CN107290254B - 一种甲醛过滤件防护时间的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种甲醛过滤件防护时间的检测方法。本发明的方法通过用精密注射泵产生甲醛并气化、与空气混合形成具有大致浓度的混合气体，以及通过滴定分析的方法精确测定含有甲醛的混合气体中的甲醛浓度，进而计算出甲醛过滤件的防护时间。本发明的方法测定结果准确，误差小。
Description
技术领域
本发明属于工业防毒领域，更具体地，本发明涉及一种甲醛过滤件防护时间的检测方法。
背景技术
过滤式防毒面具为保障人体呼吸系统免受有毒有害因素的伤害，实现安全生产做出了积极贡献。作为防毒面具核心元件的过滤件，国标中现有的防护时间检测方法已不能满足日益增多防护气体的种类，针对特殊的有机气体寻求和开发出过滤件防护时间检测方法一直受到人们的广泛研究。甲醛作为一种低沸点有机气体，是城市生态系统中与人居环境质量有重要影响的环境污染物，对甲醛过滤件防护时间的测定成为拓展呼吸防护装备检测技术的研究方向。
目前的国家标准中针对A类高沸点有机气体过滤件防护时间的检测主要使用动态气体吸附法，测试介质为液态苯，其混合气中的介质浓度测定依靠重量法和仪器分析法。苯在常压下的沸点为80.1℃，该测试方法仅能验证防护常压下沸点高于65℃的有机气体过滤件的防护时间。而甲醛过滤件属于AX类低沸点有机气体过滤件，该种过滤件滤除低沸点有机气体的方式主要通过化学吸附，吸附质与活性炭表面官能团形成表面化合物，吸附热较高，选择性强，但对于非极性的苯蒸汽来说吸附的效果较差。用国标A类有机气体过滤件防护时间的检测方法的测试结果偏低，不能代表过滤件产品实际的防护能力。甲醛过滤件如使用A类过滤件的测试方法检测，会造成对产品质量的误判，对于过滤件的使用者来说，也无法正确地选择和使用该产品。现行国标未能给出相应的检测方法，欧洲针对呼吸防毒过滤件的测试标准中虽有涉及AX类气体检测，但同样未根据甲醛气体详细阐述如何进行防护时间的测试。
因此，本领域需要根据甲醛气体的特性，开发特别针对甲醛过滤件的防护时间的检测方法，以准确地了解甲醛过滤件的防护时间，指导甲醛过滤件的使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种甲醛过滤件防护时间的检测方法。
在本发明的第一方面，提供一种甲醛过滤件防护时间的检测方法，所述方法包括：
(1)提供测试设备，包括：甲醛发生装置，空气供给装置，甲醛浓度测量装置，过滤件测试装置和尾气分析装置；
(2)利用甲醛发生装置产生甲醛并进行气化，与利用空气供给装置产生的空气混合，形成混合气体；
(3)将混合气体进行温度和湿度调节后，关闭通向过滤件测试装置的管路，使混合气体进入到甲醛浓度测量装置以精确测定气体中甲醛的浓度；测定方法包括：以亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾吸收混合气体内的甲醛，再通过硫代硫酸钠滴定来测定甲醛浓度；
(4)步骤(3)测定结束后，关闭通向甲醛浓度测量装置的管路，使混合气体进入到过滤件测试装置中，穿过甲醛过滤件流出，一部分进入到尾气分析装置中测试尾气浓度，另一部分作为尾气被吸收；尾气分析装置测得尾气中甲醛的浓度达到过滤件失效(如穿过过滤件的气体中甲醛浓度达到1ppm)的程度时，终止测试，记录混合气体初始穿过过滤件至过滤件失效的时间；
(5)根据下式计算过滤件在标准浓度下的防护时间：
其中，c1：步骤(3)测得的实际甲醛浓度；
c0：规定的甲醛空气混合气标准浓度；
t1：步骤(4)测得的混合气体初始穿过过滤件至过滤件失效的时间。
在一个优选例中，所述的甲醛发生装置包括：电子天平和精密注射泵；所述的电子天平包括容器，其内装有甲醛水溶液(较佳地为多聚甲醛水溶液)，以供精密注射泵注射；所述的精密注射泵通过管路与甲醛水溶液连通，通过针具注射出甲醛。
在另一优选例中，精密注射泵注入多聚甲醛速率为：
其中，浓度(ppm)：规定的甲醛空气混合气标准浓度(即c0)；
气流流速(L/min)：混合气体的流速；
测试时间(min)：预估的混合气体初始穿过过滤件至过滤件失效的时间；
质量体积浓度(g/ml)：多聚甲醛溶液的浓度；
1.04g/ml：12.5％多聚甲醛溶液的密度；
24.45L/mol：25℃下1mol甲醛气体的摩尔体积。
在另一优选例中，所述的“预估的混合气体初始穿过过滤件至过滤件失效的时间”大于实际测试的时间：比如预估过滤件产品的防护时间为100min，则设定需要在此有效吸附时段内发生的甲醛浓度所需的预估时间为120～150min，过短的预估时间造成浓度过低的偏离，过长的预估时间造成有毒试剂的浪费和环境污染。
在另一优选例中，所述的空气供给装置包括：空气导入管、质量流量控制器、湿度漕、湿度传感器、空气加热装置，从而供给经流速、湿度和温度调节的空气。
在另一优选例中，步骤(2)中，甲醛发生装置产生的甲醛进入包含外部加热控制器的三通(可由加热控制器调节三通的温度)，甲醛在该三通中气化、与空气混合；较佳地，混合气体还通过质量流量控制器控制流量(更佳地，还通过温度计、湿度计调节温度和湿度)。
在另一优选例中，步骤(3)中，所述的甲醛浓度测量装置包括：与混合气体连通的冲击取样器、样品采集泵；测量方法包括：冲击取样器中装入亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾溶液，开启样品采集泵，使一定流量的混合气体在一定的时间内流经亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾溶液，吸取混合气体中的甲醛；之后将吸收了甲醛的亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾溶液转入测试容器中，通过使用硫代硫酸钠滴定来测定甲醛浓度。
在另一优选例中，所述的通过硫代硫酸钠或硫代硫酸钾滴定来测定甲醛浓度包括：
①以亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾吸收混合气体内的甲醛，加入淀粉溶液，滴加碘溶液至溶液呈蓝黑色；
②滴加硫代硫酸钠至蓝黑色消失，
③滴加碘溶液至刚出现浅蓝，之后加入碳酸钠或碳酸钾缓冲溶液，如蓝色消失则证明游离甲醛的存在(碱性条件下甲醛与亚硫酸氢钠生成的化合物发生分解，产生的亚硫酸钠或亚硫酸钾与加入的碘反应使得蓝色消失)，记录所用碘溶液体积(记录碘溶液初始体积读数和刚出现浅蓝时的体积读数，后者减去前者)；
④以下式计算混合气中甲醛浓度：
式中，Fc：甲醛质量，为步骤③所用碘溶液体积×0.30mg；
V：由冲击吸收瓶吸收的混合气体的体积(如，30*1L/min＝30L)；
MW：甲醛分子量；
P：大气压；
T：摄氏度。
在另一优选例中，所述的甲醛发生装置中，甲醛由多聚甲醛溶液产生；较佳地，多聚甲醛溶液的浓度按照重量体积比是10～15％。
在另一优选例中，所述的淀粉溶液的浓度按照重量体积比是1％(可上下浮动，浮动范围为在该重量体积比基础上±5％)。
在另一优选例中，所述的碘溶液的浓度是0.01mol/L。
在另一优选例中，所述的亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾溶液的浓度按照重量体积比是1％(可上下浮动，浮动范围为在该重量体积比基础上±5％)。
在另一优选例中，所述的硫代硫酸钠或硫代硫酸钾溶液的浓度是0.1mol/L。
在另一优选例中，根据需要，在空气或混合气体经过的管道的适当位置设置阀门。
在另一优选例中，步骤(4)中，所述的过滤件测试装置包括：包含有混合气体入口和出口的可密闭腔室，以及位于腔室内的待测过滤件基座；混合气体从入口进入腔室，穿过过滤件后由出口流出。
在另一优选例中，步骤(2)中，形成的混合气体中，甲醛浓度为0.01～1500ppm；较佳地为0.1～1000ppm。
在本发明的另一方面，提供一种用于测定甲醛过滤件防护时间的装置，所述装置包括：甲醛发生装置，空气供给装置，甲醛浓度测量装置，过滤件测试装置和尾气分析装置；较佳地还包括：包含外部加热控制器的三通以及位于该三通输出端下游的质量流量控制器。
在一个优选例中，所述的甲醛发生装置包括：电子天平和精密注射泵；所述的电子天平包括容器，其内装有甲醛水溶液，以供精密注射泵注射；所述的精密注射泵通过管路与甲醛水溶液连通，通过针具注射出甲醛；或
所述的空气供给装置包括：空气导入管、质量流量控制器、湿度漕、湿度传感器、空气加热装置；或
所述的甲醛浓度测量装置包括：与混合气体连通的冲击取样器、样品采集泵；较佳地还包括位于冲击取样器上游的质量流量控制器或温湿度计；或
所述的过滤件测试装置包括：包含有混合气体入口和出口的可密闭腔室，以及位于腔室内的待测过滤件基座；混合气体能够从入口进入腔室，穿过过滤件后由出口流出；或
所述的尾气分析装置包括：气体分析仪；较佳地还包括带有甲醛渗透管的气体发生器，以产生甲醛校准气体。
在另一优选例中，气体分析仪是标定甲醛穿透分析仪，所述的尾气分析装置还包括：标准甲醛渗透管。
本发明的其它方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。
附图说明
图1、用于检测甲醛过滤件防护时间的装置。
图中，各附图标记说明如下：
1：甲醛发生装置；11：电子天平；12：精密注射泵；13：容器。
2：空气供给装置；21：空气导入管；22：质量流量控制器；23：湿度漕；24：湿度传感器；25：空气加热装置；26：进水管；
3：甲醛浓度测量装置；31：冲击取样器；32：样品采集泵；33：质量流量控制器；34：温湿度计；
4：过滤件测试装置；41：可密闭腔室；42：待测过滤件基座；43：甲醛过滤件；44：密封盖；45：入口；46：出口；
5：尾气分析装置；51：气体分析仪；52：气体发生器；
6：包含外部加热控制器的三通；61：加热控制器，62：三通
7：尾气出口；
8：尾气排空出口；
9：表示气体流量计；
具体实施方式
本发明人经过深入的研究，通过用精密注射泵产生甲醛并气化、与空气混合形成具有大致浓度的混合气体，以及通过滴定分析的方法精确测定含有甲醛的混合气体中的甲醛浓度，进而计算出甲醛过滤件的防护时间。本发明的方法测定结果准备，误差小。
如本文所用，所述的“甲醛过滤件”与“过滤件”均是“甲醛防护过滤件”的简称，它们之间可互换使用。
本发明的甲醛过滤件防护时间的检测方法，在包括甲醛发生装置、空气供给装置、甲醛浓度测量装置、过滤件测试装置和尾气分析装置的测试设备中进行。
制备混合气体，其含有大致的甲醛浓度
所述的甲醛发生装置用于产生甲醛。作为本发明的优选方式，所述的甲醛发生装置包括电子天平和精密注射泵；所述的电子天平包括容器，其内装有甲醛水溶液(较佳地为多聚甲醛水溶液)，以供精密注射泵注射；所述的精密注射泵通过管路与甲醛水溶液连通，通过针具注射出甲醛。
作为本发明的优选方式，所述的甲醛发生装置中，甲醛由多聚甲醛溶液产生；较佳地，多聚甲醛溶液的浓度按照重量体积比是10～15％。
所述的空气供给装置包括：空气导入管、质量流量控制器、湿度漕、湿度传感器、空气加热装置，从而可提供经流速、湿度和温度调节的空气。
精密注射泵注入多聚甲醛速率为：
所述的甲醛发生装置产生甲醛并进行气化，与利用空气供给装置产生的空气混合，形成混合气体。
作为本发明的优选方式，甲醛的气化在包含加热控制器的三通中进行。加热控制器可以提高三通的温度，使得精密注射器提供的甲醛溶液中甲醛发生气化。
混合气体中甲醛浓度的精确测定
将混合气体进行温度和湿度调节后，进行甲醛浓度的精确测定，之后再测定过滤件的防护时间。进入到甲醛浓度测量装置的混合气体在固定时间内被采集；如，流量为1L/min采集30min。在甲醛浓度测量装置采集混合气体时，甲醛浓度测量装置中不通入混合气体，多余流量的混合气体通过尾气排空出口进行旁路排空；当浓度测量完毕后，关闭尾气排空出口的阀门和关闭通入采样瓶的气流，全部通入过滤件中进行过滤件的防护时间的测试。
本发明的方法中，混合气体中甲醛浓度的精确测定的原理是：利用甲醛可与亚硫酸氢钠发生加成反应的性质，将测试介质甲醛转移至冲击取样器中，由亚硫酸氢钠溶液吸收，然后通过化学滴定的手段计算出测试介质的浓度，最终换算成过滤件的防护时间。该方法的实现主要按如下步骤进行：(1)甲醛转移至冲击取样器中；(2)由亚硫酸氢钠溶液吸收；(3)通过化学滴定实现混合测试气中甲醛浓度的测量。
所述的甲醛浓度测量装置包括：与混合气体连通的冲击取样器、样品采集泵；测量方法包括：冲击取样器中装入亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾溶液，开启样品采集泵，使固定流量的混合气体在固定的时间内流经亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾溶液溶液，吸取混合气体中的甲醛；之后将吸收了甲醛的亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾溶液转入测试容器中，通过使用硫代硫酸钠滴定来测定甲醛浓度。
冲击取样器(也称为冲击式吸收瓶)是大气污染物采样过程中的重要装置，其工作原理是利用喷射气流将空气中的蒸汽采集于小量的采样液体中。在吸收瓶中加入采样液后，启动真空样品采集泵，空气从吸收瓶的入口处进入，由于入口末端喷嘴孔径狭小，空气携带被测物在狭口处加速流出，冲击到吸收瓶中的采样液中，将待分析的物质捕获。
作为本发明的优选方式，所述的通过硫代硫酸钠或硫代硫酸钾滴定来测定甲醛浓度包括：
①以亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾吸收混合气体内的甲醛，加入淀粉溶液，滴加碘溶液至溶液呈蓝黑色；以亚硫酸氢钠为例反应如下：
②滴加硫代硫酸钠(中和了过量的碘)至蓝色消失；
③滴加碘溶液至刚出现浅蓝，之后加入碳酸钠或碳酸钾缓冲溶液，如蓝色消失则证明游离甲醛的存在，记录所用碘溶液体积(记录碘溶液初始体积读数和刚出现浅蓝时的体积读数，后者减去前者)；
④以下式计算混合气中甲醛浓度：
作为本发明的优选方式，所述的淀粉溶液的浓度按照重量体积比是1％(可上下浮动，浮动范围为在该重量体积比基础上±5％)。
作为本发明的优选方式，所述的碘溶液的浓度是0.01mol/L。
作为本发明的优选方式，所述的亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾溶液的浓度按照重量体积比是1％(可上下浮动，浮动范围为在该重量体积比基础上±5％)。
作为本发明的优选方式，所述的硫代硫酸钠溶液的浓度是0.1mol/L。
利用混合气体测定过滤件的防护时间
将混合气体进行温度和湿度调节后，通过管路分成两路。一路空气进入到过滤件测试装置中，穿过甲醛过滤件，流出，从而实施对过滤件的测试。流出的气体，一部分进入到尾气分析装置中测试尾气浓度，另一部分作为尾气被吸收；尾气分析装置测得尾气中甲醛达到过滤件失效的程度时，终止测试，记录时间。
根据下式计算过滤件在标准浓度下的防护时间：
本发明所建立的测试流程可用于测定过滤件对甲醛的防护时间。该检测方法所需试剂易于获得，设备要求不高，具备实际操作的可行性。专业检测人员可以选择该方法来完成过滤件样品的测试，进而确认该样品是否通过了测试。本发明在拓展呼吸防护装备检测技术，特别是低沸点有机气体过滤件防护时间的检测上具有重要意义。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1、甲醛过滤件防护时间检测的检测装置的建立
如图1，所述的甲醛过滤件防护时间检测的检测装置包括：甲醛发生装置1；空气供给装置2；甲醛浓度测量装置3；过滤件测试装置4和尾气分析装置5。
所述的甲醛发生装置1包括：电子天平11和精密注射泵12；所述的电子天平11上放置容器13，其内可装入多聚甲醛水溶液，以供精密注射泵12注射；所述的精密注射泵12通过管路与甲醛水溶液连通，通过针具注射出甲醛。
所述的空气供给装置2包括：空气导入管21；质量流量控制器22，用于调节流经的空气的流量；湿度传感器24，湿度漕23，用于调节流经的空气的湿度；空气加热装置25，用于调节流经的空气的温度；还包括进水管26，其为湿度漕23提供水(蒸馏水)。
所述的甲醛发生装置1与包含加热控制器的三通6相连，所述的空气供给装置2也与连接外部加热控制器61的三通62相连；甲醛在该三通62中气化、与空气混合。
所述的甲醛浓度测量装置3包括：与混合气体连通的冲击取样器31，样品采集泵32，用于吸收测试介质甲醛；位于甲醛注射点下游的质量流量控制器33，用于控制混合气体的流量；位于甲醛注射点下游的温湿度计34，用于测定流经的混合气体的湿度。经过甲醛浓度测量装置3后流出的气体，通过尾气排空出口8排出并被吸收。
所述的过滤件测试装置4包括：包含有混合气体入口和出口的可密闭腔室41，其具有一个密封盖44；位于腔室内的待测过滤件基座42；混合气体能够从入口45进入腔室，穿过过滤件43后由出口46流出。流出的气体一部分进入所述的尾气分析装置5，另一部分通过尾气出口7排出。
所述的尾气分析装置5包括：气体分析仪51；带有甲醛渗透管的气体发生器52，其用于产生甲醛校准气体。
7：尾气出口；
实施例2、一种甲醛过滤件防护时间的检测方法
1、采用实施例1建立的装置，甲醛注射点之后具有温湿度计。多聚甲醛水溶液因为会增加相对湿度，所以必须要包含一湿度测量装置(温湿度计34)。
2、以带有甲醛渗透管的气体发生器52提供甲醛校准气标定气体分析仪51，甲醛校准气的浓度是1ppm(标准浓度)。
3、溶液的准备
10％～15％(重量/体积比)多聚甲醛溶液：在一个2000mL烧杯中加入1000mL水和一个搅拌子，加入100～150g多聚甲醛。电磁加热搅拌溶液至80～90℃，不要过分加热。在烧杯顶部盖上一个玻璃盖并且覆盖上铝箔来防止过多的水汽流失，或者使用带有回流装置的冷凝器。直至溶液澄清(大概要经过4-8小时回流操作)储存在培养瓶中。
1％(重量/体积比)淀粉溶液：称量1g淀粉加入到100mL沸水中，煮沸至淀粉完全溶解，溶液澄清。
0.01mol/L碘溶液：移取10mL的0.1mol/L的碘溶液到100mL的容量瓶中，定容至刻度，充分混合。存放在棕色的聚乙烯瓶中。
1％(重量/体积比)亚硫酸氢钠溶液：称量5g的亚硫酸氢钠溶解在500mL蒸馏水中，存放在聚乙烯瓶中。
碳酸钠缓冲溶液：称量40g碳酸钠放置在1L的烧杯中，并加入磁性搅拌子。开动搅拌器加入250mL的蒸馏水直至完全溶解。在搅拌下慢慢加入10mL的冰醋酸，然后稀释溶液到500mL，存放在聚乙烯瓶中。
0.1mol/L硫代硫酸钠溶液：溶解24.82g的硫代硫酸钠在1L的蒸馏水中。
4、根据实验需要设置好所需的空气流速，本实施例中设置空气流速为60L/min)。标定整个系统的空气流速，包括由湿度计、气体流量计产生的流速变化。
5、将待测过滤件固定在测试基座上并放入测试腔体中。
6、在容器13中注入甲醛溶液，在精密注射泵12和三通6之间通过针具连接。
7、设置调整精密注射泵，使得产生甲醛浓度约为100ppm的空气流(混合气体)。
8、甲醛从精密注射泵12通过针具被输送至加热的三通62。设置好测试的温湿度(在三通中通过外部的加热控制器61调节温度，通过空气输入端处的湿度槽调节湿度，后同)，预留30-40分钟的时间来平衡浓度和相对湿度。
9、加入10mL 1％的亚硫酸氢钠到冲击取样器31中。
10、连接管路到冲击取样器31的输入端。冲击取样器输出端连接到流量校准装置(图中未示，这一过程没有连入到整个测试系统中，仅作为校准采样泵的流量)上。确保有1L/min的流量的气体流经亚硫酸氢钠溶液(多余的流量旁路排空)。
11、用管路连接冲击取样器的输出端到样品采集泵32，并将冲击取样器31的输入端连入管路中。
12、打开样品采集泵32通气30min，流量为1L/min。
13、关闭样品采集泵32，将冲击取样器31中的物质从采样瓶转移到圆底烧瓶中。清洗采样瓶，将洗液也一并转移至该烧瓶中。
14、将烧瓶放置在磁力搅拌机上搅拌。
15、在烧瓶中加入1mL的淀粉溶液。
16、在烧瓶中逐滴加入0.1mol/L的碘溶液直到溶液呈蓝黑色。
17、在烧瓶中逐滴加入0.1mol/L的硫代硫酸钠溶液直至蓝色消失，表明中和了反应体系中过量的碘。
18、将0.01mol/L的碘溶液从50mL的滴定管中慢慢地逐滴加入到溶液中直至刚刚出现一丝浅蓝。
19、在烧瓶中加入25mL的碳酸钠缓冲溶液。如蓝色消失则证明游离甲醛的存在。
20、记录下0.01mol/L的碘溶液的初始读数。
21、在烧瓶中慢慢加入0.01mol/L的碘溶液直至刚刚出现一丝浅蓝。
22、记录0.01mol/L的碘溶液的最终读数，以下式计算混合气中甲醛浓度：
如有必要调整注射泵的注射速率并重复上述滴定过程。
23、确定甲醛测试气体的测试浓度后，关闭旁路排空的阀门，打开通向过滤件的阀门，并移除甲醛浓度测试装置(虚线连接的部分)，开始过滤件的防护时间测试。
24、混合气体穿过过滤件，测试一直进行到1.0ppm浓度的甲醛穿透了过滤件(过滤件失效)，记录混合气体初始穿过过滤件至过滤件失效的时间。利用气体流量计测量传出过滤件的气流流量。其中，由尾气分析装置分析确定是否1.0ppm浓度的甲醛穿透了过滤件。
25、测试结束后，将气路由通风橱排空。关闭精密注射泵12和加热装置(包括用来加热多聚甲醛溶液和三通的加热装置)，然后气路通气30min，气体分析仪51通气15min。
甲醛注入速率的计算如下：
甲醛分子量：30.0g/mol；1ppm浓度＝1.23mg/m3(25℃；760mm Hg)；
甲醛测试介质浓度的计算
1mL 0.01mol/L的碘溶液等价于0.30mg甲醛；冲击取样器中吸收的甲醛质量Fc＝0.01mol/L的碘溶液用去的体积×0.30mg；
其中V：样品收集的体积(30L/min)，MW：甲醛分子量，P：实验室大气压(水银高度)，T：摄氏度。测试在25℃、760mm Hg大气压下进行时，上述甲醛浓度的公式简化为：
过滤件在标准浓度下的防护时间：
实施例3、应用实例
测试选择了某型号同一批次活性炭甲醛过滤件16只，其中1～12号样品按照本发明前面实施例2中所述的甲醛过滤件防护时间检测方法进行测试，测试的条件及结果分别如下表1～表3所示；13～16号样品按照《国家标准GB 2890-2009呼吸防护自吸过滤式防毒面具》中P-A-1型有机气体过滤件防护时间的检测方法进行测试，其结果如表4所示。该过滤件厂商标称的防护时间：180min测试温度：25％相对湿度：50％。从表3中1～4、7～8号6只样品的测试结果中可见该测试过程所得到的甲醛防护时间与厂方标称的基本一致，而国标测试方法得到的结果与厂方标称的防护能力(重量相同；穿透浓度为10ppm)相去甚远。其他样品由于载气湿度过高造成防护时间的明显下降。考虑到过滤件的实际使用场合以及测试过程的易操作性，同时使防护时间具有一定的参考价值，测试载气的相对湿度设定在(50±5)％是比较合理的数值。
表1、测试条件
相对湿度为过滤件打开包装后在一定的温湿度下进行预调湿的湿度；
载气湿度为测试混合气的湿度；
测试气流指正式测试过滤件阶段的气流；
预设甲醛浓度指甲醛发生装置1产生甲醛并进行气化，与空气供给装置2产生的空气混合，形成混合气体时，混合气体的甲醛浓度。
表2、测试条件允许的容差范围
表3、测试结果
重量指：活性炭过滤件的重量。
表4、国标2890方法测试结果
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (13)
1.一种甲醛过滤件防护时间的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)提供测试设备，包括：甲醛发生装置，空气供给装置，甲醛浓度测量装置，过滤件测试装置和尾气分析装置；
(2)利用甲醛发生装置产生甲醛并进行气化，与利用空气供给装置产生的空气混合，形成混合气体；该甲醛发生装置包括：电子天平和精密注射泵；所述的电子天平包括容器，其内装有甲醛水溶液，以供精密注射泵注射；所述的精密注射泵通过管路与甲醛水溶液连通，通过针具注射出甲醛；
(3)将混合气体进行温度和湿度调节后，关闭通向过滤件测试装置的管路，使混合气体进入到甲醛浓度测量装置以精确测定气体中甲醛的浓度；测定方法包括：以亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾吸收混合气体内的甲醛，再通过硫代硫酸钠滴定来测定甲醛浓度；所述的甲醛浓度测量装置包括：与混合气体连通的冲击取样器、样品采集泵；测量方法包括：冲击取样器中装入亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾溶液，开启样品采集泵，使一定流量的混合气体在一定的时间内流经亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾溶液，吸取混合气体中的甲醛；之后将吸收了甲醛的亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾溶液转入测试容器中，通过使用硫代硫酸钠滴定来测定甲醛浓度；
(4)步骤(3)测定结束后，关闭通向甲醛浓度测量装置的管路，使混合气体进入到过滤件测试装置中，穿过甲醛过滤件流出，一部分进入到尾气分析装置中测试尾气浓度，另一部分作为尾气被吸收；尾气分析装置测得尾气中甲醛的浓度达到过滤件失效的程度时，终止测试，记录混合气体初始穿过过滤件至过滤件失效的时间；
(5)根据下式计算过滤件在标准浓度下的防护时间：
其中，c1：步骤(3)测得的实际甲醛浓度；
c0：规定的甲醛空气混合气标准浓度；
t1：步骤(4)测得的混合气体初始穿过过滤件至过滤件失效的时间。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的空气供给装置包括：空气导入管、质量流量控制器、湿度漕、湿度传感器、空气加热装置，从而供给经流速、湿度和温度调节的空气。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，甲醛发生装置产生的甲醛进入包含外部加热控制器的三通，甲醛在该三通中气化、与空气混合。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，混合气体还通过质量流量控制器控制流量。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的通过硫代硫酸钠或硫代硫酸钾滴定来测定甲醛浓度包括：
①以亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾吸收混合气体内的甲醛，加入淀粉溶液，滴加碘溶液至溶液呈蓝黑色；
②滴加硫代硫酸钠至蓝黑色消失，
③滴加碘溶液至刚出现浅蓝，之后加入碳酸钠或碳酸钾缓冲溶液，如蓝色消失则证明游离甲醛的存在，记录所用碘溶液体积；
④以下式计算混合气中甲醛浓度：
式中，Fc：甲醛质量，为步骤③所用碘溶液体积×0.30mg；
V：由冲击吸收瓶吸收的混合气体的体积；
MW：甲醛分子量；
P：大气压；
T：摄氏度。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述的过滤件测试装置包括：包含有混合气体入口和出口的可密闭腔室，以及位于腔室内的待测过滤件基座；混合气体从入口进入腔室，穿过过滤件后由出口流出。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，形成的混合气体中，甲醛浓度为0.01～1500ppm。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，形成的混合气体中，甲醛浓度为0.1～1000ppm。
9.一种用于测定甲醛过滤件防护时间的装置，其特征在于，所述装置包括：甲醛发生装置，空气供给装置，甲醛浓度测量装置，过滤件测试装置和尾气分析装置；
所述的甲醛发生装置包括：电子天平和精密注射泵；所述的电子天平包括容器，其内装有甲醛水溶液，以供精密注射泵注射；所述的精密注射泵通过管路与甲醛水溶液连通，通过针具注射出甲醛；
所述的甲醛浓度测量装置包括：与混合气体连通的冲击取样器、样品采集泵。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：包含外部加热控制器的三通以及位于该三通输出端下游的质量流量控制器。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述的空气供给装置包括：空气导入管、质量流量控制器、湿度漕、湿度传感器、空气加热装置；或
所述的过滤件测试装置包括：包含有混合气体入口和出口的可密闭腔室，以及位于腔室内的待测过滤件基座；混合气体能够从入口进入腔室，穿过过滤件后由出口流出；或
所述的尾气分析装置包括：气体分析仪。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述的甲醛浓度测量装置还包括位于冲击取样器上游的质量流量控制器或温湿度计。
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述的尾气分析装置还包括带有甲醛渗透管的气体发生器，以产生甲醛校准气体。
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| GR01 | Patent grant | ||
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