除尘滤袋缝制针孔的防漏工艺

2021-06-06黄伟琪周冠辰

国际纺织导报 2021年12期

黄伟琪梁燕严烁杨东周冠辰

安徽元琛环保科技股份有限公司(中国)

随着国家经济发展模式的转变，人与自然和谐共生的理念逐渐深入人心。节能环保已成为行业发展的大趋势，目前环保行业的研究热点聚焦在颗粒物超低排放领域。其中，钢铁行业的主流除尘设备是袋式除尘器，其“心脏”——滤袋技术的创新和工艺改进对于钢铁行业除尘节能减排具有重要的现实意义[1-2]。

袋式除尘器工作时，由于滤袋缝合处存在针孔缝隙，在长期反复的过滤和清灰过程中，粉尘有从滤袋针孔缝隙渗入甚至穿透的风险。研究表明，粒径大于0.3 μm的细小粉尘都可以被滤袋除尘器捕集，除尘效率超过99%[3-4]。刘兴成等[5]针对袋式除尘器超低排放及PM2.5细颗粒物的捕集控制问题，选用分别经缝制、热熔两种制袋工艺制作的滤袋进行试验，同时研究不同袋身接缝方法与袋式除尘器滤袋PM2.5过滤效率之间的关系，试验结果表明，与热熔滤袋相比，造成缝制滤袋对PM2.5过滤效率低的主要原因是针孔缝隙。因此，为了满足日趋严格的环保要求，减少粉尘排放超标的风险，有必要对缝制滤袋的针孔进行防漏处理。

涂胶和贴胶带是目前滤袋行业采取的主流防漏工艺，如图1和图2所示。有研究表明，采用密封胶可封堵缝制滤袋的针孔，避免粉尘从针孔缝隙处穿透滤料，从而实现粉尘的高效超低排放[6]。除此以外，市场上也存在采用贴聚四氟乙烯(PTFE)胶带进行缝制滤袋针孔的封堵。PTFE是一种耐温性极佳、化学性能稳定的材料，但其胶带产品的黏合力主要依靠PTFE胶带与基材之间的胶黏剂，而这种胶黏剂一般是较易于热熔的聚氨酯(PU)材料，在高温、酸碱性烟气腐蚀的情况下，存在PU失效导致PTFE胶带脱落的风险。而一旦PTFE胶带发生整体脱落，粉尘从针孔处泄漏的风险将大大增加。

图1 滤料针眼涂胶封堵工艺简图

图2 滤料针眼贴胶带封堵工艺简图

本文对比了行业内常用的涂胶和贴胶带两种滤袋防漏制作工艺的优劣，为滤袋防漏制作工艺提供技术参考，为合理选择袋式除尘器滤料封堵形式提供一定的依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料及仪器

测试中所需的材料如表1所示，所用仪器如表2所示。

表1 试验材料及来源

表2 试验仪器及来源

1.2 试验方法

1.2.1 滤料耐温、耐酸性、耐碱性试验

热电、金属冶炼、水泥生产、垃圾焚烧等工业排放的烟气温度高，且含有酸性、碱性气体。因此针对不同的工况条件，合理选用纤维袋式除尘器至关重要。GB/T 6719—2009《袋式除尘器技术要求》规定了滤料耐温、耐腐蚀性检测的方法。参考该标准，本文对袋式除尘器防漏处理的滤料进行相关测试，为便于标记，将AB速干胶、溧阳706胶、PU胶条以及PTFE胶条分别编号为1#胶、2#胶、3#胶以及4#胶。

1.2.2 处理条件

由于胶水存在固化时间问题，因此液态胶采用涂胶工艺，胶带采用热敷工艺，分别观察温度与固化时间的关系。

耐酸性能处理条件如下：质量分数为60%的H2SO4溶液，80 ℃水浴加热放置24 h；耐碱性能处理条件如下：质量分数为40%的NaOH溶液，常温放置48 h。

2 结果与讨论

2.1 固化温度

不同温度下1#胶与2#胶的固化时间试验结果如表3所示。由表3可知，1#胶在室温(25 ℃)下可在300 s内实现固化，相比较而言，2#胶在室温(25 ℃)条件下固化时间较长。烘箱温度65 ℃条件下，1#胶表面固化时间为180～240 s，2#胶在900 s时仍呈液体状态。该结果表明升高固化温度，有助于提升1#胶的固化效率，但对2#胶效果不显著。

表3 不同温度下1#胶与2#胶固化试验结果

将1#胶涂抹在聚苯硫醚(PPS)/PTFE纤维混纺滤料的缝线针眼上加热固化，测试不同温度下1#胶的固化时间，结果如图3所示。试验表明，1#胶固化时间与固化温度呈正相关，即升高固化温度有利于加速固化。当固化温度为200 ℃时，1#胶表面固化时间为30～50 s。结合实际滤料生产的需要，该固化速度初步符合生产实验。

图3 不同温度下1#胶的固化时间试验结果

2.2 耐热性试验

在210 ℃、48 h的烘干条件下，试验用胶与胶条的受热质量损失情况如图4所示。在试验条件下，4#胶PTFE热熔胶条的受热质量损失率最小，耐温性较为优异。测试中所用胶与胶条的受热质量损失率从大到小依次为4#胶、1#胶、2#胶、3#胶。经耐温测试后，3#胶出现变硬、变脆以及发黄的现象，说明3#胶不适用于高温工况条件。高温工况条件下，其他3种胶处理的滤袋不会出现因胶黏剂脱落或挥发而造成针眼密封失效，影响过滤效率。