燃煤電廠除塵用聚苯硫醚(PPS)濾料壽命與功能化問題研究.pdf

1、靜電除塵技術(shù)和袋式除塵技術(shù)是當(dāng)前燃煤電廠常用的兩類高效除塵技術(shù)。靜電除塵技術(shù)受限于煤種、煙氣溫度、粉塵特性等因素而無法滿足日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)要求；袋式除塵技術(shù)不受煤種變化影響，能夠長(zhǎng)期保持高效、安全、可靠運(yùn)行，且兼具協(xié)同脫汞作用，對(duì)下游濕法脫硫設(shè)備長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行及脫硫石膏的質(zhì)量保證具有關(guān)鍵性作用，是燃煤電廠應(yīng)對(duì)新排放標(biāo)準(zhǔn)首選的除塵技術(shù)。本文針對(duì)燃煤電廠除塵用聚苯硫醚（PPS）濾料在工程應(yīng)用中存在的壽命和功能化問題即 PPS濾料的機(jī)械壽

2、命、過濾壽命和功能化技術(shù)等方面開展研究，主要工作和成果概括如下：
　　(1)采用量子化學(xué)從頭計(jì)算方法研究燃煤電廠煙氣中O2、SO2、SO3和NO2等4種氧化劑對(duì)PPS的氧化機(jī)理，得到4種氧化劑對(duì)PPS氧化能力的大小順序?yàn)镾O3＞NO2＞SO2＞O2，選擇NO2、SO3模擬對(duì)PPS氧化反應(yīng)，經(jīng)外觀、機(jī)械性能、微觀形貌及熔點(diǎn)分析，驗(yàn)證了量子化學(xué)計(jì)算結(jié)果；采集了15個(gè)不同大小機(jī)組燃煤電廠的PPS濾料樣品，通過工況對(duì)比、力學(xué)性能測(cè)試、傅立

3、葉紅外光譜分析、差熱曲線分析、掃描電鏡等手段，總結(jié)了PPS在工程應(yīng)用過程中失效的規(guī)律性。
　　(2)以水刺壓力分布、水針板型號(hào)、生產(chǎn)速度等水刺工藝因素為研究對(duì)象，探索高強(qiáng)型PPS濾料的最佳制備工藝，從力學(xué)性能、耐磨性能、耐噴吹性能等方面進(jìn)行表征，并與傳統(tǒng)PPS濾料進(jìn)行對(duì)比，高強(qiáng)型PPS濾料凸顯出更優(yōu)異的機(jī)械性能，可有效提高PPS濾料在工程應(yīng)用中的機(jī)械壽命。同時(shí)，在過濾性能上也有顯著的提高，具有高效低阻的過濾特性，而在原材料使用上，

4、克重減少了近100g/m2，可節(jié)省20％原料。
　　(3)建立了濾料的過濾壽命模型即壓差與運(yùn)行時(shí)間的關(guān)系，通過一系列過濾實(shí)驗(yàn)求解得到高強(qiáng)型和傳統(tǒng)PPS濾料的過濾壽命模型，可用于工程應(yīng)用中濾料過濾壽命的預(yù)警，同時(shí)，通過求解模型的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)了不同制備工藝的PPS濾料過濾機(jī)理的差異，即傳統(tǒng)PPS濾料過濾機(jī)理為“深層過濾”，而高強(qiáng)型PPS濾料過濾機(jī)理為“表層過濾”。
　　(4)通過表征不同混紡比例的PPS+PTFE復(fù)合濾料的高溫抗氧

5、化性和抗HNO3性能，得出隨著PTFE比例的增加，PPS+PTFE復(fù)合濾料的高溫抗氧化性和抗HNO3氧化性均有明顯的提升，且高溫氧化實(shí)驗(yàn)破壞了纖維間的纏結(jié)，而HNO3氧化則對(duì)纖維間纏結(jié)的影響甚小。采用VDI過濾性能測(cè)試方法對(duì)PPS+PTFE復(fù)合濾料與純PPS濾料的過濾性能進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明隨著PTFE含量的增加，PPS+PTFE復(fù)合濾料過濾壓差增大，清灰周期縮短、排放濃度提高，即復(fù)合濾料的過濾性能呈下降趨勢(shì)，特別是PTFE含量超過20%

6、時(shí)，過濾性能明顯下降。通過工程掛袋試驗(yàn)，采用煙氣分析儀、斷裂強(qiáng)力測(cè)試、傅立葉紅外光譜、掃描電鏡等測(cè)試方法進(jìn)行分析，結(jié)果表明PPS+PTFE復(fù)合濾料抗酸結(jié)露能力隨著PTFE含量增加而增強(qiáng)，在頻繁酸結(jié)露的工況中，這類產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)48個(gè)月的設(shè)計(jì)壽命。
　　(5)采用多巴胺法和化學(xué)界面法制備了2種具有催化脫硝功能PPS濾料，并利用掃描電鏡、X射線光電子能譜儀、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡等測(cè)試手段對(duì)2種催化脫硝功能濾料進(jìn)行表征，自

7、制脫硝效率檢測(cè)裝置對(duì)2種功能濾料進(jìn)行脫硝實(shí)驗(yàn)，多巴胺法制備的催化脫硝功能PPS濾料在140-180℃范圍內(nèi)脫硝率可達(dá)60%；而化學(xué)界面法制備的催化脫硝功能PPS濾料在160-180℃的溫度范圍內(nèi)脫硝率可達(dá)70%。考察了2種方法制備的具有催化脫硝功能PPS濾料的耐磨性、抗氧化性及過濾性能，得到2種方法制得的催化脫硝功能PPS濾料機(jī)械性能和化學(xué)性能略有提升，過濾性能與空白樣品相當(dāng)，表明2種制備方法對(duì)PPS濾料的基本功能無負(fù)面影響，工藝可行。