[发明专利]一种低风阻空气过滤器及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种低风阻空气过滤器及其制备方法与应用，低风阻空气过滤器具有微风道阵列，所述的微风道阵列中的微风道表面粗糙且带有电荷。低风阻空气过滤器通过以高分子材料为基材，经表面糙化处理和驻极处理制备而成或在具有微风道阵列的基材表面包裹、喷涂含有驻极材料的高分子材料，并对微风道表面进行驻极处理制备而成。与现有技术相比，本发明具有低风阻、高效率及高容尘量等优点。

技术领域

本发明涉及空气过滤技术领域，具体涉及一种低风阻空气过滤器及其制备方法与应用。

背景技术

随着工业化进程、物流行业等不断的发展，整个社会对化石能源的使用量和依赖度越来越高的同时，空气污染的问题越发严重。规模化、集群化的工业规模和配套，又加重了区域化的空气污染程度。在享受大量工业产品和经济发展的同时，空气污染问题却无法一蹴而就的解决，这对人们越来越注重健康和日益增长的高生活品质的需求带来了极大困扰。政府已加大对环境治理的力度，但整个社会的产业转型和升级需要时间和积累，这不是朝夕之间所能解决的问题。

为了改善空气质量，大量的空气净化设备被使用在工农业、医疗机构、人口密集场所以及家庭等各种场所。对于空气中颗粒物的去除，目前的设备绝大多数采用的是传统物理拦截或高压电吸附这两种方式来解决空气中的悬浮颗粒物。传统物理拦截方式的除尘器的过滤效果好但阻力较大，使用时需要更多的能耗来克服其阻力，无法满足逐步提高的节能减排指标的要求。纯物理拦截的方式由于其结构及组成特性，在风阻和效率这两者之间呈负相关性，若要过滤效率高，其风阻就会变大；若要风阻小，则其过滤效率就会下降。绝大多数过滤器为了保证过滤效率的同时降低风阻，采取了增大组成过滤器的滤纸的面积来解决这个问题。增大滤纸面积不仅增加了过滤器的生产成本，同时还增加了过滤器的厚度，对安装空间和使用条件又提出了更高的要求。

与传统物理拦截式除尘器相比静电吸附除尘器具备风阻低、可水洗免更换，但过滤效果与前者差异甚远，且因高压放电装置直接暴露在空气中，会在使用过程中产生臭氧及氮氧化合物等二次污染。尤其是在使用中存在无法避免的高压打火、拉弧等现象，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种低风阻空气过滤器及其制备方法与应用，在保留传统物理拦截式过滤器高效过滤效率的同时，解决其无法避免的高风阻的缺点，同时避免了高压静电过滤的二次污染及安全隐患等无法回避的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种低风阻空气过滤器，具有微风道阵列，所述的微风道阵列中的微风道表面粗糙且带有电荷。本发明通过微风道表面的粗糙设置，增大与流经空气的摩擦与接触面，并通过粗糙结构负载电荷，流经的空气中的细微颗粒物进行荷电与吸附，提升了整个过滤器的过滤效率。

进一步地，所述的微风道表面布满凸起物，凸起物上带有不同电位的电荷。

优选的，所述的凸起物形状包括鳞鳍状、凹凸点状、网状、海绵体状、火山口环形等。凸起物形状优选为鳞鳍状。

所述的微风道截面形状包括矩形、三角形、菱形、多边形、圆形或波浪形。优选的，所述的微风道截面形状包括矩形、菱形或多边形，微风道截面的任意两条平行边之间的垂直距离为1～6mm。微风道截面尺寸不宜过大或过小，过大则对空气中的细微颗粒物的拦截能力下降，过小则阻力过大。

过滤器的厚度(即微风道长度)为5～50mm，优选为10～30mm。

进一步优选的，所述的微风道表面微风道截面形状为矩形，所述的驻极电荷具有负极性。在同等截面积条件下，过滤效果以矩形并驻以负极性的电荷为佳。

所述的微风道阵列中包含多个平行设置的微风道。微风道阵列结构的设计使得在满足过滤效果及实现降低风阻的前提下，保证微风道形成的过滤器的强度与挺度，以适用于不同风量条件的需求。