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、靜電除塵技術和袋式除塵技術是當前燃煤電廠常用的兩類高效除塵技術。靜電除塵技術受限于煤種、煙氣溫度、粉塵特性等因素而無法滿足日益嚴格的排放標準要求；袋式除塵技術不受煤種變化影響，能夠長期保持高效、安全、可靠運行，且兼具協(xié)同脫汞作用，對下游濕法脫硫設備長期安全穩(wěn)定運行及脫硫石膏的質量保證具有關鍵性作用，是燃煤電廠應對新排放標準首選的除塵技術。本文針對燃煤電廠除塵用聚苯硫醚（PPS）濾料在工程應用中存在的壽命和功能化問題即 PPS濾料的機械壽

2、命、過濾壽命和功能化技術等方面開展研究，主要工作和成果概括如下：
　　(1)采用量子化學從頭計算方法研究燃煤電廠煙氣中O2、SO2、SO3和NO2等4種氧化劑對PPS的氧化機理，得到4種氧化劑對PPS氧化能力的大小順序為SO3＞NO2＞SO2＞O2，選擇NO2、SO3模擬對PPS氧化反應，經外觀、機械性能、微觀形貌及熔點分析，驗證了量子化學計算結果；采集了15個不同大小機組燃煤電廠的PPS濾料樣品，通過工況對比、力學性能測試、傅立

3、葉紅外光譜分析、差熱曲線分析、掃描電鏡等手段，總結了PPS在工程應用過程中失效的規(guī)律性。
　　(2)以水刺壓力分布、水針板型號、生產速度等水刺工藝因素為研究對象，探索高強型PPS濾料的最佳制備工藝，從力學性能、耐磨性能、耐噴吹性能等方面進行表征，并與傳統(tǒng)PPS濾料進行對比，高強型PPS濾料凸顯出更優(yōu)異的機械性能，可有效提高PPS濾料在工程應用中的機械壽命。同時，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行時間的關系，通過一系列過濾實驗求解得到高強型和傳統(tǒng)PPS濾料的過濾壽命模型，可用于工程應用中濾料過濾壽命的預警，同時，通過求解模型的對比，發(fā)現(xiàn)了不同制備工藝的PPS濾料過濾機理的差異，即傳統(tǒng)PPS濾料過濾機理為“深層過濾”，而高強型PPS濾料過濾機理為“表層過濾”。
　　(4)通過表征不同混紡比例的PPS+PTFE復合濾料的高溫抗氧

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，且高溫氧化實驗破壞了纖維間的纏結，而HNO3氧化則對纖維間纏結的影響甚小。采用VDI過濾性能測試方法對PPS+PTFE復合濾料與純PPS濾料的過濾性能進行對比，結果表明隨著PTFE含量的增加，PPS+PTFE復合濾料過濾壓差增大，清灰周期縮短、排放濃度提高，即復合濾料的過濾性能呈下降趨勢，特別是PTFE含量超過20%

6、時，過濾性能明顯下降。通過工程掛袋試驗，采用煙氣分析儀、斷裂強力測試、傅立葉紅外光譜、掃描電鏡等測試方法進行分析，結果表明PPS+PTFE復合濾料抗酸結露能力隨著PTFE含量增加而增強，在頻繁酸結露的工況中，這類產品可以實現(xiàn)48個月的設計壽命。
　　(5)采用多巴胺法和化學界面法制備了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、場發(fā)射掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡等測試手段對2種催化脫硝功能濾料進行表征，自

7、制脫硝效率檢測裝置對2種功能濾料進行脫硝實驗，多巴胺法制備的催化脫硝功能PPS濾料在140-180℃范圍內脫硝率可達60%；而化學界面法制備的催化脫硝功能PPS濾料在160-180℃的溫度范圍內脫硝率可達70%?？疾炝?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濾料機械性能和化學性能略有提升，過濾性能與空白樣品相當，表明2種制備方法對PPS濾料的基本功能無負面影響，工藝可行。