PTFE缝纫线缝制的滤料除尘效果研究*

2021-06-28朱锐钿陈明刚王向钦吴波伟柳静献严玉蓉

合成材料老化与应用 2021年3期

朱锐钿，陈明刚，王向钦，吴波伟，舒瑞，刘敏，柳静献，严玉蓉

（1广州检验检测认证集团有限公司，广东广州511447；2 苏州耐德新材料科技有限公司，江苏苏州215600；3东北大学滤料检测中心，辽宁沈阳110004；4华南理工大学材料科学与工程学院，广东广州510641）

随着我国工业飞速发展，火电厂、钢铁厂、水泥厂等排放的含有大量的硫氧化物、氮氧化物和微小粉尘颗粒气体，对大气环境造成了极大的污染[1]，严重影响了人们的生活质量，因此除尘技术对控制污染气体的排放尤为重要。目前袋式除尘技术已覆盖到我国各个工业领域，成为我国控制污染气体排放的主要技术[2]。袋式除尘器的核心是滤袋，滤袋的性能决定着其除尘效果，因此滤袋的材料及缝制工艺将影响着除尘器的除尘效果和使用寿命。

聚四氟乙烯(PTFE)纤维化学稳定性好，耐高温、耐酸碱、抗老化且阻燃性能优良，在高温和腐蚀性气体中的使用寿命较长，被广泛应用到耐高温、耐腐蚀的材料领域中[3-4]。本文选择传统的PTFE缝纫线和苏州耐德新材料科技有限公司开发的PTFE复合缝纫线缝制了三种滤料试样，并测试其过滤性能，分析此两种不同PTFE缝纫线对滤料的除尘效果的影响，以期给除尘器中滤袋的生产提供借鉴。

1 试验部分

滤料的除尘效果采用过滤性能表征。过滤性能试验，选取相同的滤材、采用两种不同PTFE缝纫线缝制、共三种缝合工艺，三个试样的缝合工艺分别为：A——PTFE缝纫线缝制，B——PTFE缝纫线缝制+白胶，C——PTFE复合缝纫线缝制，试样如图1所示。

图1 两种PTFE缝纫线缝制的三种缝合工艺滤料试样Fig. 1 Samples of three different stitching process using two kinds of PTFE suture

过滤性能试验采用美国TSI公司的AEROTRAK 9306型手持式激光粒子计数器测量颗粒物计数浓度，可测量粒径量程为0.3 ～20 μm，本试验选用粒径尺寸为0.3、0.5、1.0、2.5、5.0、10.0 μm。其装置如图2所示。

图2 滤料分级效率测试装置示意图Fig. 2 Testing schematic diagram of fractional efficiency of f ilters

2 结果与讨论

在0.5m/min风速下对两种缝纫线缝制的三种滤料进行分级计数效率测试，试验结果见表1。在不同风速下两种缝纫线缝制的三种滤料的气流阻力见表2。

表1 三种滤料的分级计数效率（%）Table 1 Fractional efficiency of three filters (%)

表2 三种滤料在不同风速下的气流阻力（Pa）Table 2 Airflow resistance of three filters under different velocity (Pa)

通过表1和表2的数据比较分析可知，三种滤料的分级效率及气流阻力均不同，为更好地比较三种滤料的除尘效果，提出比阻力当量效率系数指标，即把三种滤料的各分级效率分别除以风速为1m/min时的气流阻力，得到单位气流阻力下效率系数，如图3所示。

图3 三种滤料比阻力当量效率系数曲线Fig. 3 Coefficient curve of specific resistance-efficiency of three filters

比阻力当量效率系数表征了在气流阻力相同的条件下，三种滤料对各粒径颗粒的相对过滤效率比较值，数值大则表明其除尘效果越好。由图3可看出，三种滤料的除尘效果都随气溶胶中颗粒的粒径增大而增加。对于相同粒径颗粒的过滤，采用PTFE复合缝纫线缝制的滤料的过滤性能明显优于其他两种滤料。而对于2.5μm以内粒径颗粒的过滤，采用PTFE复合缝纫线缝制的滤料的除尘效果增加速率明显快于其他两种滤料。PTFE缝纫线缝制的滤料的除尘效果优于PTFE缝纫线涂白胶的滤料，主要原因是滤料涂白胶后其气流阻力增大明显，降低了其比阻力当量效率系数。

综上，不管对于何种粒径的颗粒，PTFE复合缝纫线缝制的滤料的除尘效果均优于其他两种滤料。因此，选择合适的缝纫线缝制滤袋对除尘器的除尘效果及使用寿命有着重大的影响，这可以避免在使用过程中，因滤袋的缝纫线断裂而影响整个除尘器的除尘效果（如图4所示）。