3。

表A.1 噴霧器噴頭性能參數

A.2.4 噴霧箱

      噴霧箱的材料一般應采用塑料或有機玻璃，其上應設置足夠大的觀察窗和液面指示標尺，在構造上應使多個噴霧器（一般不超過5個）錯開布置，且沿氣流方向不應超過兩排。其下部應有一定容積的液槽，并有補液孔及排液孔，上部應有便于拆卸的箱蓋，以便拆洗噴霧器。

A.3 風道系統

A.3.1 風道系統要求

      風道系統應滿足5.1.2的相關要求，其相對尺寸見圖3，排風口處不應有障礙物，且混合干燥段應滿足下列條件：

      a）長度不小于10倍管徑的直管段；

      b）氣溶膠在本管段流動時間不小于2s；

      c）風速不宜大于5m/s。

A.3.2 溫度、濕度控制

A.3.2.1 加熱器

      一般應采用管狀加熱器，其容量計算方法為：將緩沖箱入口處氣體的相對濕度降至30％以下，一般可按溫升為15℃～20℃計算，夏季特別潮濕的地區（如青島）可按溫升為23℃計算。電加熱器開關與風機開關應連鎖：系統啟動時先開風機，再開電加熱器；停機時先關加熱器，再關風機。

A.3.2.2 溫度計

      可采用測量范圍為0℃～50℃、分度值為1℃的普通溫度計。

A.3.2.3 濕度計

      一般應采用電阻式濕度計或干濕球溫度計。一般情況下可只設一個濕度計，測點應位于緩沖箱入口處，特殊情況（實驗室所處氣候區常年濕度較大時）可設2個。

A.3.3 風量測量

      一般應采用標準孔板測量風量，按GB/T 2624.2的相關要求進行設計、安裝和使用。風量校核可按GB/T 1236的相關規定進行。

A.4 氣溶膠取樣和檢測裝置

A.4.1 氣溶膠取樣系統

A.4.1.1 取樣系統的組成及設計原則

      取樣系統由取樣管、本底過濾器、流量計、三通切換閥及連接管組成。取樣系統應盡量靠近取樣點，布置應緊湊，各部件之間的連接管應盡量短，連接管拐彎處應圓滑。連接管與各部件的連接處應嚴格密封。取樣系統投入使用前，應在風機全壓下對各部件及其連接處進行檢漏。連接管應選用不易老化的橡皮管，內壁應光滑，使用前應將內壁洗凈吹干。

A.4.1.2 取樣管

      取樣管所用材料應耐腐蝕，一般采用紫銅管或不銹鋼管。其內壁應光滑，拐彎處應圓滑無凹陷、扭曲，曲率半徑應大于2倍管徑，管口應做成薄壁。管徑的選取應使取樣管口處流速相當于風道流速的0.25倍～4倍。取樣管的安裝應使其管口迎著氣流。

A.4.1.3 本底過濾器

      濾料應選用高效濾紙（鈉焰法效率應不低于99.999％），其層數應不少于3層；濾料過濾面積應不小于0.035㎡（濾速應小于0.01m/s）。框體材料應耐腐蝕，一般采用聚氯乙烯塑料焊接，結構應嚴密。

A.4.1.4 流量計

      一般采用直通式轉子流量計測量氣溶膠的原始流量、本底流量、過濾后流量及稀釋空氣流量，轉子材料應能耐腐蝕。

A.4.1.5 三通切換閥

      三通切換閥應采用耐腐蝕材料制作。閥體與閥心接觸面以及閥體與連接管嘴的連接處應嚴密。

A.4.2 氣溶膠檢測裝置

A.4.2.1 組成

      氣溶膠濃度測量應采用專用的鈉焰光度計，主要包括燃燒器、光電轉換器、光電測量儀三部分（構造示意圖見圖B.3），并應配備H2供給系統。

A.4.2.2 燃燒器

      燃燒器應采用旁通式結構，燃燒器垂直管內壁應有良好的反光性且不易生銹。

A.4.2.3 光電轉換器

      光電轉換器中的聚光鏡應有較好的消光差性能和合適的焦距（一般為70mm），直徑應與光電倍增管光陰極直徑大小相同或稍大。Na干涉濾光片的波長峰值應為589nm～592nm，半波長寬度應為6nm～10nm。中性濾光片裝在濾光轉盤上，轉盤上有4個位置：一為全通（無濾光片），二、三分別為光密度值為1（減光10倍）和2（減光100倍）的中性濾光片，四為全閉（不透光）。光電倍增管應具有靈敏度高、暗電流小、光譜性能較合適的性能，也應考慮其體積、質量、安裝方便等因素。

A.4.2.4 光電測量儀

      光電測量儀應具有良好線性、零點漂移小、測量精度高、可靠性強、抗干擾性強等性能。

A.4.2.5 H₂供給系統

      H₂供給系統應使用純度為99.99％以上的H₂源，其流量與壓力均應穩定。流量調節閥應具有較好的微調性能。

A.5 鈉焰法試驗裝置的維護

A.5.1 補液時間和補液濃度

      發霧裝置在運行過程中應經常補充NaCl溶液至初始液面，每連續運行2h應補充規定質量濃度的NaCl溶液。配置一次溶液最多可累積使用8h，隨后應全部更換新液。若將溶液濃度偏差控制在±0.1％，可延長溶液使用時間，但最長應不超過3d（按每天運行8h計）。

A.5.2 發霧裝置清洗周期

      發霧裝置在連續運行3d或停止運行1周以上時，應將噴霧器卸下用清水洗凈，同時清洗噴霧箱內部。

A.5.3 光電元件的維護

      試驗裝置停止使用1周以上時，應將光電轉換器中的光電元件放在干燥器內保存。

A.5.4 鈉焰光度計的標定

      應定期對鈉焰光度計的電流測試裝置進行比對、校準及必要的維護。

A.5.5 鈉焰法自吸收修正系數φ的測定方法

A.5.5.1 原理

      自吸收現象是發射光譜中的客觀現象，即在被激發的Na元素濃度較高時，在氫火焰中被激發的鈉特征光經過火焰外部的鈉蒸汽層，一部分特征光被吸收而使總的特征光強減弱。被激發元素濃度越高，這種現象越明顯，此時應在相應的光電流值上乘一個大于1的修正系數；當濃度低到一定程度后，這種現象不顯著，可以忽略。

A.5.5.2 試驗裝置與試驗流程

      自吸收修正系數φ是氣溶膠濃度與其光電流值關系的修正系數。自吸收修正系數φ試驗裝置及試驗流程示意圖如圖A.1所示。采用一套三級定比例稀釋裝置，用一系列已知量的“絕對”潔凈空氣稀釋氣溶膠，從而可得相當于過濾前氣溶膠濃度0.001倍～1倍的不同濃度氣溶膠。將每種比例的氣溶膠引入燃燒器，測量其相應的光電流值，記錄在表A.2中。

說明：1-一級稀釋；2-混合器；3-二級稀釋；4-混合器；5-三級稀釋；6-混合器；7-流量計；8-放氣閥；9-高效空氣過濾器；10-空氣泵。

圖A.1 自吸收修正系數φ試驗裝置及試驗流程示意圖

表A.2 自吸收修正系數φ的試驗測定表格

A.5.5.3 自吸收修正系數φ值的確定

      在縱坐標為相對濃度、橫坐標為對應的光電流值的雙對數坐標紙上，將所測得的數據點連成一條曲線，用實線表示“實際曲線”；假設沒有自吸收現象的濃度與光電流值之間的關系線（始終是正比關系）為“理想線”，用虛線表示。“理想線”為45°角的直線，在低濃度時與“實際曲線”的直線部分重合。對應于同一相對濃度下的理想的光電流值與實際測得的光電流值之比即為自吸收修正系數φ值。

A.5.5.4 測定周期

      對某一類型的定型裝置，φ值只需做一次試驗即可求得，此后不必再做，但對不同類型裝置，有不同的φ值，尤其反映在氣溶膠原始濃度有較大變化時，應重新做試驗求得新的φ值。

A.5.6 過濾部件的更換周期

      進風過濾器、壓縮空氣過濾器內的填料應根據使用情況，分別定期更換，一般可1年～2年更換一次。

A.5.7 機電設備的維護

      通風機、空氣壓縮機、電加熱器等機電設備，均應按其說明書進行維護和檢修。