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PM2.5的定义为:在大气中,空气动力学直径小于或等于2.5个微米的固体颗粒或液滴的总称,其直径约为头发直径的1/30左右。PM2.5污染很大一部分来自大型火电厂、工业锅炉、治金、垃圾焚烧的高温锅炉的尾气排放,袋式除尘是目前高温除尘效率最高的一种技术,过滤效率一般在99.9%以上。
针对高温烟气的PM2.5级过滤是目前过滤行业乃至整个非织造行业关注的一个热点问题,国内外许多企业和研究机构已经竞相开始对PM2.5级别耐高温过滤技术及其装备进行了大力的研发。目前国外已有了较为成熟的产品,但为占领市场,国外有关企业对该技术都采取技术保密措施,现有可检索的报道和资料多为文献综述,鲜有详细的研究描述。研究PM2.5过滤级别的耐高温过滤材料,有助于提高非织造布其附加值,对促进我国的空气污染整治工作具有重大意义。
本论文首先在对现有的高温过滤材料的非织造加工方式及常用纤维进行研究分析的基础上,探讨分析了针刺覆膜法、针刺水刺复合法以及纺粘水刺法的加工工艺流程,并从原料、设备、流程以及成本和能耗的角度进行了分析。
其次本论文对针刺覆膜法、针刺水刺复合法以及纺粘水刺法的非织造产品结构和过滤性能进行了研究。研究发现复合水刺工艺所生产滤料由于其结构特点,表层细纤维具有类似于覆膜结构的表面过滤效应,同时具有梯度过滤效应,在过滤精度上接近覆膜滤料,可用来替代成本较高的覆膜滤料生产。复合水刺滤料的性能仍具有进一步提高的空间,若进一步降低面层纤维的细度,如使用超细纤维等,将进一步提高其过滤精度等。
最后本论文试制滤阻小、精度高的水刺复合过滤材料,并研究了水刺工艺对试样的过滤效率进行了分析。结果表明随着水针压力的增加,单位质量纤维网所受的水针冲击能量增加,水刺作用增强,表层PPS/PTFE纤维网中的纤维得到很好的纠缠并形成很好的致密结构,滤布的过滤效率得到提升。若进一步增大水刺压力,产品的透气性降低,滤阻增大,而产品过滤效率有一定程度的提高,但提升较小,当水刺压力过大时甚至可能造成滤料的破损。水针能量分布宜采用先增加后减小的水针压力设置,并且前几道水针压力设置不宜过小;若采用前道水刺头压力过大,后道水刺头压力逐渐减小,滤料的产品结构会得到一定的破坏,使得过滤效率等性能较差。