1. 鹽城纖維檢驗所/江蘇省環(huán)保過濾材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，江蘇 鹽城 224051；2. 江蘇省特種設備檢驗研究院鹽城分院，江蘇 鹽城 224051；3. 江蘇省生態(tài)建材與環(huán)保裝備協(xié)同創(chuàng)新中心/江蘇省新型環(huán)保重點實驗室，鹽城工學院，江蘇 鹽城 224051

袋式除塵器作為一種高效的粉塵去除裝備,被廣泛地應用于各種粉塵企業(yè)。濾料是除塵器的核心。工業(yè)煙氣的成分復雜，它含有各種酸堿性的氣體，且高溫下會加劇對濾料的腐蝕作用，造成濾料提前損毀和濾料更換周期縮短，這給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟損失。因此，在濾料性能檢測中，應測試濾料的耐氣體腐蝕性能。目前，國家標準GB/T 6719—2009《袋式除塵器技術(shù)要求》中的耐腐蝕性能測試方法，將濾料分別放入60%(質(zhì)量分數(shù))H2SO4和40%(質(zhì)量分數(shù))NaOH的常溫溶液中浸泡24 h，然后測試其強力保持率。但這種測試方法中的濾料腐蝕環(huán)境與濾料在實際工況中的高溫氣體腐蝕環(huán)境不同，只能大致模擬在極端結(jié)露條件下酸堿性氣體在濾料表面形成液滴時的情況[1]。因此，國外的企業(yè)開始采用氣體腐蝕的測試方法來考察濾料的耐腐蝕性能，這種方法中的濾料腐蝕形式與濾料在實際工況中的氣體腐蝕形式相似。日本帝人公司設計了濾料在酸性氣體中的暴露試驗[2]，利用風機將酸性氣體循環(huán)通過濾料，對濾料進行腐蝕老化。國內(nèi)的東北大學也設計了相應的氣體腐蝕裝置，將濾料放置在不同濃度的高溫氣體中，研究濾料的腐蝕老化性能[3-6]。本文根據(jù)濾料在實際工況中的環(huán)境參數(shù)，設計了模擬高溫工況條件的濾料耐腐蝕性能的氣體試驗設備，并對濾料的耐氣體腐蝕性能進行研究。

1 濾料耐腐蝕性能的氣體試驗裝置研發(fā)

根據(jù)濾料氣體腐蝕性的原理，設計了一種測試濾料耐腐蝕性能的氣體試驗裝置，如圖1所示。該裝置由配氣系統(tǒng)、溫度腐蝕箱和吸收裝置組成。其中，配氣系統(tǒng)可以完成三種氣體的定量混合。三種

氣體，一種為氮氣，一種為氧氣，還有一種為腐蝕性氣體(如SO2、NO、NO2等)。相應地，針對三種氣體，設計了三條氣路管道。將三種氣體裝入對應的氣路管道，通過電磁開關(guān)控制氣路管道的開閉，每條氣路管道由質(zhì)子流量計控制其氣體流量。氣體通過質(zhì)子流量計后，到達混氣罐，在其中進行均勻混合，制成試驗需要的混合氣體。同時，通過氣相質(zhì)譜儀測量混合氣體中各氣體組分的濃度，從而保證混合氣體的濃度準確。隨后，混合氣體通過管道進入烘箱內(nèi)的密封罐，濾料在密封罐中接受高溫氣體的腐蝕作用而發(fā)生老化。為了保證老化效果，按GB/T 6719—2009《袋式除塵器技術(shù)要求》的規(guī)定，將濾料剪成條狀試樣，然后將試樣垂直夾持在密封罐中的支架上，確保濾料和高溫氣體充分接觸，這與實際應用中除塵器中的濾料狀態(tài)基本一致；接著，將密封罐體密封，防止氣體泄漏。為了保證氣體循環(huán)流通，多余的氣體通過排出通道排入吸收瓶中，凈化后排出室外。

圖1 氣體試驗裝置示意

2 檢測流程

首先，將濾料裁剪并放入密封罐，將烘箱設定到所需要的溫度后進行升溫。然后，將混合氣體調(diào)節(jié)到所需要的濃度，打開閥門，將混合氣體放入密封罐。在試驗初始階段，可以持續(xù)放入混合氣體，時間為20～30 min，以充分保證密封罐中混合氣體濃度一致、各氣體組分穩(wěn)定。對濾料進行長期氣體腐蝕試驗時，待密封罐中的氣體濃度穩(wěn)定后，可以將密封罐兩側(cè)的氣路閥門關(guān)閉，停止放入氣體，節(jié)省氣體用量。但為了防止密封罐中的氣體腐蝕濾料后濃度降低，可以間隔固定時間(24 h)，重新放入氣體。待濾料腐蝕達到需要的時間后，關(guān)停烘箱，停止加熱?？梢酝ㄈ氲獨庵撩芊夤拗幸詻_出殘留的有害氣體，然后關(guān)閉氣路閥門，待烘箱冷卻后，打開密封罐，取出腐蝕后的濾料進行力學性能測試。

3 PPS 濾料在NO2氣體中的耐腐蝕性能試驗

PPS濾料是目前應用廣泛的一種耐高溫除塵濾料。為了研究PPS濾料在NO2氣體中的耐腐蝕性能，將PPS濾料放置在NO2氣體中進行加速腐蝕試驗。試驗中，設定NO2氣體濃度為2 000 mL/m3，輔助氣體為氮氣，試驗溫度設定為PPS纖維的推薦使用溫度190 ℃，試驗時間設定為100、200、300 h。圖2、圖3所示分別為經(jīng)NO2氣體腐蝕后PPS濾料的經(jīng)緯向拉伸曲線。

圖3 PPS濾料緯向拉伸曲線

由圖2可以看出，PPS濾料在NO2中氣體腐蝕后，其經(jīng)向拉伸性能明顯下降，且隨著試驗時間增加，下降幅度越大；試驗時間為300 h時，其斷裂強力的峰值僅為原樣的81.2%。另外，由圖2還可以看出，經(jīng)NO2氣體腐蝕后，PPS濾料的經(jīng)向拉伸模量(即拉伸曲線初始直線段的斜率)較原樣略微降低。

由圖3可以看出，PPS濾料在NO2氣體中腐蝕后，其緯向的拉伸性能與經(jīng)向有所差別，主要表現(xiàn)為斷裂伸長明顯減小；試驗時間為300 h時，其斷裂伸長僅為原樣的76%。這與濾料在高溫NO2氣體中發(fā)生收縮有關(guān)，濾料收縮造成其緯向的拉伸模量有所提高。隨著試驗時間增加，PPS濾料緯向的拉伸斷裂強力也呈下降趨勢，但變化幅度不大。

由此可以得出，PPS濾料在NO2氣體中較容易發(fā)生氧化反應，且在高溫條件下，NO2氣體對PPS濾料的腐蝕作用加快，導致濾料的拉伸性能下降，同時濾料的脆性增加，這降低了濾料的使用壽命。

4 結(jié)論

研發(fā)制備了濾料耐腐蝕性能的氣體試驗裝置，提出了濾料在高溫氣體中耐腐蝕性能的測試方法，并利用氣體試驗裝置對PPS濾料在NO2氣體中的耐腐蝕性能進行測試。通過濾料耐腐蝕性能的氣體試驗裝置，可以很好地控制氣體的濃度和溫度，研究濾料在高溫氣體中的耐腐蝕性能。PPS濾料在NO2氣體中容易發(fā)生氧化反應，隨著腐蝕時間的增加，其拉伸性能明顯下降，尤其是經(jīng)向的斷裂強力；同時，經(jīng)氣體腐蝕后，PPS濾料緯向的斷裂伸長降低明顯。在實際使用中，過高濃度的NO2氣體會減少PPS濾料的使用壽命，因此要注意控制煙氣中的腐蝕性氣體濃度，從而延長濾料的使用壽命。