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純聚四氟乙烯覆膜濾料技術指標分析

2017-06-06 11:58陳觀福壽朱小云冷瑞娟
紡織檢測與標準 2017年2期
關鍵詞:聚四氟乙烯袋式濾料

陳觀福壽,朱小云,冷瑞娟

(1.上海市凌橋環(huán)保設備廠有限公司,上海200137;2.上海市紡織科學研究院有限公司,上海200082)

純聚四氟乙烯覆膜濾料技術指標分析

陳觀福壽1,朱小云2,冷瑞娟1

(1.上海市凌橋環(huán)保設備廠有限公司,上海200137;2.上海市紡織科學研究院有限公司,上海200082)

介紹了純聚四氟乙烯覆膜濾料標準制訂的背景及主要內容,分析了環(huán)保產(chǎn)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)等領域應用袋式除塵濾料的主要技術指標,認為標準的修訂解決了袋式除塵器專用濾料行業(yè)發(fā)展無序的狀況,統(tǒng)一了技術要求和試驗方法。不僅保護了使用者的利益,促進了國內企業(yè)技術水平的提高,推動了國內袋式除塵器技術的進步,還提高了高端產(chǎn)品的國產(chǎn)化,降低了生產(chǎn)成本。

袋式除塵器;濾料;環(huán)保;工業(yè)生產(chǎn)

0 引言

用聚四氟乙烯纖維(PTFE)制成濾料,特別對于高溫、高濕及高腐蝕性氣體的過濾凈化,如垃圾焚燒尾氣處理、火力發(fā)電廠粉塵煙氣處理、醫(yī)院固體廢棄物和污泥焚燒尾氣處理、水泥機窯的煙氣除塵等多領域都具有廣泛的應用價值。隨著GB 3095—2012《環(huán)境空氣質量標準》的頒布實施,垃圾焚燒、電力、鋼鐵、水泥等行業(yè)對濾料的需求也將逐年增加,純PTFE覆膜濾料因其耐高溫、耐腐蝕和高過濾精度等優(yōu)異性能,適于制造各種濾袋,是常規(guī)覆膜濾料的升級換代產(chǎn)品。近年來,隨著我國環(huán)保政策和環(huán)保要求的不斷嚴格,在工業(yè)粉塵煙氣治理市場上迫切要求高性能微孔濾料產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?;l(fā)展,特別是針對PM2.5等可吸入顆粒物的控制,而高性能覆膜濾料可用于PM2.5等可吸入顆粒物控制,且具有較高的性能價格比。因此,純PTFE覆膜濾料性能優(yōu)勢明顯,需求潛力巨大,產(chǎn)品具有較強生命力。

雖然純PTFE覆膜濾料在國外已取得了一定的科研成果,但在國內還未有純PTFE覆膜濾料工業(yè)化的相關報道。上海市凌橋環(huán)保設備廠有限公司作為國內高性能濾料的領跑者,多年來一直致力于高性能濾料的生產(chǎn)與研發(fā),占據(jù)了我國垃圾焚燒行業(yè)超過70%的市場份額。為了充分發(fā)揮企業(yè)的技術和市場優(yōu)勢,增強與國際頂尖濾料企業(yè)的競爭力,確立高端濾料的市場格局和技術升級,以承擔上海市高新技術戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)項目為契機,研究開發(fā)了袋式除塵器專用純PTFE覆膜濾料,并聯(lián)合行業(yè)優(yōu)勢,企業(yè)制定了統(tǒng)一的行業(yè)產(chǎn)品標準,搶占國內高性能濾料的技術制高點和市場先機。

隨著我國垃圾焚燒、燃煤鍋爐、火力發(fā)電、冶金及水泥等行業(yè)的大力發(fā)展和我國大氣污染物排放標準的提高,將會給高性能微孔濾料提供一個巨大的市場空間。符合本標準的產(chǎn)品一旦推廣,并逐步取代進口和在華外資企業(yè)產(chǎn)品,不但可以搶占國內高性能濾料的技術制高點和市場先機,還可引領國內高性能濾料的升級換代,并促進上游高性能纖維、下游除塵器等相關產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品升級和結構調整,提高我國企業(yè)拓展國內外市場的能力。

1 標準制定

標準修訂遵循了“面向市場、服務產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時推出、及時修訂、不斷完善”的原則,標準制定、修訂與技術創(chuàng)新、試驗驗證、產(chǎn)業(yè)推進、應用推廣相結合,統(tǒng)籌推進。在結構和內容編排上依據(jù)GB/T 1.1—2009《標準化工作導則第1部分:標準的結構和編寫規(guī)則》進行修訂。

標準對袋式除塵器純聚四氟乙烯覆膜濾料的術語和定義、技術要求、檢驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸和貯存都進行了規(guī)定。由于純聚四氟乙烯覆膜濾料是多種高端技術的復合體,主要包括高分子聚四氟乙烯樹脂加工制成長短纖維和微孔薄膜、基布與針刺氈的加工以及微孔薄膜與針刺氈的覆合等,因而在確定主要技術性能指標時參考了GB/T 6719—2009《袋式除塵器技術要求》和HJ/T 326—2006《環(huán)境保護產(chǎn)品技術要求袋式除塵器用覆膜濾料》兩項標準,但這兩項標準都不是針對純聚四氟乙烯覆膜濾料制定的,不能反映此種高端濾料的要求。

表1 純聚四氟乙烯覆膜濾料的規(guī)格和機械性能

表2 純聚四氟乙烯覆膜濾料腐蝕后的質量和強力變化

2 主要技術指標

由于純聚四氟乙烯覆膜濾料使用的環(huán)境具有高溫、強酸強堿腐蝕和強氧化等煙氣環(huán)境的特點,且國內目前對于純聚四氟乙烯覆膜濾料的各項指標的技術要求尚未有相關國家標準,因而標準修訂時在技術條件中列出了純聚四氟乙烯覆膜濾料的產(chǎn)品面密度、拉伸性能和熱收縮性等指標。當前純聚四氟乙烯覆膜濾料作為國內垃圾焚燒發(fā)電廠的主要濾料已被廣泛使用,且各企業(yè)產(chǎn)品形成了相對固定的生產(chǎn)工藝,因此標準在制定過程中引用了相關廠家樣品的實測數(shù)據(jù)。

2.1 力學性能

本標準在制定袋式除塵用覆膜濾料技術指標過程中在現(xiàn)有相關標準的基礎上,根據(jù)濾料使用于高溫、強酸堿腐蝕、強氧化等煙氣環(huán)境中的特點有針對性的進行了細化,如對基布的面密度、厚度、強力、伸長率、熱收縮率和覆膜牢度等方面均作了具體規(guī)定,詳見表1。純聚四氟乙烯覆膜濾料在各種腐蝕條件下的質量和斷裂強力變化應符合表1的規(guī)定。此外,純聚四氟乙烯覆膜濾料在酸堿腐蝕環(huán)境下的質量和強度保持率應達到表2的要求。

2.2 過濾效率及透氣性

透氣性是工業(yè)除塵領域濾料最常用的性能指標,經(jīng)過試驗驗證,它的大小與薄膜孔徑密切相關。過濾效率是空氣凈化領域濾料最常用的性能指標,試驗方法多種多樣,目前最常用的是自動濾料測試儀,這種自動濾料測試儀是經(jīng)生產(chǎn)企業(yè)、用戶和檢測機構三方共同認可的。經(jīng)試驗對比分析,用這種濾料測試儀測試透氣性的方法等同于GB/T 6165—2008《高效空氣過濾性能試驗方法效率和阻力》標準中6.2規(guī)定的方法,不僅簡化了測試過程,且無需鈉鹽燃燒,可直接使用光度計測試上下游氣溶膠濃度。根據(jù)驗證試驗檢測報告及結合國內外同類產(chǎn)品的實際過濾效率,產(chǎn)品的過濾效率至少達到99.99%,PM2.5的過濾效率至少達到99.8%,透氣量可達15~30 L/(m2·S)(壓力為125 Pa)。

2.3 耐高溫性

聚四氟乙烯因其內在的化學穩(wěn)定性、聚合物鏈結構的不活潑性,以及與分子間力和鏈的有序排列分布,因而對高溫和化學作用的聯(lián)合影響具有極強的適應能力。聚四氟乙烯的熔融臨界點溫度為327℃,瞬間耐溫可達280℃,抗氧化能力強,不水解,具有較好的力學性能,因而廣泛作為垃圾焚燒爐上的袋式除塵器濾料。標準根據(jù)產(chǎn)品實際使用工況,要求產(chǎn)品長期使用溫度不超過240℃,瞬間使用溫度不超過260℃,同時要求產(chǎn)品在使用過程中不熔化、不黏連(煙氣溫度達到瞬時使用溫度時,每次持續(xù)時間不得超過3 min,一天不可超過一次,年累計時間不可超過15 h)。

2.4 防水性

用袋式除塵器處理含濕量大或黏性較大的高溫煙氣時,粉塵易黏附于濾袋表面,且不易去除,這就要求對濾料進行防水整理,使其表面具有防水性能,在使用中不易黏附粉塵而使濾袋堵塞,使用后易于清灰。標準在制定過程中參考了聚四氟乙烯覆膜濾料在常溫時的接觸角為110°[1],隨著工況溫度的升高,接觸角逐漸增加,因此最終確定產(chǎn)品的浸潤角應大于110°,沾水等級應大于GB/T 4745—2012《紡織品防水性能的檢測和評價沾水法》標準中表1規(guī)定的4級和附錄A的規(guī)定。

3 標準制定意義

純聚四氟乙烯覆膜濾料(包括聚四氟乙烯基布、聚四氟乙烯短纖維和聚四氟乙烯微孔薄膜)作為一種高端過濾材料,性能極其穩(wěn)定,是保證袋式除塵器在高溫、強酸堿腐蝕、強氧化等煙氣環(huán)境中可靠使用的關鍵材料。之前這種材料完全由國外公司壟斷,如今國內企業(yè)經(jīng)過多年的潛心研究和開發(fā),無論是從原料、半成品到獨立的分項產(chǎn)品、最終成品都實現(xiàn)了國產(chǎn)化,充分掌握了技術、生產(chǎn)和試驗等方面,完全獨立自主,達到國外先進水平。

本標準的制定對規(guī)范此種材料的技術要求和試驗方法,促進其健康發(fā)展其有重要意義。不僅改變了濾料行業(yè)良莠不齊、無標可依的現(xiàn)象,還協(xié)調、統(tǒng)一了其技術要求和試驗方法,既保護了使用者的利益,也促進國內企業(yè)不斷提高自身技術水平,從而進一步推動國內袋式除塵器技術的進步,提高關鍵高端產(chǎn)品的國產(chǎn)化率,降低了生產(chǎn)成本。

袋式除塵器用過濾材料是空氣過濾和通風除塵設備的關鍵材料,決定著空氣過濾器和通風除塵設備的使用效果。目前國內尚未有相關完整的濾料標準,從而造成了市場準入標準低,大量劣質的濾料進入市場,不僅造成濾料市場的混亂,而且嚴重影響了空氣過濾和通風除塵設備的過濾效率,限制了行業(yè)的發(fā)展。該標準的編制將有助于解決目前袋式除塵器專用濾料行業(yè)發(fā)展無序的狀況。

標準首次對環(huán)保產(chǎn)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)等領域應用的袋式除塵濾料具體的技術要求進行了規(guī)定,體現(xiàn)了濾袋構成的整體性,使電力、冶金、化工、垃圾焚燒等爐窯煙氣除塵凈化和物料回收用袋式除塵濾料、濾袋體系更加完善。

[1]杜梅,呂立斌,畢紅軍,等.耐高溫濾料的三防整理工藝探討[J].紡織導報,2015(12):83-85.

Analysis of the technical index on pure PTFE bag filter fabric laminated with membrane

CHEN Guanfushou1,ZHU Xiaoyun2,LENG Ruijun1
(1.Shanghai Lingqiao Environmental Protection Equipment Works.Co.,Ltd Shanghai 200137,China; 2.Shanghai textile Research Institute Co.,Ltd.,Shanghai 200082,China)

The background and contents of the standard about pure polytetrafluoroethylene(PTFE)bag fil?ter fabric laminated with membrane are introduced.The technical index of the filter material of bagtype dust collector about the environmental protection industry and industrial production is analyzed. Through the standard revision,the disorder situation of bag filter material industry is solved and the tech?nical equirements and test methods are unified.Therefore,the interests of consumers are protected, the improvement of the domestic interprise technical level and the progress of the domestix bag filter technology is promoted and the high-end product localization and the production cost is improved.

bag filter,filter,environmental protection,industrial production

TS107

A

1001-7046(2017)02-0023-04

2017-03-01

陳觀福壽(1984-),男,碩士研究生,工程師,主要從事聚四氟乙烯纖維及其制品的研發(fā)和管理工作。

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