燃煤电厂锅炉袋除尘器用PPS滤料失效原因分析

蔡伟龙，罗祥波，洪丽美，郑锦森，郑智宏

(厦门三维丝环保股份有限公司，福建 厦门 361101)

燃煤电厂锅炉袋除尘器用PPS滤料失效原因分析

蔡伟龙，罗祥波，洪丽美，郑锦森，郑智宏

(厦门三维丝环保股份有限公司，福建 厦门 361101)

分析了燃煤电厂锅炉袋式除尘器用聚苯硫醚（PPS）破损滤袋样品的性能，并与新袋样品进行对比，得出工况含氧量、SOX浓度偏高，且有结露现象为滤袋破损的主要原因。

聚苯硫醚;失效分析;扫描电镜;傅立叶红外光谱

袋式除尘器是高效控制烟尘污染的设备之一。它具有很高的除尘效率，出口粉尘排放浓度可控制在50mg/m3，甚至10mg/m3以下，特别对PM5、PM2.5等微细颗粒物的去除有显著效果。而滤料是袋式除尘器的核心，其性能优劣与寿命长短决定了袋式除尘器的整体使用效果。聚苯硫醚滤料是一种广泛应用于燃煤电厂锅炉袋式除尘器中的典型材料，有着诸多成功的示范工程，然而也不乏存在一些失效的工程案例，本文旨对某电厂除尘器破损的PPS滤袋进行测试分析，推断PPS（聚苯硫醚）滤料失效的可能原因。

1 实验部分

1.1 样品

PPS滤袋（PTFE覆膜处理），某电厂除尘器300MV，使用1年破袋。

1.2 主要测试仪器

YG461E-Ⅱ数字式透气量仪、YG026C电子织物强力机、DXS-10A扫描电子显微镜、WQF-510型FTIR分析仪。

2 结果与讨论

2.1 现场检查

现场检查滤袋破损严重，净气室的积灰与腐蚀情况严重，箱体周围也受到很严重的腐蚀。带锈的灰块有的直接脱落下来，且喷吹管上的油污也很多，安装和拆除喷吹管时，由于喷吹管上的螺丝都已经被腐蚀，无法正常拆除，只能用切割焊全部切割开。电极板上粉尘粘性大，无法正常清洁。失效除尘器现场情况（局部）见图1 。

图1 失效除尘器现场情况（局部）

2.2 样品滤袋强力与透气量（见表1）

表1 样品滤料强力与透气量与新袋比较

由表1可知，相对新袋而言，样品滤袋强力保持率不足15%，而透气量保持良好（表面覆膜完好），可以初步推断为滤料纤维受化学腐蚀而失效。

2.3 粉尘酸碱度分析（见表2）

表2 粉尘pH值

由表2数据可以看出，粉尘呈酸性且带油，粘性较大，由此推断该工况烟气中酸性气体浓度高，且经常掺烧油性燃料。

2.4 样品SEM分析（见图2、图3）

图2 样品表面覆膜SEM照片

图3 样品迎尘面纤维SEM照片

由图2SEM照片可以看出，表面覆膜基本完好，没有受到严重损伤，说明滤袋破损与覆膜无关。

由图3SEM照片可知，迎尘面纤维表面受到严重化学腐蚀，纤维表面变得粗糙，出现裂痕甚至开裂。

2.5 样品FT-IR分析

各样品FT-IR光谱分析见图4。

图4 新滤袋纤维与样品纤维FT-IR谱图对比

从图4可知，新滤袋PPS纤维的FT-IR主要振动吸收峰为3066cm-1处苯环上的C-H伸缩振动，1386cm-1、1471cm-1、1571cm-1处苯环骨架上C=C伸缩振动，1180cm-1处C-S振动吸收峰（较弱）以及742.5cm-1、703.9cm-1主链上-Ar-S-Ar（芳烃的苯环上去掉一个氢原子所剩下的基团叫芳基，通常用Ar-表示[1]）吸收振动。

破袋样品过滤面（迎尘面）纤维、基布、净气面纤维的FT-IR谱图与新袋PPS纤维谱对比，有较明显的变化，主要表现在高频区出现宽峰3425cm-1（基布、净气面为3440cm-1），表明存在-OH，可能滤料含水率较高或苯环上有－OH取代，说明滤料使用环境湿度较大（或有结露），3066cm-1苯环上的C-H伸缩振动峰变宽，1905cm-1为苯环上C-H面外弯曲振动峰消失，1386cm-1、1471cm-1、1571cm-1、处苯环骨架上C=C伸缩振动明显变弱且发生偏移（特别是过滤面吸收峰变为1444cm-1、1562cm-1，低频峰1386cm-1消失），表明苯环结构出现交联反应或断链，出现1159cm-1、1319cm-1砜基-SO2-对称与反对称伸缩振动峰、1035cm-1亚砜基-SO-伸缩振动峰、644cm-1磺酸基-OSO2H伸缩振动峰，表明PPS发生明显氧化与硫酸磺化。

2.6 实际工况分析及解决办法

为进一步分析滤袋失效原因，采用Testo 350Pro烟气分析仪对该布袋除尘器进口烟气进行检测分析，结果如表3所示。

表3 烟气成分检测数据

按SO2转化率为0.1%计算SO3含量，查MULLER曲线图，可得烟气酸露点温度最低为118℃。而工况运行温度为109℃，说明该除尘器长期在低于酸露点温度下运行，结露产生的浓H2SO4是常见的一种强氧化性酸，浓硫酸中存在的是大量硫酸分子，它的对称性比硫酸根差，因此+6价的硫易得电子（比氢离子得电子能力强得多），表现出强氧化性。这与FT-IR光谱分析相符。

综上分析，该工况失效主要原因为酸结露导致滤袋氧化，在这种工况下，纯的PPS滤袋已经不适用了，应该选择如100%PTFE（聚四氟乙烯）针刺毡滤料、PTFE与P84（聚酰亚胺）混纺滤料、PTFE与PPS混纺滤料等耐腐蚀性更强的滤料。

3 结语

燃煤电厂布袋除尘器用滤料的选择需要全面考虑煤质含硫量、烟气成分、烟气温度，特别是酸露点较高的工况，选用100%PPS滤料时需慎重。

[1]王正熙.聚合物红外光谱分析和鉴定[M].成都：四川大学出版社，1989,7.

[2]贾明生，凌长明.烟气酸露点温度的影响因素及其计算方法[J].工业锅炉，2003，82（6）:31-35.

Analysis on Ineffective Reason for Poly (phenylene sulfide) Filter Fabric of Bag Filter in Coal-fired Power Plant

CAI Wei-long, LUO Xiang-bo, HONG Li-mei, ZHANG Jin-shen, ZHENG Zhi-hong
(Xiamen Savings Environmental Co.,Ltd, Xiamen Fujian 361101, China)

This paper analyzes the failure reason of the PPS filter fabric used in the bag filter of coal-fired power plant for 1 year by testing the properties of failure samples and makes comparison with the intact samples. The main reason is the high concentration of O2, SOXand dew phenomenon.

traffic noise; control plan; acoustic environment

X513

A

1006-5377（2010）01-0048-03