聚苯硫醚濾料失效機理研究.pdf

1、聚苯硫醚（Polyphenylene Sulfide，簡稱PPS）濾料是控制燃煤電廠微細粒子(PM10、PM2.5)排放的首選濾料。但由于現(xiàn)場使用條件復雜，濾料較多提前失效，影響了正常的生產(chǎn)，造成了經(jīng)濟損失和環(huán)境污染。因此，開展PPS濾料的失效機理研究，完善濾料失效的基礎(chǔ)理論，對提高濾料性能，延長濾料使用壽命和控制微細粒子排放以及建設(shè)節(jié)約型社會都具有深遠的理論與實際意義。
　　濾料失效是在其使用過程中，因某些原因?qū)е聻V料阻力大于設(shè)

2、計要求或效率低于設(shè)計要求的現(xiàn)象。破損和阻塞是濾料失效的2種模式，其中破損是濾料最常見的失效形式，本文的研究主要針對破損失效展開。
　　以熱分析為手段，研究了PPS濾料的熱穩(wěn)定性，計算了PPS濾料熱分解動力學參數(shù)，推算了PPS濾料熱老化壽命;采用TG-DSC與FTIR聯(lián)用技術(shù)，研究了PPS濾料在高溫下熱分解的過程與產(chǎn)物，探討了PPS濾料熱分解的機理。結(jié)果表明:TG數(shù)據(jù)與熱分解活化能可從熱穩(wěn)定性的角度更加準確地表征不同PPS濾料的耐高

3、溫性能;PPS濾料的熱分解從分子鏈上較薄弱的C-S鍵的斷裂開始;在惰性氣氛中PPS濾料的熱分解反應(yīng)為一級反應(yīng)，熱失重是一步完成的，空氣中的熱分解過程呈現(xiàn)二階段特征，是由于氧化交聯(lián)或熱交聯(lián)形成了網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)使其熱穩(wěn)定性提高，失重率下降，失重曲線出現(xiàn)階梯，據(jù)此可以通過調(diào)整加工及后處理工藝溫度和氧含量來優(yōu)化PPS濾料性能參數(shù)。
　　采用了自行設(shè)計開發(fā)的濾料實態(tài)工作環(huán)境模擬系統(tǒng)，對煙氣中可能存在的O2、O3、SO2、NO、NO2等氣體對P

4、PS濾料性能的影響進行了實驗，研究了PPS濾料在氣體濃度、溫度及時間等參數(shù)影響下的性能變化，對濾料試樣外觀、斷口、力學特性數(shù)據(jù)進行了分析，結(jié)果表明:高溫、O2、O3、SO2、NO、NO2均會對PPS濾料的力學性能產(chǎn)生影響。隨著溫度的提高、濃度的增大和時間的延長，這些因素的存在最終都會導致PPS濾料機械強度的下降。物質(zhì)的氧化性越強，對PPS濾料強度的削弱能力越大，在PPS使用中是應(yīng)極力避免與O3接觸。
　　對不同煙氣條件下PPS濾料

5、的結(jié)晶度和分子量進行了測試和分析，研究了測試溫度對濾料力學性能表現(xiàn)的影響，分析了煙氣對PPS濾料性能的影響機理，根據(jù)反應(yīng)動力學理論建立了濾料剩余強度模型，并用實測數(shù)據(jù)進行了驗證。結(jié)果表明:隨著處理溫度的提高，試樣的結(jié)晶度及熔點逐漸降低，在高溫煙氣中PPS濾料分子發(fā)生的支化、交聯(lián)及降解反應(yīng)破壞了原來的線性結(jié)晶結(jié)構(gòu)，分子量也隨之發(fā)生了變化。煙氣對PPS濾料性能的影響主要是氧化交聯(lián)和氧化降解兩種機制協(xié)同和競爭結(jié)果。在交聯(lián)機制占優(yōu)的階段，濾料的