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新型环保用耐高温复合滤料的研究

范晓玲  
【摘要】: 随着科技的进步和人们环保意识的增强,对冶金、钢铁、发电、碳黑、水泥等行业高温烟尘过滤越来越重视。目前用于空气和气体过滤的材料以针刺布用量最大,这类材料多呈三维结构,其孔隙小而孔隙率大,过滤效率高,因此在近年来得到越来越广泛的应用。国外研究开发耐高温合成纤维较早,随着耐高温合成纤维的开发利用,新品种滤料不断涌现。而国内由于受化纤工业的影响,目前国产的中高温合成纤维较少,国产的中高温过滤以玻璃纤维材料为主,玻璃滤料虽价格较低,但耐磨、耐折性能差,不能满足环境复杂的高温粉尘过滤要求,其应用受到限制。因此引进高性能的耐高温纤维,研制出优质的耐高温滤料,满足日益增长的高温烟尘过滤的要求是一个重要的课题。 本课题主要研究了一种新型的环保用耐高温复合过滤材料,首先研究了P84、Basofil、PPS、Conex四种进口耐高温纤维的特性,对四种耐高温纤维进行差热分析,讨论了热处理对纤维力学与化学性能的影响,以及纤维结构包括纤维直径和截面形状对过滤性能的影响。其次主要探讨了六种不同混合比P84/玻纤型复合滤料,对相关的机械和过滤性能进行测试(主要测试指标为:拉伸断裂性能、顶破强力、耐磨性、过滤效率、过滤阻力、透气性),并对过滤材料的性能与混合比之间的关系进行研究。经对测试数据的分析表明,滤料的拉伸断裂性能、顶破强力、耐磨性、过滤效率、过滤阻力与两种纤维组分的含量有显著的相关关系,而透气量与混合比之间没有明显的规律性,并在滤料的各单项性能与混合比之间建立了回归模型。此外,讨论了复合分层结构对滤料性能的影响,及滤料后整理工艺对滤料性能的影响。在上述基础上,确定优化的新型环保用耐高温复合过滤材料的生产工艺,根据现场使用要求选用合适品种进口耐高温纤维与玻纤按70/30混合,采用复合层状结构,并对滤料进行烧毛、轧光、涂层、热定型等后整理工艺。最后,本文对新型耐高温复合非织造过滤材料的综合效益进行了评估,结果表明此种新型环保用耐高温滤料与传统玻纤滤料相比,具有较高的社会、经济和环境效益。


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