聚苯硫醚濾料失效機(jī)理研究.pdf

1、聚苯硫醚（Polyphenylene Sulfide，簡(jiǎn)稱(chēng)PPS）濾料是控制燃煤電廠(chǎng)微細(xì)粒子(PM10、PM2.5)排放的首選濾料。但由于現(xiàn)場(chǎng)使用條件復(fù)雜，濾料較多提前失效，影響了正常的生產(chǎn)，造成了經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。因此，開(kāi)展PPS濾料的失效機(jī)理研究，完善濾料失效的基礎(chǔ)理論，對(duì)提高濾料性能，延長(zhǎng)濾料使用壽命和控制微細(xì)粒子排放以及建設(shè)節(jié)約型社會(huì)都具有深遠(yuǎn)的理論與實(shí)際意義。
　　濾料失效是在其使用過(guò)程中，因某些原因?qū)е聻V料阻力大于設(shè)

2、計(jì)要求或效率低于設(shè)計(jì)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(jiàn)的失效形式，本文的研究主要針對(duì)破損失效展開(kāi)。
　　以熱分析為手段，研究了PPS濾料的熱穩(wěn)定性，計(jì)算了PPS濾料熱分解動(dòng)力學(xué)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(guò)程與產(chǎn)物，探討了PPS濾料熱分解的機(jī)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(zhǔn)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(kāi)始;在惰性氣氛中PPS濾料的熱分解反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，熱失重是一步完成的，空氣中的熱分解過(guò)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(xiàn)出現(xiàn)階梯，據(jù)此可以通過(guò)調(diào)整加工及后處理工藝溫度和氧含量來(lái)優(yōu)化PPS濾料性能參數(shù)。
　　采用了自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的濾料實(shí)態(tài)工作環(huán)境模擬系統(tǒng)，對(duì)煙氣中可能存在的O2、O3、SO2、NO、NO2等氣體對(duì)P

4、PS濾料性能的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，研究了PPS濾料在氣體濃度、溫度及時(shí)間等參數(shù)影響下的性能變化，對(duì)濾料試樣外觀、斷口、力學(xué)特性數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明:高溫、O2、O3、SO2、NO、NO2均會(huì)對(duì)PPS濾料的力學(xué)性能產(chǎn)生影響。隨著溫度的提高、濃度的增大和時(shí)間的延長(zhǎng)，這些因素的存在最終都會(huì)導(dǎo)致PPS濾料機(jī)械強(qiáng)度的下降。物質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，對(duì)PPS濾料強(qiáng)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(duì)不同煙氣條件下PPS濾料

5、的結(jié)晶度和分子量進(jìn)行了測(cè)試和分析，研究了測(cè)試溫度對(duì)濾料力學(xué)性能表現(xiàn)的影響，分析了煙氣對(duì)PPS濾料性能的影響機(jī)理，根據(jù)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論建立了濾料剩余強(qiáng)度模型，并用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)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(diǎn)逐漸降低，在高溫?zé)煔庵蠵PS濾料分子發(fā)生的支化、交聯(lián)及降解反應(yīng)破壞了原來(lái)的線(xiàn)性結(jié)晶結(jié)構(gòu)，分子量也隨之發(fā)生了變化。煙氣對(duì)PPS濾料性能的影響主要是氧化交聯(lián)和氧化降解兩種機(jī)制協(xié)同和競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果。在交聯(lián)機(jī)制占優(yōu)的階段，濾料的