随着我国经济的高速发展,大气污染问题引起了人们的广泛关注,大气颗粒物危害着人类的健康。工业排放是大气颗粒物的重要来源,袋式除尘器以高效率的优点在高温烟气的除尘净化方面的应用十分广泛。
烟气过滤技术的核心是耐高温耐腐蚀的滤料,其性能的好坏直接决定除尘器的除尘效率和使用寿命。聚苯硫醚(polyphenylene sufide,PPS)因具有良好的热稳定性、化学稳定性和耐腐蚀稳定性被广泛应用。PPS 滤袋可长期工作在 190℃以下,瞬间温度 210℃的烟气环境中。由于 PPS 滤袋的成本较高,为了延长滤袋使用时间,以降低成本,烟气条件对滤袋性能的影响成为研究重点。由于聚苯硫醚的抗氧化性欠佳,已有研究探究了高温条件下的烟气中的氧气、臭氧和氮氧化物对滤袋的性能的影响,但这些研究中采用的滤袋条样绝大多数为新的聚苯硫醚条样。纤维材料的热历史不同可能产生不同的变化规律,而对使用过一段时间的滤袋还鲜有研究,新旧样的对比和研究长期运行后的滤袋的变化也比较少。
本研究采用同一生产厂家的同一批次同一规格的新 PPS 滤袋和在现场使用一段时间的 PPS 滤袋为实验材料,进行了滤袋经高温处理后的力学性能测试,观察了其表面的形貌,并对其进行了 FT-IR、CHNS 元素分析和 DSC 结晶度分析,来研究滤袋的耐温性和长期运行后滤袋的的力学性能的变化及原因。
结 论
(1)对于新样,纬向断裂强力随温度的升高先升高后降低,经向断裂强力基本保持不变,经纬向断裂伸长率的变化趋势与经纬向断裂强力的变化趋势基本相同。即使在 200℃空气中处理 24 h 后,纬向断裂强力保持率达 112. 74%,经向断裂强力保持率达 99. 84%,说明新样具有较好的耐老化性能。
(2)对于使用 5 个月的条样,经纬向断裂强力随着温度的升高呈下降趋势,经纬向断裂伸长率的变化趋势与之类似。经 200℃空气中处理 24 h 后,纬向断裂强力保持率为 83. 29%,经向断裂强力保持率为90. 45%,条样的力学性能下降。
(3)在长期的使用中,对于 PPS 滤袋来说,伴随着结晶度的先升高后降低力学性能有一个先升高后降低的过程,在短期内,高温会引起结晶度的升高,由此引起了断裂强力的上升,长期运行中氧气的存在会引起结晶区和非结晶区的破坏,结晶度的下降,引起力学性能的下降,结晶度下降是 PPS 滤袋力学性能下降的一个重要原因。
(4)PPS 的氧化过程较慢,长期使用后 PPS 发生氧化,出现砜基,氧化是 PPS 力学性能下降的一个重要原因。
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