玄武岩基/PPS针刺滤料的性能研究

论文摘要

造成大气污染的主要原因是火力发电、钢铁、水泥、冶金、化工、垃圾焚烧等行业的烟气排放。这些烟气的主要成分有烟尘、SO2、NOx、HCl、CO、O2、氟化物和水分等,一般情况下烟气的温度范围为140240℃。随着人们环保意识及对环境改善的要求日益强烈,提高烟气排放的洁净程度成为必要措施。因此,耐高温滤料的研究成为当代的一个重要课题。本课题的主要研究内容包括:1、研究PPS纤维的耐高温、耐碱、耐酸及耐混合酸等性能;2、探讨玄武岩基布的力学性能及其耐酸碱性能;3、研究针刺工艺对玄武岩基/PPS滤料力学性能的影响;4、研究单面烧毛轧光、单面涂胶、单面覆膜等后整理工艺对滤料性能的影响。通过以上研究,得到的主要结论如下:1、通过单纤强力仪、场发射扫描电镜、差示扫描量热仪测试了处理前后PPS纤维的力学性能、表面形貌和内部结构的变化。实验结果表明:当温度高于230℃时,PPS纤维的耐高温性能较差,随着处理温度的升高,纤维表面凸起的颗粒变大且增多,其断裂强力保持率下降,熔点和熔融热都增大,结晶变得完善;PPS纤维有较好耐碱性能;PPS耐H2SO4性能好,耐HCl性能一般,耐HNO3性能较差,经HCl、HNO3处理后,纤维表面出现凹槽和裂缝,其断裂强力保持率、熔点、熔融热随处理时间和温度的增加而减小;PPS纤维的耐HNO3+HCl混合酸比纯HNO3腐蚀性能差。2、通过体视显微镜和织物强力仪观察测试了玄武岩基布的表面形貌和力学性能。结果表明:玄武岩斜纹基布的断裂强力大于平纹基布的断裂强力;玄武岩基布不耐碱,耐HNO3性能较好,耐H2SO4性能一般,耐HCl性能差,经HCl处理后基布由金黄色变成银色且断裂强力大幅下降。3、以玄武岩机织物为基布,以PPS纤维为网层,通过改变针刺道数制备了不同针刺密度的PPS针刺滤料,并分析了针刺密度对不同玄武岩基布和玄武岩基/PPS滤料的力学性能的影响。结果表明:玄武岩基布和玄武岩基/PPS滤料的断裂强力和断裂伸长率都随针刺密度的增加而减小;纤维束规格相同时,经相同针刺密度针刺后,斜纹基布较平纹基布平整,斜纹基布和斜纹基PPS滤料的断裂强力大于平纹基布和平纹基PPS滤料的断裂强力。4、通过电子天平、数字式织物厚度仪、场发射扫描电子显微镜、织物电子强力仪、数字式织物透气仪、孔径测定仪、过滤测试平台测试后整理处理前后滤料的单位面积重量、厚度、力学、透气、孔径、过滤效率、过滤阻力等性能。结果表明:烧毛轧光处理使滤料变得平整密实,厚度减小,透气量减小到将近处理前的一半,平均孔径减小,过滤效率提高;单面涂胶处理使滤料的断裂强力增大,透气量减小到涂胶前的一半,孔径减小,过滤阻力增大,过滤效率提高;单面覆膜使滤料孔径减小,过滤阻力急剧升高,对小粒径粒子过滤效率大幅提高,对粒子粒径小于0.3μm的微粒的过滤效率均大于94%,当粒子粒径大于3μm时,过滤效率达到100%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 用于针刺过滤材料的纤维材料
• 1.3 袋式除尘过滤机理
• 1.3.1 未覆膜滤料过滤原理
• 1.3.2 覆膜滤料过滤原理
• 1.3.3 未覆膜滤料和覆膜滤料的区别
• 1.4 影响滤料过滤阻力和过滤效率的因素
• 1.4.1 影响滤料过滤阻力的因素
• 1.4.2 影响滤料过滤效率的因素
• 1.5 国内外研究进展
• 1.5.1 滤料的耐化学腐蚀、耐高温性能研究
• 1.5.2 滤料结构与过滤和清灰性能关系研究
• 1.5.3 后整理与滤料性能关系研究
• 1.6 本课题的研究意义、目的和内容
• 1.6.1 研究意义和目的
• 1.6.2 主要研究内容
• 第二章 PPS 纤维的耐高温和耐酸碱性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料试剂及主要仪器
• 2.2.2 试样处理
• 2.2.3 测试仪器及方法
• 2.3 实验结果及分析
• 2.3.1 高温对PPS 纤维性能的影响
• 2.3.2 碱对PPS 纤维性能的影响
• 2.3.3 酸对PPS 纤维性能的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 玄武岩机织物基布的制备及其耐酸碱性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 玄武岩基布的制备
• 3.2.2 玄武岩基布酸碱处理
• 3.2.3 测试仪器及方法
• 3.3 实验结果及分析
• 3.3.1 玄武岩基布的力学性能分析
• 3.3.2 玄武岩基布耐酸碱性能分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 针刺工艺对滤料力学性能的影响
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试验原料及设备
• 4.2.2 滤料制备
• 4.2.3 测试仪器及方法
• 4.3 试验结果及分析
• 4.3.1 针刺对基布表面形貌的影响
• 4.3.2 针刺对基布及滤料力学性能的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 后整理对滤料的性能影响
• 5.1 引言
• 5.2 试验材料及其后整理
• 5.3 试验设备及测试方法
• 5.3.1 滤料厚度及单位面积质量测试
• 5.3.2 滤料表观形态观察
• 5.3.3 滤料的力学性能测试
• 5.3.4 滤料的透气性测试
• 5.3.5 滤料的孔径测试
• 5.3.6 滤料的过滤阻力及过滤效率测试
• 5.4 试验结果及分析
• 5.4.1 不同后整理滤料厚度及单位面积质量分析
• 5.4.2 滤料表观形态及结构分析
• 5.4.3 滤料的力学性能分析
• 5.4.4 滤料的透气性能分析
• 5.4.5 滤料的孔径分析
• 5.4.6 滤料的过滤性能分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文