常规针刺与新型水刺工艺对PPS滤料性能影响研究

杨 东，徐 辉，刘江峰，周冠辰

（安徽元琛环保科技股份有限公司，安微合肥230012）

常规针刺与新型水刺工艺对PPS滤料性能影响研究

杨 东，徐 辉，刘江峰，周冠辰

（安徽元琛环保科技股份有限公司，安微合肥230012）

通过对常规针刺与新型水刺两种工艺的PPS滤料的性能指标以及过滤性能进行实验分析对比，结果表明：相对于常规针刺PPS滤料，新型水刺PPS滤料在机械强力、清灰性能以及过滤精度方面均有一定的优势，有助于开发滤料的新型生产工艺，促进滤袋行业的发展。

针刺；水刺；聚苯硫醚滤料；过滤性能

随着社会的高速发展，我国的重工业包括电力、建材、冶金、化工等行业发展迅速，产能在不断提高的同时，由此带来的大气污染问题主要是高温烟气的排放造成的 “雾霾”现象也日益受到广大人民群众的关注[1]。国家对于建设 “资源节约型、环境友好型”两型社会的迫切性，环保部门对于各个行业高温烟气的排放以及除尘要求日益严格，尤其是对于电厂的排放要求。从2011年起，燃煤电厂的烟尘排放限值为30 mg/m3，重点区域的排放限值为20 mg/m3，该标准已达到了美国以及欧盟的要求，并且远远比加拿大、新西兰、日本、土耳其等国家的排放要求更为严苛，同时逐步对现有企业和新建企业均执行统一的排放控制限值[2]。

综上所述，行业内对于滤袋过滤精度等性能要求越来越严格，传统的针刺滤料也在逐渐发展，包括梯度滤料的产生以及滤袋结构上的变化，包括褶皱式滤袋以及覆膜滤料等市场的开拓，水刺过滤材料也悄然的发展起来，但是许多技术还不够成熟[3]。本文通过对常规针刺与新型水刺两种工艺的PPS滤料作性能对比，有助于探索和开发滤料的新型生产工艺，促进滤袋行业的发展。

1 实验简介

1.1 实验样品

三氧化二铝粉末，水刺PPS滤料 （上海博格工业用布有限公司提供），针刺纯PPS滤料（安微元琛环保科技股份有限公司提供），两种PPS滤料克重均在550 g/m2左右。

1.2 主要仪器

BN028H型多功能织物强力机 （温州百恩仪器有限公司）；织物透气性测量仪 （武汉国量仪器有限公司）； AFC-133滤料测试台 （德国Topas）；PSM-165孔径测试仪 （德国 Topas）；电子天平0.01 g（上海天平仪器技术有限公司）。

2 实验数据及结果分析

2.1 常规测试性能对比

表1、表2分别为常规针刺PPS滤料、水刺PPS滤料的机械强力指标数据。

表1 常规针刺PPS滤料的机械强力指标

表2 水刺PPS滤料的机械强力指标

根据表1、表2两种工艺滤料的机械强力指标数据对比，我们可以看出水刺PPS滤料的经纬向强力都要高于常规针刺PPS滤料，滤料的经向强力的主要贡献来源是基布的强力，水刺工艺因为是 “刚+柔”的结合，对于基布的损伤较小，表现出经向强力较高[4-7]；针刺工艺因为针上钩刺的作用使得纤维穿插在基布两侧并排列在不同的三维结构中，过程中不可避免地损伤到基布的强力，导致滤料经向强力衰减，同时经向的断裂伸长率变小。滤料的纬向强力主要是纤维之间抱合效果决定，与针刺密度、针刺深度等指标有关，表1、表2所示水刺工艺PPS滤料纬向强力略高于针刺工艺，根据实际生产经验来看这主要因素是与针刺设定的参数有关；通过纬向断裂伸长率来看，针刺断裂伸长率略高于水刺，说明针刺生产过程中，滤料的针刺密度控制、缠结效果没有达到最优值，表现出针刺毡厚度较厚、透气偏高、布面不够紧实、相对松散，粉尘渗透的概率高于水刺毡。

2.2 孔径测试性能对比

表3，图1、图2为水刺PPS、针刺PPS滤料的孔径分布表图。

表3 两种工艺滤料孔径分布

图1 水刺滤料孔径分布孔径值/μm

通过表3、以及图1、图2可以看出水刺滤料的最大孔径、平均孔径以及中值孔径均小于针刺滤料，水刺非织造布通过高压水枪对纤网的表面进行喷射达到加固目的，表面致密、毛羽较少，并且使得迎尘面具有更高的孔隙率和更小的微孔直径，能够有效阻挡粉尘的渗透，从而提高同种材质滤料的过滤性能，降低排放浓度。

图2 针刺滤料孔径分布 孔径值/μm

2.3 过滤性能对比

表4 标准GB/T 6719-2009测试标准

此次实验采用标准GB/T 6719-2009（见表4），测试的粉尘为标准三氧化二铝粉末，质量浓度为5 g/m3，气布比为2.2 m/min；阶段1为调试阶段，阶段2为老化阶段，设定条件为每5 s喷吹一次，共计10 000次，该阶段模拟的是滤料表面在不断吸附、剥离粉尘的过程，最终在滤料表面形成一层稳定的粉饼层过程；实际观察滤料的过滤性能应该选择阶段4进行测试，因为此阶段的粉饼层已经稳定形成，粉尘被滤料过滤的模拟效果类似于现场工况中滤料实际除尘运行阶段。

表5为针刺PPS、水刺PPS滤料阶段4测试结果对比。

表5 两种滤料阶段4测试结果对比

如表5所示，该表的测试结果为阶段4测试阶段，也就是模拟滤料粉饼层形成后，反映出袋式除尘器中滤料的过滤性能，包括残余阻力、运行阻力上升时间、排放质量浓度以及过滤精度。

残余阻力是模拟系统在设定的清灰压力下每次清灰后的剩余压差的平均值，平均压差低，表明滤料的脱灰性能优异，对于整个除尘系统，压降低则能耗低。水刺PPS滤料的初始阻力较高，但是残余阻力与针刺PPS滤料相差不大，同时水刺PPS滤料的运行阻力上升时间较长，说明相对于针刺PPS滤料，水刺PPS滤料因为滤料比较 “密实”，孔径小、孔隙率高，表面纤维相对光滑，粉尘不容易渗透到滤料内部，这也证明了水刺PPS滤料的排放质量浓度较低、过滤精度较高，整体表现出水刺毡的粉尘剥离能力较好，阻力上升慢，这样能够有效地降低喷吹次数，降低喷吹压力对于布袋的损伤，从而延长布袋的使用寿命，同时降低后期的使用能耗，减少费用支出。

3 结语

综合常规针刺与新型水刺工艺对PPS滤料性能影响研究，包括进行常规指标以及过滤性能对比分析测试，结果表明，水刺PPS滤料在水刺作用下，通过 “刚+柔”的柔性纠缠方式避免了针刺工艺中刺针钩刺对于基布的损伤，突破了针刺复合过程中因加工导致滤料经向机械强力衰减的技术瓶颈。同时在同种材质配比下两种工艺生产出来的滤料，水刺PPS滤料布面更加 “密实”，孔径数值小并且更加集中，表面纤维相对光滑从而使得粉尘剥离效果好，粉尘不容易渗透到滤料内部造成透滤失效以及堵塞纤维三维结构的孔隙造成阻力上升较快的现象发生，从而达到 “高效、低阻、长寿”的效果。

[1] 中华人民共和国环境保护部.中国环境状况公报(2001-2007) [Z].北京:中国环保产业，2015.

[2] 中国环境保护产业协会袋式除尘委员会.2013年发展综述 [J].袋式除尘行业，2015，2（9）：1-13.

[3] TIAN S L， ZHANG L H， WANG Q H．Study on hy-drogen sulfide removal based on bench-scale experiment by bio-trickling filter[J].Journal of Zhejiang University Science， 2007， 8 （7） :1141-1148．

[4] 王晓婷，陈廷.水刺非织造布技术的新发展 [J].纺织导报，2006（6） :64-66．

[5] 冯学本.谈谈针刺和水刺功能的区别和统一 [J].非织造布，2002，10（2） :27．

[6] 宋丽珍.耐高温针刺非织造布滤料 [J].产业用纺织品，2000，18 （5） :12-15．

[7] SALEEM M，KRAMMER G.Optical measurement of filter cake height during bag filter plant operation[J].Powder Technology， 2007 （17） :93-106．

Abstract:Compared the differences of conventional spunlace PPS filter and the new spunlace PPS filter in mechanical strength and filtration performance.Results showed that， cleaning performance， filtration accuracy and filtration performance of new spunlace PPS filter had certain advantages，which could develop a new filter media production process and promote the development of filter bag industry.

Keywords:acupuncture， spunlace， PPS filter， filter performance

RESEARCH ON THE EFFECT OF CONVEBTIONAL ACUPUNCTURE AND NEW SPUNLACE TECHNOLOGY ON PPS FILTER PERFORMANCE

YANG Dong， XU Hui， LIU Jiang-feng， ZHOU Guan-chen
(Anhui Yuanchen Environmental Protection Technology Co.， Ltd.， Hefei Anhui 230012， China)

TS176.5

B

10.3969／j.issn.1672-500x.2017.03.006

1672-500X(2017)03-0029-04

2017-07-27

杨东 (1992–)，男，安徽合肥人，硕士，主要从事工业烟气污染治理研究。