基于含尘烟气超低排放用袋式除尘滤料织物构造特性研究及应用

发布时间：2020-07-27 20:15

【摘要】：含尘烟气超低排放是解决大气环境雾霾问题实施的污染源末端处理的重要技术措施,滤料织物构造是实现烟(粉)尘超低排放用袋式除尘技术的关键技术之一。研究滤料与过滤微细楩粒物直接相关的织物构造特性对实施控制含尘烟气中的PM2.5具有重要的作用。以含尘烟气净化用袋式除尘滤料织物构造的特征孔径为研究对象,根据含尘烟气中颗粒物尺度分布特性进行滤料织物构造特性的优化设计和选择分析,通过滤料特征孔径的控制实施全工况PM2.5过滤性能的提高,对于实现超低排放具有实际意义。本论文针对含尘烟气超低排放袋式除尘滤料织物构造特性,做了如下研究:(1)针对含尘烟气对滤料造成热形变和收缩进而影响滤料热稳定性,采用热失重和气相色谱质谱试验测试滤料热分解过程和热裂解变化,并基于PBM算法相对定量分析滤料织物滤层纤维含量,结果得出纤维滤料的热转变特征参数和热裂解产物,并可定量分析两种纤维组分复合滤料单组分含量。(2)为研究不同滤料织物构造滤层的特征孔径,采用泡点法试验测试了滤料的孔径特性,并分析热作用对滤料的孔径特性的影响。根据试验测试结果进行了针刺毡纤维层和机织布滤料孔径分布的回归分析,在此基础上提出满足超低排放要求的覆膜织物构造特性。结果表明温度对不同织物构造滤料孔径和孔径分布的影响不同,满足超低排放要求的覆膜滤料平均孔径较小,并且孔径分布集中,加热后滤料孔径分布标准偏差增加。(3)针对超低排放滤料织物粉尘残留量,对滤料织物滤层动态过滤性能进行试验分析。对滤料织物滤层的残余阻力和清灰性能进行试验测试,分析不同织物孔径分布对过滤性能的影响。试验结果表明:孔径分布对不同滤层结构的滤料粉尘残留量的影响较大;改变滤料织物滤层的孔径分布可有效减缓残余阻力的上升速度和提高清灰性能。(4)针对滤料最低过滤效率工况,采用环境气溶胶对滤料进行PM2.5捕集性能测试分析,结果表明针刺毡滤料过滤效率受滤料织物构造影响,机织布滤料主要受孔径分布标准偏差的影响,覆膜滤料受平均孔径和标准偏差的影响。(5)建立由含织物构造参数的滤料特征孔径和含尘烟气尺度分布构成的滤料织物过滤模型,基于纤维过滤的基础理论,结合试验测试结果进行模型研究,分析影响滤料特征孔径的因素,对照模型进行参数的修正,计算最易穿透粒径对应的特征孔径,该模型对超低排放袋式除尘滤料织物构造的设计有指导作用。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU834.6
【图文】：

（c）PPS/PTFE C图 2-2 PPS/PTFE 滤料的 红外光谱图Figure 2-2 FI-IR curve for PPS/PTFE filtration media图 2-3 是美塔斯滤料的红外光谱图，图中主要特征峰：N H 伸缩振动吸收谱带 3304 cm-1，N H 面外弯曲振动吸收谱带 718cm-1；酰胺Ⅰ谱带 1646cm-1，酰胺Ⅱ谱带 1530cm-1，酰胺Ⅲ谱带 1236和 1299cm-1；苯环骨架伸缩振动吸收频带 1604和 1482cm-1，=C H伸缩振动吸收谱带 3068 cm-1和 2922 cm-1，=C 面外弯曲振动吸收谱带 856 cm-1、780 cm-1和 684 cm-1，苯环上=C H 剪式振动吸收谱带 1154 cm-1和 1000 cm-1，C=O 非对称伸缩振动吸收谱带 1410 cm-1，N C=O 面内弯曲振动吸收谱带 641cm-1，从以上特征峰可知滤料主要成分为间位芳纶纤维。

（c）PPS/PTFE C图 2-2 PPS/PTFE 滤料的 红外光谱图Figure 2-2 FI-IR curve for PPS/PTFE filtration media图 2-3 是美塔斯滤料的红外光谱图，图中主要特征峰：N H 伸缩振动吸收谱带 3304 cm-1，N H 面外弯曲振动吸收谱带 718cm-1；酰胺Ⅰ谱带 1646cm-1，酰胺Ⅱ谱带 1530cm-1，酰胺Ⅲ谱带 1236和 1299cm-1；苯环骨架伸缩振动吸收频带 1604和 1482cm-1，=C H伸缩振动吸收谱带 3068 cm-1和 2922 cm-1，=C H面外弯曲振动吸收谱带 856 cm-1、780 cm-1和 684 cm-1，苯环上=C H 剪式振动吸收谱带 1154 cm-1和 1000 cm-1，C=O 非对称伸缩振动吸收谱带 1410 cm-1，N C=O 面内弯曲振动吸收谱带 641cm-1，从以上特征峰可知滤料主要成分为间位芳纶纤维。

博士学位论文 第二章含尘烟气袋式除尘器用滤料滤层热稳料的腐蚀性试验确定其应用工况。图 2-4 和图 2-5 分别为 PPS/PE B 腐蚀前滤料微观形貌，从图中可以看出聚苯硫醚（PPS）纤维滑，较细而不存在分裂现象，聚四氟乙烯（PTFE）纤维为扁平状结构。聚四氟乙烯（PTFE）纤维采用裂膜纺丝法纺丝而成，纤维增加了纤维与粉尘接触面积可有效提高除尘过滤性能。由图 2-4 针刺作用使得两种纤维缠结在一起，增强了表层纤维网的抱合，贯穿滤料，使得纤维间和纤维与基材间的缠结更有利。聚四氟乙料面上，使得纤维不易脱落。聚苯硫醚纤维呈直线状，并且弯曲匀性稍差，纤维间缠结少会增加刺断纤维的数量。聚苯硫醚（到滤料中，复合滤料的均匀性得到改善，同时纤维单纤化程度也复合滤料表面经过聚四氟乙烯（PTFE）乳液浸渍处理，从电镜图出聚苯硫醚（PPS）和聚四氟乙烯（PTFE）纤维上均有浸渍的聚FE）颗粒。

【参考文献】

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本文编号：2772321