常規(guī)針刺與新型水刺工藝對(duì)PPS濾料性能影響研究

楊 東，徐 輝，劉江峰，周冠辰

（安徽元琛環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，安微合肥230012）

常規(guī)針刺與新型水刺工藝對(duì)PPS濾料性能影響研究

楊 東，徐 輝，劉江峰，周冠辰

（安徽元琛環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，安微合肥230012）

通過對(duì)常規(guī)針刺與新型水刺兩種工藝的PPS濾料的性能指標(biāo)以及過濾性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析對(duì)比，結(jié)果表明：相對(duì)于常規(guī)針刺PPS濾料，新型水刺PPS濾料在機(jī)械強(qiáng)力、清灰性能以及過濾精度方面均有一定的優(yōu)勢(shì)，有助于開發(fā)濾料的新型生產(chǎn)工藝，促進(jìn)濾袋行業(yè)的發(fā)展。

針刺；水刺；聚苯硫醚濾料；過濾性能

隨著社會(huì)的高速發(fā)展，我國的重工業(yè)包括電力、建材、冶金、化工等行業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)能在不斷提高的同時(shí)，由此帶來的大氣污染問題主要是高溫?zé)煔獾呐欧旁斐傻?“霧霾”現(xiàn)象也日益受到廣大人民群眾的關(guān)注[1]。國家對(duì)于建設(shè) “資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”兩型社會(huì)的迫切性，環(huán)保部門對(duì)于各個(gè)行業(yè)高溫?zé)煔獾呐欧乓约俺龎m要求日益嚴(yán)格，尤其是對(duì)于電廠的排放要求。從2011年起，燃煤電廠的煙塵排放限值為30 mg/m3，重點(diǎn)區(qū)域的排放限值為20 mg/m3，該標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)到了美國以及歐盟的要求，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)比加拿大、新西蘭、日本、土耳其等國家的排放要求更為嚴(yán)苛，同時(shí)逐步對(duì)現(xiàn)有企業(yè)和新建企業(yè)均執(zhí)行統(tǒng)一的排放控制限值[2]。

綜上所述，行業(yè)內(nèi)對(duì)于濾袋過濾精度等性能要求越來越嚴(yán)格，傳統(tǒng)的針刺濾料也在逐漸發(fā)展，包括梯度濾料的產(chǎn)生以及濾袋結(jié)構(gòu)上的變化，包括褶皺式濾袋以及覆膜濾料等市場的開拓，水刺過濾材料也悄然的發(fā)展起來，但是許多技術(shù)還不夠成熟[3]。本文通過對(duì)常規(guī)針刺與新型水刺兩種工藝的PPS濾料作性能對(duì)比，有助于探索和開發(fā)濾料的新型生產(chǎn)工藝，促進(jìn)濾袋行業(yè)的發(fā)展。

1 實(shí)驗(yàn)簡介

1.1 實(shí)驗(yàn)樣品

三氧化二鋁粉末，水刺PPS濾料 （上海博格工業(yè)用布有限公司提供），針刺純PPS濾料（安微元琛環(huán)保科技股份有限公司提供），兩種PPS濾料克重均在550 g/m2左右。

1.2 主要儀器

BN028H型多功能織物強(qiáng)力機(jī) （溫州百恩儀器有限公司）；織物透氣性測量儀 （武漢國量儀器有限公司）； AFC-133濾料測試臺(tái) （德國Topas）；PSM-165孔徑測試儀 （德國 Topas）；電子天平0.01 g（上海天平儀器技術(shù)有限公司）。

2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析

2.1 常規(guī)測試性能對(duì)比

表1、表2分別為常規(guī)針刺PPS濾料、水刺PPS濾料的機(jī)械強(qiáng)力指標(biāo)數(shù)據(jù)。

表1 常規(guī)針刺PPS濾料的機(jī)械強(qiáng)力指標(biāo)

表2 水刺PPS濾料的機(jī)械強(qiáng)力指標(biāo)

根據(jù)表1、表2兩種工藝濾料的機(jī)械強(qiáng)力指標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)比，我們可以看出水刺PPS濾料的經(jīng)緯向強(qiáng)力都要高于常規(guī)針刺PPS濾料，濾料的經(jīng)向強(qiáng)力的主要貢獻(xiàn)來源是基布的強(qiáng)力，水刺工藝因?yàn)槭?“剛+柔”的結(jié)合，對(duì)于基布的損傷較小，表現(xiàn)出經(jīng)向強(qiáng)力較高[4-7]；針刺工藝因?yàn)獒樕香^刺的作用使得纖維穿插在基布兩側(cè)并排列在不同的三維結(jié)構(gòu)中，過程中不可避免地?fù)p傷到基布的強(qiáng)力，導(dǎo)致濾料經(jīng)向強(qiáng)力衰減，同時(shí)經(jīng)向的斷裂伸長率變小。濾料的緯向強(qiáng)力主要是纖維之間抱合效果決定，與針刺密度、針刺深度等指標(biāo)有關(guān)，表1、表2所示水刺工藝PPS濾料緯向強(qiáng)力略高于針刺工藝，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來看這主要因素是與針刺設(shè)定的參數(shù)有關(guān)；通過緯向斷裂伸長率來看，針刺斷裂伸長率略高于水刺，說明針刺生產(chǎn)過程中，濾料的針刺密度控制、纏結(jié)效果沒有達(dá)到最優(yōu)值，表現(xiàn)出針刺氈厚度較厚、透氣偏高、布面不夠緊實(shí)、相對(duì)松散，粉塵滲透的概率高于水刺氈。

2.2 孔徑測試性能對(duì)比

表3，圖1、圖2為水刺PPS、針刺PPS濾料的孔徑分布表圖。

表3 兩種工藝濾料孔徑分布

圖1 水刺濾料孔徑分布孔徑值/μm

通過表3、以及圖1、圖2可以看出水刺濾料的最大孔徑、平均孔徑以及中值孔徑均小于針刺濾料，水刺非織造布通過高壓水槍對(duì)纖網(wǎng)的表面進(jìn)行噴射達(dá)到加固目的，表面致密、毛羽較少，并且使得迎塵面具有更高的孔隙率和更小的微孔直徑，能夠有效阻擋粉塵的滲透，從而提高同種材質(zhì)濾料的過濾性能，降低排放濃度。

圖2 針刺濾料孔徑分布 孔徑值/μm

2.3 過濾性能對(duì)比

表4 標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6719-2009測試標(biāo)準(zhǔn)

此次實(shí)驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6719-2009（見表4），測試的粉塵為標(biāo)準(zhǔn)三氧化二鋁粉末，質(zhì)量濃度為5 g/m3，氣布比為2.2 m/min；階段1為調(diào)試階段，階段2為老化階段，設(shè)定條件為每5 s噴吹一次，共計(jì)10 000次，該階段模擬的是濾料表面在不斷吸附、剝離粉塵的過程，最終在濾料表面形成一層穩(wěn)定的粉餅層過程；實(shí)際觀察濾料的過濾性能應(yīng)該選擇階段4進(jìn)行測試，因?yàn)榇穗A段的粉餅層已經(jīng)穩(wěn)定形成，粉塵被濾料過濾的模擬效果類似于現(xiàn)場工況中濾料實(shí)際除塵運(yùn)行階段。

表5為針刺PPS、水刺PPS濾料階段4測試結(jié)果對(duì)比。

表5 兩種濾料階段4測試結(jié)果對(duì)比

如表5所示，該表的測試結(jié)果為階段4測試階段，也就是模擬濾料粉餅層形成后，反映出袋式除塵器中濾料的過濾性能，包括殘余阻力、運(yùn)行阻力上升時(shí)間、排放質(zhì)量濃度以及過濾精度。

殘余阻力是模擬系統(tǒng)在設(shè)定的清灰壓力下每次清灰后的剩余壓差的平均值，平均壓差低，表明濾料的脫灰性能優(yōu)異，對(duì)于整個(gè)除塵系統(tǒng)，壓降低則能耗低。水刺PPS濾料的初始阻力較高，但是殘余阻力與針刺PPS濾料相差不大，同時(shí)水刺PPS濾料的運(yùn)行阻力上升時(shí)間較長，說明相對(duì)于針刺PPS濾料，水刺PPS濾料因?yàn)闉V料比較 “密實(shí)”，孔徑小、孔隙率高，表面纖維相對(duì)光滑，粉塵不容易滲透到濾料內(nèi)部，這也證明了水刺PPS濾料的排放質(zhì)量濃度較低、過濾精度較高，整體表現(xiàn)出水刺氈的粉塵剝離能力較好，阻力上升慢，這樣能夠有效地降低噴吹次數(shù)，降低噴吹壓力對(duì)于布袋的損傷，從而延長布袋的使用壽命，同時(shí)降低后期的使用能耗，減少費(fèi)用支出。

3 結(jié)語

綜合常規(guī)針刺與新型水刺工藝對(duì)PPS濾料性能影響研究，包括進(jìn)行常規(guī)指標(biāo)以及過濾性能對(duì)比分析測試，結(jié)果表明，水刺PPS濾料在水刺作用下，通過 “剛+柔”的柔性糾纏方式避免了針刺工藝中刺針鉤刺對(duì)于基布的損傷，突破了針刺復(fù)合過程中因加工導(dǎo)致濾料經(jīng)向機(jī)械強(qiáng)力衰減的技術(shù)瓶頸。同時(shí)在同種材質(zhì)配比下兩種工藝生產(chǎn)出來的濾料，水刺PPS濾料布面更加 “密實(shí)”，孔徑數(shù)值小并且更加集中，表面纖維相對(duì)光滑從而使得粉塵剝離效果好，粉塵不容易滲透到濾料內(nèi)部造成透濾失效以及堵塞纖維三維結(jié)構(gòu)的孔隙造成阻力上升較快的現(xiàn)象發(fā)生，從而達(dá)到 “高效、低阻、長壽”的效果。

[1] 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部.中國環(huán)境狀況公報(bào)(2001-2007) [Z].北京:中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2015.

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[4] 王曉婷，陳廷.水刺非織造布技術(shù)的新發(fā)展 [J].紡織導(dǎo)報(bào)，2006（6） :64-66．

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[7] SALEEM M，KRAMMER G.Optical measurement of filter cake height during bag filter plant operation[J].Powder Technology， 2007 （17） :93-106．

Abstract:Compared the differences of conventional spunlace PPS filter and the new spunlace PPS filter in mechanical strength and filtration performance.Results showed that， cleaning performance， filtration accuracy and filtration performance of new spunlace PPS filter had certain advantages，which could develop a new filter media production process and promote the development of filter bag industry.

Keywords:acupuncture， spunlace， PPS filter， filter performance

RESEARCH ON THE EFFECT OF CONVEBTIONAL ACUPUNCTURE AND NEW SPUNLACE TECHNOLOGY ON PPS FILTER PERFORMANCE

YANG Dong， XU Hui， LIU Jiang-feng， ZHOU Guan-chen
(Anhui Yuanchen Environmental Protection Technology Co.， Ltd.， Hefei Anhui 230012， China)

TS176.5

B

10.3969／j.issn.1672-500x.2017.03.006

1672-500X(2017)03-0029-04

2017-07-27

楊東 (1992–)，男，安徽合肥人，碩士，主要從事工業(yè)煙氣污染治理研究。