《PPS高温烟气滤料》

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课题背景:袋式除尘器作为高效除尘设备之一被广泛应用于电厂、冶金,垃圾焚烧等烟气治理系统。滤料技术是袋式除尘器的关键技术,滤料使用寿命和除尘效率是袋式除尘器最重要的因素。由于设备、生产技术等条件限制,国内的滤料技术长期落后于国外;尤其在高温滤料方面,国外滤料一直充斥国内滤料市场,从滤料纤维到成品滤袋国外的生产厂家均占统治地位。国内不少除尘项目拷贝国外典型工程的设备和滤料技术,却惨遭失败,这主要是由中国特殊烟气工况决定的:国内燃煤锅炉旧设备较多,燃煤品种繁多,燃烧不完全以及司炉工的技术素养等因素导致燃煤锅炉烟气高温、高浓度和复杂工况的特征,这些均是烟气治理工程的技术难题。因此新型滤料的研制,探求适合中国现状的滤料技术是解决袋式除尘应用难题的有效途径之一。PPS纤维具有良好的热稳定性,长期耐温190℃,热变形温度在260℃,200℃以下热收缩率为5%-7%,熔点为285℃,是一种耐高温、耐酸碱、抗水解性能极好的滤料,可抵抗多种酸、碱和氧化剂的化学腐蚀,具有较好的耐水解能力,特别适合在高湿的烟气中使用,典型用途是用于城市垃圾焚烧炉、燃煤锅炉、热电联产锅炉上的脉冲袋式过滤器中,满足耐热性能好、耐化学腐蚀和耐水解等要求。技术原理:四种纤维经过经过H<,2>SO<,4>溶液处理芳纶纤维表面产生纵向沟槽,且沟槽的尺度与深度随H<,2>SO<,4>溶液浓度的增加而增加,PSA纤维表面经过3mol/L的H<,2>SO<,4>溶液处理后,表面变化不明显,但经过9mol/L的H<,2>SO<,4>溶液处理后,表面出现孔洞,腐蚀严重;PPS纤维表面没有明显变化,只是粗糙度发生了轻微变化,在高浓度硫酸处理后,表面才看到微小的凹坑;经过不同浓度的NaOH溶液处理后,纤维表面随浓度的增加也发生了不同程度的变化,而P84纤维已经不具有纤维形态以及纤维性能,成为一种粘稠物,且粘稠物的颜色随NaOH溶液浓度的增加而加深;芳纶纤维表面产生纵向沟槽,且沟槽的尺度与深度随NaOH溶液浓度的增加而增加,在经过9mol/L NaOH溶液处理后,纤维表面沟槽极深,甚至有些凹陷;PSA纤维表面产生轻微沟槽,随NaOH溶液浓度的增加变化不明显;PPS纤维表面没有明显变化,只是粗糙度发生了轻微变化。由此可得,P84纤维几乎没有耐碱性能;PPS纤维与PSA纤维在经过不同浓度的NaOH溶液处理后,变化不明显,耐碱性能良好。以PPS纤维为主要原料,制备PPS滤料,采用发泡涂层的方法在PPS滤料表面均匀涂层聚四氟乙烯,探索使用高性能树脂,采用无胶热压覆膜工艺成功制备PPS覆膜滤料。性能指标:单位面积质量:575g/m<'2>;厚度:2.18mm;透气性:280mm/s;断裂强力:经向>800N,纬向>1000N;断裂伸长率:经向<35%,纬向<45%。技术的创造性与先进性:通过合理的工艺设计制备了覆膜滤料的基材,然后经发泡涂层处理在覆膜基材的表层形成一层均匀的聚四氟乙烯涂层,增强了滤料与聚四氟乙烯微孔薄膜的黏结牢度,解决了PPS滤料直接热压覆膜结合不牢固的问题;采用了高性能纤维的树脂(聚四氟乙烯乳液、环氧酚醛树脂、乙烯基三乙氧基硅烷等)全包覆整理技术,使纤维表面形成完整连续的含有聚四氟乙烯颗粒的耐高温树脂膜,实现高性能纤维的拒水、拒油、隔绝氧气,有效防止在高温高湿状态下PPS分子发生热氧化交联,从而提高滤料使用寿命。采用无胶热压覆膜工艺,增强了滤料在高温下的适用性,避免了胶黏法在高温下胶黏剂易渗出碳化,从而影响过滤效果的问题。技术的成熟程度,适用范围和安全性:PPS高温烟气滤料滤料项目经过小试、中试等步骤逐步放大试验,突破了该项目关键技术难题,积累了大量的生产操作经验。科技人员对每道工序的作业进行梳理,根据企业标准指定岗位操作规程、应急预安等工艺文件,使各道工序达到技术上可控和经济上合理,取得了可靠的工业化生产所需的工艺数据,验证完善了产品生产工艺流程,工艺条件及技术指标达到工业化要求。公司生产的PPS高温烟气滤料滤料工艺稳定、产品性能可靠。公司生产、检测、试验设备齐全,原材料及销售渠道可靠稳定,能满足批量生产的要求。该项目在技术成熟度、生产设备、生产工艺、安全环保设施、人员配备和原材料供应等方面,均已达到了投产条件。应用情况及存在的问题:项目任务下达以后,公司研发中心成立了以陈强为核心的项目研发小组,项目组成员共4人,经过前期广泛的市场调研和可行性论证之后,结合该公司丰富的过滤材料设计制造及生产经验,进行该项目的研发,项目组成员合理分工,利用该公司的先进设备,开展产品的设计、制造,样品的设计、组装、性能测试、质量评定等工作,解决了以下工艺技术问题:研究了PPS纤维耐酸碱性,PPS滤料热压覆膜技术,覆膜均匀性技术,以及覆膜滤料过滤性能。

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