不同后處理方法對濾料過濾性能的影響

陽建軍，劉建祥，李 敏，崔月慧

（南京際華三五二一特種裝備有限公司，南京 211100）

不同后處理方法對濾料過濾性能的影響

陽建軍，劉建祥，李 敏，崔月慧

（南京際華三五二一特種裝備有限公司，南京 211100）

濾料的耐化學(xué)性能主要是由其構(gòu)成的纖維材料性能所決定，而物理性能如過濾效率、過濾精度等可通過后處理等方法得到很大改善。本文通過采用掃描電鏡、織物透氣儀、VDI模擬檢測裝置等，對三種不同后處理方法的針刺氈濾料物理性能進(jìn)行了綜合對比，結(jié)果表明：有表面涂層或覆膜的濾料在過濾阻力、過濾效率、過濾精度等方面具有優(yōu)異的性能。

濾料;過濾精度;濾料綜合性能

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，水泥、鋼鐵、火力發(fā)電等行業(yè)也得到了迅猛增長，但同時(shí)也造成了很大的環(huán)境污染，每年的工業(yè)煙塵排放量超過800萬t，其中微細(xì)粒子（PM10、PM4、PM2.5）約400萬t，而對人體有毒有害的主要污染物大多在10μm以下的微細(xì)粒粉塵——“可吸入粉塵”中[1]，其對人體健康的影響已引起全世界的普遍關(guān)注。

當(dāng)前公認(rèn)的高效除塵、控制粉塵粒子排放最有效的手段主要是袋式除塵技術(shù)[2、3]，但由于其所用針刺濾料加工工藝等原因，無法實(shí)現(xiàn)對微細(xì)粉塵的有效去除，目前采用的主要是在針刺濾料上覆上聚四氟乙烯（PTFE）膜—覆膜濾料，其主要缺點(diǎn)是濾料過濾阻力大導(dǎo)致設(shè)備能耗大。因此實(shí)現(xiàn)對微細(xì)粉塵提高過濾精度和效率，同時(shí)又不增加設(shè)備運(yùn)行的能耗，將是袋式除塵的一個(gè)發(fā)展方向。

1 實(shí)驗(yàn)部分

實(shí)驗(yàn)設(shè)備為掃描電鏡、織物透氣儀、VDI模擬檢測裝置等（見圖1）。實(shí)驗(yàn)濾料的情況見表1。

圖1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備圖

表1 實(shí)驗(yàn)濾料

2 結(jié)果與討論

2.1 外觀形貌

三種不同后處理濾料的電鏡（SEM）照片如圖2所示，其中a、b為常規(guī)濾料，c、d為覆膜濾料，e、f為涂層濾料。從圖2可明顯看出，涂層濾料表面微孔直徑大于覆膜濾料中PTFE膜的微孔直徑，這將有利于降低濾料的過濾阻力。

圖2 三種不同后處理濾料的SEM照片

2.2 透氣性

透氣量是影響設(shè)備運(yùn)行阻力的主要因素，是過濾材料的一個(gè)重要參數(shù)。由圖2中三種濾料的微觀照片可看出，表面孔徑大小的關(guān)系是：常規(guī)浸漬處理濾料＞涂層處理濾料＞覆膜處理濾料，隨著孔徑的減小粉塵向?yàn)V料深層滲透的幾率降低，對微細(xì)粉塵的截留率也相應(yīng)增加，但孔徑越小，透氣量越低，壓差增加，能耗增加。三種不同后處理濾料透氣量比較如表2所示。

表2 不同濾料透氣量比較

2.3 過濾性能

（1）過濾精度

濾料的過濾原理主要包括表面截留和內(nèi)部截留兩個(gè)方面（如圖3所示）。粒徑大的粉塵顆粒被截留在濾料表面，小的粉塵顆粒被濾料內(nèi)部的纖維與纖維間所形成的孔隙截留。但由于針刺過程中濾料所形成的孔徑較大，過濾精度不高，大部分微細(xì)粉塵顆粒可以直接穿透濾料，隨煙氣一起排出。而濾料經(jīng)覆膜或表面涂層后，非織造布纖維之間的孔隙直徑減小，過濾精度明顯提高（如圖4、5所示）。

圖3 過濾原理示意

圖4 三種濾料老化前后排放濃度（測試粉塵平均粒徑15μm）

圖5 三種濾料老化前后排放濃度（測試粉塵平均粒徑2μm）

（2）過濾阻力

三種不同后處理方法的濾料老化前后壓力損失隨噴吹周期變化趨勢如圖6所示，從圖6中可以看出，常規(guī)PPS針刺濾料老化前后壓力損失明顯，更多的是深層過濾形式，而經(jīng)涂層或覆膜處理的針刺氈濾料壓力損失較小，表現(xiàn)為表面過濾形式。

圖6 濾料老化前后壓力損失隨噴吹周期變化趨勢

3 結(jié)論

通過濾料表面涂層或覆膜，濾料纖維之間的孔隙減少，對微細(xì)粉塵的過濾精度優(yōu)于普通的針刺濾料，透氣性優(yōu)于覆膜濾料， 從而實(shí)現(xiàn)了在提高濾料過濾效率的同時(shí)降低過濾阻力，減少了設(shè)備運(yùn)行能耗。

[1]中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會袋式除塵委員會．我國袋式除塵行業(yè)2007年發(fā)展綜述[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2008（7）．

[2]姜坪，劉梅紅.空氣過濾材料的發(fā)展與應(yīng)用[J].現(xiàn)代紡織技術(shù)，2002，10（4）：52-55.

[3]王金波，孫熙，富明梅，等.中國濾料的發(fā)展現(xiàn)狀與前景[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，1998（4）：34-36．

Impact of Different After-treatment Measures on Filter Capability of Filter Materials

YANG Jian-jun, LIU Jian-xiang, LI Min, CUI Yue-hui

X701.2

A

1006-5377（2011）12-0035-03