鄭智宏 羅祥波 洪麗美 朱思旺 樂(lè)世平 鄭錦森 蔡偉龍

(廈門三維絲環(huán)保股份有限公司，廈門，361101)

PPS覆膜濾料的過(guò)濾性能及其在燃煤電廠的應(yīng)用

鄭智宏 羅祥波 洪麗美 朱思旺 樂(lè)世平 鄭錦森 蔡偉龍

(廈門三維絲環(huán)保股份有限公司，廈門，361101)

通過(guò)VDI濾料模擬測(cè)試裝置和SEM等儀器對(duì)PPS覆膜濾料的性能進(jìn)行測(cè)試，并列舉其在燃煤電廠中的應(yīng)用情況，闡明PPS覆膜濾料具有優(yōu)良的過(guò)濾性能，適合對(duì)粉塵排放要求較高的燃煤電廠的應(yīng)用。

PPS覆膜濾料，過(guò)濾性能，燃煤電廠

2008年全國(guó)的煙塵排放量為901.6萬(wàn)t，比上年減少8.6%。其中，工業(yè)煙塵排放量670.7萬(wàn)t，占煙塵排放總量的74.4%，比上年減少13.0%;生活煙塵排放量230.9萬(wàn) t，占煙塵排放總量的25.6%，比上年增加7.1%。同年，工業(yè)粉塵排放量為584.9萬(wàn)t，比上年減少16.3%。

為了防治火電廠排放造成的污染，新火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 13223—2003)對(duì)煙塵排放濃度的要求更加嚴(yán)格。我國(guó)燃煤電廠大多采用靜電除塵，難以達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此袋式除塵器在我國(guó)燃煤電廠得到推廣使用。聚苯硫醚(PPS)針剌氈是燃煤電廠煙氣處理的濾料之一，為了獲得更低的煙塵排放濃度，PPS覆膜濾料已被應(yīng)用到燃煤電廠中。本文采用國(guó)際上權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)VDI 3926—2004對(duì)PPS覆膜濾料與常規(guī)PPS濾料的過(guò)濾性能進(jìn)行對(duì)比，結(jié)合在燃煤電廠中的實(shí)際應(yīng)用情況，闡明PPS覆膜濾料的優(yōu)異過(guò)濾性能及其工程應(yīng)用效果。

1 試驗(yàn)部分

1.1 樣品

PPS覆膜濾料系以進(jìn)口PPS纖維為原料，以PPS基布為結(jié)構(gòu)支撐，利用先進(jìn)的非織造針刺工藝制作成氈，再經(jīng)高溫?zé)岫ㄐ?、燒毛壓光、表面聚四氟乙?PTFE)覆膜處理等多種技術(shù)集成制作而成。樣品技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 樣品技術(shù)指標(biāo)

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

濾料的過(guò)濾性能主要由殘留阻力、清灰周期、粉塵殘留、粉塵排放濃度等指標(biāo)衡量。本文采用德國(guó)FILTEq公司生產(chǎn)的1-AT型VDI濾料模擬測(cè)試裝置對(duì)濾料的過(guò)濾性能進(jìn)行測(cè)試，該裝置可視為小型的袋式除塵器。將濾料置于一定粉塵濃度與流量的含塵氣流中，模擬現(xiàn)場(chǎng)的工作條件，通過(guò)反復(fù)的過(guò)濾與清灰來(lái)測(cè)試樣品的過(guò)濾性能。圖1是VDI濾料模擬測(cè)試裝置示意圖［1］。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 過(guò)濾性能測(cè)試

參照 VDI 3926—2004標(biāo)準(zhǔn)［2］進(jìn)行。

1.3.2 SEM分析

取少量常規(guī)PPS和PPS覆膜濾料樣品，利用等離子濺射儀進(jìn)行鍍金，然后放入SEM樣品臺(tái)進(jìn)行觀察，得到樣品的微觀形貌。

1.4 試驗(yàn)參數(shù)

VDI3926測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)參數(shù)如下［2］:

圖1 VDI濾料模擬測(cè)試裝置示意

清灰次數(shù)各階段有不同要求:初始30次過(guò)濾循環(huán)，濾料壓差上升至1 000 Pa，脈沖閥自動(dòng)開(kāi)啟并清灰;老化5 000次，間隔5 s強(qiáng)制清灰一次;10次穩(wěn)定化和最后30次過(guò)濾循環(huán)，濾料壓差上升到1 000 Pa，脈沖閥自動(dòng)開(kāi)啟并清灰。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 濾料老化前后殘留阻力隨循環(huán)次數(shù)的變化

如圖2所示，PPS覆膜濾料由于在表面覆上了PTFE膜，透氣量減少，所以在老化前30個(gè)周期(初始30次)的殘余阻力大于常規(guī)PPS濾料，其在老化前后殘余阻力的變化小;經(jīng)過(guò)5 000次老化后的30個(gè)周期(最后30次)常規(guī)PPS濾料的殘余阻力迅速增大，且大于PPS覆膜濾料。

圖2 不同樣品老化前后殘留阻力隨循環(huán)次數(shù)的變化

2.2 濾料老化前后清灰周期隨循環(huán)次數(shù)的變化

如圖3所示，PPS覆膜濾料老化前后清灰周期基本不變，進(jìn)一步說(shuō)明了其清灰周期的穩(wěn)定性;而常規(guī)PPS濾料經(jīng)過(guò)5 000次老化后，清灰周期大大縮短。

圖3 不同樣品老化前后清灰周期隨循環(huán)次數(shù)的變化

2.3 濾料老化前后的粉塵排放濃度

圖4是常規(guī)PPS濾料和PPS覆膜濾料老化前后粉塵排放濃度，即初始30次循環(huán)和最后30次循環(huán)粉塵排放濃度的對(duì)比?？梢钥闯?，PPS覆膜濾料的排放濃度很低，幾乎達(dá)到“零排放”，說(shuō)明覆膜濾料具有優(yōu)秀的過(guò)濾精度與過(guò)濾效率。

圖4 不同樣品老化前后粉塵排放濃度對(duì)比

3 SEM分析

圖5是常規(guī)PPS濾料和PPS覆膜濾料的SEM照片。PPS覆膜濾料表面附有一層PTFE薄膜，呈立體狀的交叉微孔結(jié)構(gòu)，無(wú)直通孔，薄膜可以阻隔大多數(shù)顆粒，使粉塵無(wú)法通過(guò)而難以進(jìn)入濾料內(nèi)部。PPS覆膜濾料無(wú)須形成粉塵層參與過(guò)濾，且PTFE薄膜的微孔孔徑小，能極大地提高過(guò)濾效率。

圖5 濾料SEM照片

4 工程應(yīng)用案例分析

中國(guó)山西某發(fā)電廠的脫硫除塵系統(tǒng)采用PPS覆膜濾袋進(jìn)行除塵。該系統(tǒng)的煙氣流程如下:

該電廠自2007年12月投運(yùn)至今，運(yùn)行狀況良好。2009年10月對(duì)電廠進(jìn)行回訪，了解到PPS覆膜濾袋完全能滿足設(shè)計(jì)要求和環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。粉塵的實(shí)際排放質(zhì)量濃度為12～13 mg/m3(當(dāng)?shù)丨h(huán)保局測(cè)試數(shù)據(jù));除塵器進(jìn)口實(shí)際溫度115～135℃;用煙氣分析儀對(duì)電廠除塵器進(jìn)口煙氣成分進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果是:O2為5.0% ～7.0%;NOX為451～512 mg/m3;SO2為1 573～1 716 mg/m3。

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)室測(cè)試及實(shí)際應(yīng)用結(jié)果說(shuō)明，PPS覆膜濾料表面光滑易清灰，壓力損失穩(wěn)定，清灰效果好，其薄膜的致密性能極大地降低了粉塵排放濃度，適用于對(duì)粉塵排放要求較高的燃煤電廠。

［1］蔡偉龍，鄭錦森，鄭智宏，等.PPS系列針剌氈過(guò)濾性能對(duì)比分析［C］//中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)袋式除塵委員會(huì).全國(guó)袋式除塵技術(shù)研討會(huì)論文集.南京，2009:463-465.

［2］Verein Deutscher Ingenieure.VDI3926 testing of cleanable filter media standard test for the evaluation of cleanable filter media［S］.German，2004.

The filtration performance of PPS membrane filter media and their application in coal-fired power plants

Zheng Zhihong，Luo Xiangbo，Hong Limei，Zhu Siwang，Yue Shiping，Zheng Jinsen and Cai Weilong
(Xiamen Savings Environmental Co.，Ltd.)

The performances of PPS membrane filter media were tested by instrument VDI and SEM.The application situation of the filter media in coal-fired power plant was illustrated.It was demonstrated that PPS filter media with PTFE membrane had excellent filtration property and was feasible to be applied in coal-fired power plants which had high demands on dust extrusion.

PPS membrane filter media，filtration performance，coal-fired power plant

TS176.5;TQ342.793

A

1004－7093(2010)03－0033－03

2009－12－22

鄭智宏，男，1984年生，技術(shù)工程師。主要從事高性能濾料的應(yīng)用研究。