不同后处理方法对滤料过滤性能的影响

阳建军，刘建祥，李 敏，崔月慧

（南京际华三五二一特种装备有限公司，南京 211100）

不同后处理方法对滤料过滤性能的影响

阳建军，刘建祥，李 敏，崔月慧

（南京际华三五二一特种装备有限公司，南京 211100）

滤料的耐化学性能主要是由其构成的纤维材料性能所决定，而物理性能如过滤效率、过滤精度等可通过后处理等方法得到很大改善。本文通过采用扫描电镜、织物透气仪、VDI模拟检测装置等，对三种不同后处理方法的针刺毡滤料物理性能进行了综合对比，结果表明：有表面涂层或覆膜的滤料在过滤阻力、过滤效率、过滤精度等方面具有优异的性能。

滤料;过滤精度;滤料综合性能

随着我国经济的飞速发展，水泥、钢铁、火力发电等行业也得到了迅猛增长，但同时也造成了很大的环境污染，每年的工业烟尘排放量超过800万t，其中微细粒子（PM10、PM4、PM2.5）约400万t，而对人体有毒有害的主要污染物大多在10μm以下的微细粒粉尘——“可吸入粉尘”中[1]，其对人体健康的影响已引起全世界的普遍关注。

当前公认的高效除尘、控制粉尘粒子排放最有效的手段主要是袋式除尘技术[2、3]，但由于其所用针刺滤料加工工艺等原因，无法实现对微细粉尘的有效去除，目前采用的主要是在针刺滤料上覆上聚四氟乙烯（PTFE）膜—覆膜滤料，其主要缺点是滤料过滤阻力大导致设备能耗大。因此实现对微细粉尘提高过滤精度和效率，同时又不增加设备运行的能耗，将是袋式除尘的一个发展方向。

1 实验部分

实验设备为扫描电镜、织物透气仪、VDI模拟检测装置等（见图1）。实验滤料的情况见表1。

图1 实验设备图

表1 实验滤料

2 结果与讨论

2.1 外观形貌

三种不同后处理滤料的电镜（SEM）照片如图2所示，其中a、b为常规滤料，c、d为覆膜滤料，e、f为涂层滤料。从图2可明显看出，涂层滤料表面微孔直径大于覆膜滤料中PTFE膜的微孔直径，这将有利于降低滤料的过滤阻力。

图2 三种不同后处理滤料的SEM照片

2.2 透气性

透气量是影响设备运行阻力的主要因素，是过滤材料的一个重要参数。由图2中三种滤料的微观照片可看出，表面孔径大小的关系是：常规浸渍处理滤料＞涂层处理滤料＞覆膜处理滤料，随着孔径的减小粉尘向滤料深层渗透的几率降低，对微细粉尘的截留率也相应增加，但孔径越小，透气量越低，压差增加，能耗增加。三种不同后处理滤料透气量比较如表2所示。

表2 不同滤料透气量比较

2.3 过滤性能

（1）过滤精度

滤料的过滤原理主要包括表面截留和内部截留两个方面（如图3所示）。粒径大的粉尘颗粒被截留在滤料表面，小的粉尘颗粒被滤料内部的纤维与纤维间所形成的孔隙截留。但由于针刺过程中滤料所形成的孔径较大，过滤精度不高，大部分微细粉尘颗粒可以直接穿透滤料，随烟气一起排出。而滤料经覆膜或表面涂层后，非织造布纤维之间的孔隙直径减小，过滤精度明显提高（如图4、5所示）。

图3 过滤原理示意

图4 三种滤料老化前后排放浓度（测试粉尘平均粒径15μm）

图5 三种滤料老化前后排放浓度（测试粉尘平均粒径2μm）

（2）过滤阻力

三种不同后处理方法的滤料老化前后压力损失随喷吹周期变化趋势如图6所示，从图6中可以看出，常规PPS针刺滤料老化前后压力损失明显，更多的是深层过滤形式，而经涂层或覆膜处理的针刺毡滤料压力损失较小，表现为表面过滤形式。

图6 滤料老化前后压力损失随喷吹周期变化趋势

3 结论

通过滤料表面涂层或覆膜，滤料纤维之间的孔隙减少，对微细粉尘的过滤精度优于普通的针刺滤料，透气性优于覆膜滤料， 从而实现了在提高滤料过滤效率的同时降低过滤阻力，减少了设备运行能耗。

[1]中国环境保护产业协会袋式除尘委员会．我国袋式除尘行业2007年发展综述[J].中国环保产业，2008（7）．

[2]姜坪，刘梅红.空气过滤材料的发展与应用[J].现代纺织技术，2002，10（4）：52-55.

[3]王金波，孙熙，富明梅，等.中国滤料的发展现状与前景[J].中国环保产业，1998（4）：34-36．

Impact of Different After-treatment Measures on Filter Capability of Filter Materials

YANG Jian-jun, LIU Jian-xiang, LI Min, CUI Yue-hui

X701.2

A

1006-5377（2011）12-0035-03