當(dāng)前,霧霾引發(fā)的空氣污染問題危害人們的健康和生活質(zhì)量,成為社會關(guān)注的熱點問題,在工業(yè)爐窯中如何更有效控制顆粒物的排放成為我國環(huán)保領(lǐng)域的研究熱點。纖維球濾料技術(shù)長期以來主要偏重于產(chǎn)品性能技術(shù)研究,在與重化工行業(yè)快速發(fā)展中實施相互匹配的功能化技術(shù)研究方面顯得落后。對濾料技術(shù)進(jìn)一步深化研究的根本在于將濾料的技術(shù)性研究轉(zhuǎn)化到對濾料的功能化技術(shù)研究上,即：把濾料自身性能的研究與濾料應(yīng)用的環(huán)境緊密結(jié)合起來,從行業(yè)應(yīng)用的角度進(jìn)一步深化認(rèn)識纖維濾料的各種特性和織物構(gòu)造,進(jìn)一步提出正確使用濾料的方法和技術(shù)改進(jìn)的途徑。

針對目前存在的問題,本文主要做了以下相關(guān)研究：

   （1）針對各種濾料主材的耐高溫特性進(jìn)行了試驗研究,分別從熱穩(wěn)定性分析和阻燃性角度,尤其對進(jìn)一步使用的芳砜綸進(jìn)行了熱反應(yīng)動力學(xué)分析。熱穩(wěn)定性試驗結(jié)果表明,PSA纖維濾料的高溫穩(wěn)定性優(yōu)于PMIA、PI纖維濾料；玄武巖紗線及復(fù)合濾料的高溫處理后力學(xué)性能優(yōu)于玻璃纖維紗線及其濾料。高溫對纖維球濾料表面的纖維結(jié)構(gòu)有一定程度的損傷,纖維出現(xiàn)斷裂、炭化、剝離等現(xiàn)象,這是導(dǎo)致纖維力學(xué)穩(wěn)定性降低、濾料高溫力學(xué)失效的重要原因。對芳砜綸進(jìn)行的熱降解動力學(xué)分析得到：采用不同升溫速率時,隨著升溫速率的增大,PSA纖維的初始分解溫度及熱降解速率*大時的溫度均升高；采用Kissinger法比用Flynn-Wall-Ozawa法和Friedman法所得到的活化能高,并得到芳砜綸的熱降解動力學(xué)方程。

   （2）對耐高溫纖維濾料的耐酸堿失效特性的試驗表明：PPS纖維的耐酸和堿腐蝕性能*好,PI纖維的耐酸性優(yōu)于PSA、PMIA纖維,而耐堿性*差；PSA纖維和PMIA纖維的耐酸穩(wěn)定性接近,耐堿穩(wěn)定性上后者好于前者；纖維成網(wǎng)后形成的針刺氈的變化趨勢與纖維一致,有一定程度的提高；BAS/PSA復(fù)合濾料和GLA/PSA復(fù)合濾料的耐堿腐蝕穩(wěn)定性接近,而前者的耐酸腐蝕穩(wěn)定性優(yōu)于后者。酸堿環(huán)境會使纖維的表面微觀形態(tài)、分子官能團(tuán)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,這是導(dǎo)致濾料失效的重要原因。

   （3）利用模糊灰色理論,提出了耐高溫纖維性能和濾料織物構(gòu)造形式的評價,結(jié)果表明：四種耐高溫纖維性能優(yōu)劣順序依次為：聚酰亞胺纖維(PI)、聚苯硫醚纖維(PPS)、芳砜綸纖維(PSA)、芳綸纖維(PMIA),并且其中芳砜綸與聚苯硫醚的性能評價接近,優(yōu)于芳綸。三種濾料構(gòu)造形式的優(yōu)劣順序依次為：梯度濾料、覆膜濾料、深層濾料,因此在濾料的設(shè)計選用時優(yōu)先采用梯度構(gòu)造。應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)評價減少了評價的主觀性和盲目性,保證了評價結(jié)果的準(zhǔn)確可靠及較大的實用性,評價結(jié)果以量化形式顯示,使不同種類的耐高溫纖維和不同構(gòu)造形式具有可比性,該方法的采用方便了對過濾材料的評價和選型設(shè)計。

   （4）對燃煤電廠電站鍋爐采用燃煤摻燒高爐煤氣,煙氣排放溫度接近200℃且腐蝕性較大的工況,進(jìn)行選用濾料設(shè)計選用及試驗分析。設(shè)計中選用了梯度過濾材料和國產(chǎn)耐高溫纖維。結(jié)果表明,選用濾料在250℃高溫環(huán)境下的強(qiáng)度保持率均保持在100%以上,但尺寸穩(wěn)定性上低于另外兩種對比試驗的玻纖濾料：在酸性腐蝕環(huán)境下的強(qiáng)度保持率都明顯高于其他兩種濾料；纖維球在氧化環(huán)境中經(jīng)緯向的強(qiáng)度保持率均保持在90%以上；過濾性能方面,該選用復(fù)合濾料在清潔狀態(tài)下阻力低于對比的兩種濾料,并且在低風(fēng)速環(huán)境下設(shè)計濾料在顆粒物捕集效率上高于對比的兩種濾料。