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《产业用纺织品》
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科技资讯
无胶热压PTFE覆膜高温滤料
时间:2013年10月9日  作者:郑玉婴 蔡伟龙 汪谢 罗祥波 林锦贤 郑锦森  来源:中国纺织报

2009年12月,国家环保部正式宣布,将逐步展开臭氧和PM2.5这两种空气污染物的监测。这就对各工矿企业的粉尘排放标准提出了更高的要求。这些要求普通滤料根本无法满足,而覆膜滤料能够有效过滤PM10甚至PM2.5、PM1.0等2细粉尘,达到“零排放”标准。覆膜滤料是将一层微孔发泡的聚四氟乙烯(PTFE)薄膜覆合在传统滤料介质的表面上。

目前市场上有两种覆膜方法,其一为胶粘法,使用胶黏剂将滤料与覆膜黏合在一起。但这种方法得到的覆膜滤料不适合在高温环境下长期使用。此外,覆膜牢度低,容易脱落。其二为热压覆合法,热压覆合法得到的覆膜滤料可在高温下使用,但这种技术目前不够成熟,覆膜滤料质量参差不齐。因此,高温滤料覆膜工艺技术亟待开发。

首先,在聚苯硫醚滤料基材上涂覆一层PTFE发泡涂层剂,解决了PPS滤料直接热压覆膜结合不牢固的问题;利用先进电磁加热和PDI控制技术,保证了PTFE覆膜均匀性,然后经高温热压制得成品。该覆膜滤料具有表面空隙小、粉尘剥离性好、过滤精度高、结合牢度强、寿命长等特点,可广泛应用于燃煤电厂、钢铁冶炼、水泥行业、垃圾焚烧等高温烟气除尘领域,国内外未见同类技术的文献报道。

试验材料主要是PPS纤维、PTFE微孔薄膜、PTFE乳液、发泡剂SBL FORMER和增稠剂XTP。

根据PPS滤料覆膜前后的表面SEM图可知,覆膜滤料表面呈微孔结构,而普通滤料平均孔径较大。覆膜滤料的微孔性结构能过滤超细粉尘,且该膜不受排放气体酸、碱性的影响。普通滤料过滤机制是所谓的 “深层过滤”,即通过过滤料纤维的捕集,先在滤料表面形成“一次粉尘层”,再通过整层粉饼来过滤后续的粉尘。长时间使用后导致滤料孔隙堵塞,使设备运行阻力不断增加,直至必须更换滤料为止。

覆膜滤料过滤机制则是“表面过滤”的方式,覆膜滤料是在普通滤料表面复合一层聚四氟乙烯薄膜而形成的一种新型滤料,这层薄膜相当于起到了“一次粉尘层”的作用,薄膜特有的立体网状结构,使粉尘无法穿过,无孔隙堵塞。同时由于薄膜不黏性、摩擦因数小,故清灰时粉饼容易脱落,确保了设备阻力长期稳定。

在210℃条件下,我们对用胶黏法和热压复合法两种方法制得的覆膜滤料进行烘焙,并在不同时间段观察其表面颜色变化。胶粘法覆膜滤料烘焙之后表面出现变黑现象,而热压覆膜滤料烘焙相同的时间后表面几乎无变化。这是由于胶黏法在高温环境中,胶黏剂会熔化从薄膜的微孔中渗出,胶黏剂在表面高温下发生炭化现象变黑。胶黏剂渗出也造成大量的粉尘黏在滤料的表面,不易清除,严重影响滤料的过滤性能。

可见胶黏法覆膜滤料不适宜在高温环境中使用,而PTFE具有优良的化学稳定性、耐高温性、高润滑不黏性,可长时间在高温环境中使用。

综上,我们首先以PPS纤维为主要原料,通过合理的工艺技术设计制备了覆膜滤料的基材。然后经发泡涂层处理在覆膜基材的表面形成一层均匀的PTFE涂层,增强了滤料与PTFE微孔薄膜的黏结牢度,解决了PPS滤料直接热压覆膜结合不牢固的问题。同时采用无胶热压覆膜工艺,增强了滤料在高温下的适用性,避免了胶黏法在高温下胶黏剂易渗出炭化,从而影响过滤效果的问题。

过滤性能测试表明,该覆膜滤料具有出色的PM2.5微细粒子过滤效率,基本实现了表面过滤。另外,该滤料易清灰、周期短、阻力低,可大大节约能源,延长滤袋及配件的使用寿命,具有广泛的应用前景。

 
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