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ZSTUZhejiangSci-TechUniversity硕士学位论文Master’sThesis中文论文题目:非织造空气过滤材料清灰性能研究英文论文题目:Researchonthecleaningperformanceofnon-wovenfiltrationmaterial学科专业：纺织工程作者姓名：殷依华指导教师：韩建教授递交日期：2016年03月08日浙江理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日I非织造空气过滤材料清灰性能研究摘要近年来，随着中国经济的迅猛发展，环境问题日益严重。最近多个城市出现严重的雾霾天气，严重影响着人们的生活和健康。其中一部分原因为排放超标，因此控制排放量需要重点关注。袋式除尘器是治理大气污染的高效除尘设备，滤袋是除尘器的核心，大多使用针刺毡作为滤料，高效低阻易清灰的滤料不仅能降低运行成本，还能提高使用寿命，因此滤料的清灰性能至关重要。聚苯硫醚（PPS）纤维制成的非织造针刺毡具有优异的耐高温、耐化学性能，广泛应用于高温过滤材料中，但是未经后处理的滤料，表面粗糙，因此在使用前都要经过后处理工艺整理。本文选择了PPS烧毛滤料、PTFE浸渍滤料、PTFE覆膜滤料和未处理滤料，研究滤料后处理工艺对清灰性能的影响。本课题研究内容主要分为以下几个部分：（1）选择了PPS非织造未处理滤料、烧毛滤料、PTFE乳液浸渍滤料和PTFE覆膜滤料，探索其后整理工艺，通过织物厚度仪、孔径仪、万能材料实验机、透气测试仪、扫描电子显微镜等仪器对不同的后处理工艺下的织物的厚度、孔径变化、力学性能、透气性和表面形貌进行研究分析。（2）采用符合德国VDI/DIN3926标准的滤料性能测试系统（BHAGroupQG061），对未处理滤料、烧毛滤料、PTFE乳液浸渍滤料、PTFE覆膜滤料进行过滤和清灰性能测试，研究其在初始性能阶段、调试阶段和稳定阶段的剩余压差和清灰周期的变化。（3）将未处理滤料、烧毛滤料、PTFE乳液浸渍滤料和PTFE覆膜滤料制成滤袋，装在仿工业除尘器的滤料性能测控系统上，在清洁状态下，研究不同后处理下的滤料性能，在粉尘状态下，研究过滤速度、过滤时间和过滤温度对除尘器阻力、袋底压力峰值、压力上升速率和最大反向加速度的影响。通过以上研究，结果表明：（1）滤料经后处理工艺，厚度得到减小，减少幅度在35%-46%之间；未处理滤料、烧毛滤料、浸渍滤料、覆膜滤料的平均孔径分别为12.7µm、7.8µm、8.4µm和4.4µm；经后整理处理过的滤料透气性得到明显的降低，烧毛、浸渍、覆膜的透气率分别降低了49.8%，44.2%和72.6%；滤料的后处理对滤料的拉伸强力影响不大，断裂伸长率会减小；经过后处II理的滤料，表面形貌发生很大改变，纤维更加紧密，表面更加光滑。（2）未处理滤料、烧毛滤料、浸渍滤料和覆膜滤料在过滤初始阶段的清灰周期分别为229、393、398和194秒，剩余压差分别为53、85、69和59Pa；滤料在调试阶段的过程中，滤料的剩余压差处于连续增大状态，覆膜滤料在这一阶段阻力增加最小；在稳定状态下，覆膜滤料的剩余压差最小，清灰周期最长，说明覆膜滤料清灰性能更加好。（3）在清洁状态下，滤料的过滤速度和压差呈线性关系，后处理工艺对过滤介质表面起到改善的同时增加了滤料的阻力；袋底压力峰值随过滤风速的增加而减小，经后处理的滤袋袋底压力峰值较高。袋底压力随着过滤时间的增加而增大，其中未处理滤袋的压力峰值增长最大。除尘器温度上时，滤袋袋底压力峰值上升，压力峰值到达速率减小；清灰时最大反向加速度随过滤风速增加而增大，随过滤时间增加而减小，不同后处理的滤袋最大反向加速度存在差异，温度对加速度的影响很小。关键词：聚苯硫醚滤料；后处理工艺；清灰性能；过滤性能浙江理工大学硕士学位论文非织造空气过滤材料清灰性能研究IIIResearchontheCleaningPerformanceofNon-wovenFiltrationMaterialAbstractWiththerapiddevelopmentofChina’seconomy,theenvironmentalproblemhasbecomemoreseriousinrecentyears.Severehazeweatherchargedmanycitiesinrecentyears,thebadweathercouldharmthehealthandcommonlife,apartofthereasonwastheexcessiveemissions,therefore,emissionscontrolneedstobefocuson.Bagfilteristheefficientdustremovalequipmenttocontrolairpollution,filterbagisthecoreofthedustcatcher,filtersweremostlymadebyneedledfelt.Thehigh-efficiency,low-resistanceandeasydustcleaningfiltermaterialwillbechose,theycanreducetheoperationcostandimprovetheservicelife.Sostudythedustcleaningperformanceofthefilterisveryimportant.Theneedle-punchednon-wovenfeltmadebypolyphenylenesulfide(PPS)fibershasexcellenthightemperatureresistance,chemicalresistance.Itiswidelyusedashightemperaturefiltrationmaterial,butthefiltermaterialwithoutpost-processinghasroughsurface,sothepost-processingisnecessarybeforecometoservice.PPSfiltershavingnon-treated,singeing,dippingwithPTFEemulsionandlaminatingwithPTFEmicro-porousmembranerespectivelywerechosentobetheexperimentalsamplesandstudythecleaningperformanceofthefiltermaterialwithpost-processing.Theresearchmainlydividedintothefollowingthreeaspects:(1)StudythefinishtechnologyofPPSuntreatedfilter,singeingfilte,dippingwithPTFEemulsionimpregnatedfilterandPTFEmicro-porousmembranefilter.Thefabricthicknessgauge,apertometer,universalmaterialtestingmachine,airpermeabilitytester,scanningelectronmicroscopeandotherinstrumentswereusedtotestthickness,aperturechanges,mechanicalproperties,permeabilityandsurfacemorphologyofthedifferentpost-processingfilters.(2)ThefiltertestingsystemaccordwithGermanVDI/DIN3926standard（BHAGroupQG061）wasusedtotestthefiltrationandcleaningperformanceofthefourfilters.Studychangeoftheresidualpressuredifferenceandcleaningcycleintheinitialstage,thedebuggingstageandstablestage.(3)Thefourfiltersweremadeintofilterbags,thenputthemintotheimitationofindustrial浙江理工大学硕士学位论文非织造空气过滤材料清灰性能研究Vbagfilter.Inthecleancondition,studythefilterperformanceofdifferentpost-processingtechnology.Intheduststage,studytheinfluenceoffiltrationvelocity,filtrationtimeandfiltrationtemperatureonpressuredrop,peekpressure,pressurerisingrateandmaximumoppositeaccelerationoffilterbag.Theresultsshowthat:(1)Afterpost-processingtechnology,thethicknessoffilterswasreduced,reducingrangebetween35%to46%.Themeanporediametersofuntreatedfilter,singeingfilter,impregnatedfilter,membranefilterwere12.7µm、7.8µm、8.4µmand4.4µm.Thepermeabilityofthethreefilterscomparedwithuntreatedfilterwerereducedby49.8%,44.2%and72.6%;Thechangeofbreakingstrengthafterpost-processingwerenotgreat,butbreakingelongationreceded.Thesurfacesoffilterschangedgreatly,afterpost-processing,thesurfacesbecamemoresmooth,thefibresbecamemoretight.(2)Intheinitialstage,thecleaningcyclesoftheuntreatedfilter,singeingfilte,impregnatedfilterandmembranefilterwere229,393,398and194seconds,theresidualpressuredropsofthefourfilterswere53,85,69,59Pa.Inthedebuggingstage,theresidualpressuredropkeptgrowing,thepressuredropofmembranefilterwasminimum.Inthestablestage,membranefilterhasminimumresidualpressuredrop,longestcleaningcycle,soithasbestperformance.(3)Incleancondition,filtrationvelocityoffilterandpressuredrophadlinearrelationship,thepr