燃煤電廠鍋爐袋除塵器用PPS濾料失效原因分析

蔡偉龍，羅祥波，洪麗美，鄭錦森，鄭智宏

(廈門三維絲環(huán)保股份有限公司，福建 廈門 361101)

燃煤電廠鍋爐袋除塵器用PPS濾料失效原因分析

蔡偉龍，羅祥波，洪麗美，鄭錦森，鄭智宏

(廈門三維絲環(huán)保股份有限公司，福建 廈門 361101)

分析了燃煤電廠鍋爐袋式除塵器用聚苯硫醚（PPS）破損濾袋樣品的性能，并與新袋樣品進(jìn)行對比，得出工況含氧量、SOX濃度偏高，且有結(jié)露現(xiàn)象為濾袋破損的主要原因。

聚苯硫醚;失效分析;掃描電鏡;傅立葉紅外光譜

袋式除塵器是高效控制煙塵污染的設(shè)備之一。它具有很高的除塵效率，出口粉塵排放濃度可控制在50mg/m3，甚至10mg/m3以下，特別對PM5、PM2.5等微細(xì)顆粒物的去除有顯著效果。而濾料是袋式除塵器的核心，其性能優(yōu)劣與壽命長短決定了袋式除塵器的整體使用效果。聚苯硫醚濾料是一種廣泛應(yīng)用于燃煤電廠鍋爐袋式除塵器中的典型材料，有著諸多成功的示范工程，然而也不乏存在一些失效的工程案例，本文旨對某電廠除塵器破損的PPS濾袋進(jìn)行測試分析，推斷PPS（聚苯硫醚）濾料失效的可能原因。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 樣品

PPS濾袋（PTFE覆膜處理），某電廠除塵器300MV，使用1年破袋。

1.2 主要測試儀器

YG461E-Ⅱ數(shù)字式透氣量儀、YG026C電子織物強(qiáng)力機(jī)、DXS-10A掃描電子顯微鏡、WQF-510型FTIR分析儀。

2 結(jié)果與討論

2.1 現(xiàn)場檢查

現(xiàn)場檢查濾袋破損嚴(yán)重，凈氣室的積灰與腐蝕情況嚴(yán)重，箱體周圍也受到很嚴(yán)重的腐蝕。帶銹的灰塊有的直接脫落下來，且噴吹管上的油污也很多，安裝和拆除噴吹管時，由于噴吹管上的螺絲都已經(jīng)被腐蝕，無法正常拆除，只能用切割焊全部切割開。電極板上粉塵粘性大，無法正常清潔。失效除塵器現(xiàn)場情況（局部）見圖1 。

圖1 失效除塵器現(xiàn)場情況（局部）

2.2 樣品濾袋強(qiáng)力與透氣量（見表1）

表1 樣品濾料強(qiáng)力與透氣量與新袋比較

由表1可知，相對新袋而言，樣品濾袋強(qiáng)力保持率不足15%，而透氣量保持良好（表面覆膜完好），可以初步推斷為濾料纖維受化學(xué)腐蝕而失效。

2.3 粉塵酸堿度分析（見表2）

表2 粉塵pH值

由表2數(shù)據(jù)可以看出，粉塵呈酸性且?guī)в停承暂^大，由此推斷該工況煙氣中酸性氣體濃度高，且經(jīng)常摻燒油性燃料。

2.4 樣品SEM分析（見圖2、圖3）

圖2 樣品表面覆膜SEM照片

圖3 樣品迎塵面纖維SEM照片

由圖2SEM照片可以看出，表面覆膜基本完好，沒有受到嚴(yán)重?fù)p傷，說明濾袋破損與覆膜無關(guān)。

由圖3SEM照片可知，迎塵面纖維表面受到嚴(yán)重化學(xué)腐蝕，纖維表面變得粗糙，出現(xiàn)裂痕甚至開裂。

2.5 樣品FT-IR分析

各樣品FT-IR光譜分析見圖4。

圖4 新濾袋纖維與樣品纖維FT-IR譜圖對比

從圖4可知，新濾袋PPS纖維的FT-IR主要振動吸收峰為3066cm-1處苯環(huán)上的C-H伸縮振動，1386cm-1、1471cm-1、1571cm-1處苯環(huán)骨架上C=C伸縮振動，1180cm-1處C-S振動吸收峰（較弱）以及742.5cm-1、703.9cm-1主鏈上-Ar-S-Ar（芳烴的苯環(huán)上去掉一個氫原子所剩下的基團(tuán)叫芳基，通常用Ar-表示[1]）吸收振動。

破袋樣品過濾面（迎塵面）纖維、基布、凈氣面纖維的FT-IR譜圖與新袋PPS纖維譜對比，有較明顯的變化，主要表現(xiàn)在高頻區(qū)出現(xiàn)寬峰3425cm-1（基布、凈氣面為3440cm-1），表明存在-OH，可能濾料含水率較高或苯環(huán)上有－OH取代，說明濾料使用環(huán)境濕度較大（或有結(jié)露），3066cm-1苯環(huán)上的C-H伸縮振動峰變寬，1905cm-1為苯環(huán)上C-H面外彎曲振動峰消失，1386cm-1、1471cm-1、1571cm-1、處苯環(huán)骨架上C=C伸縮振動明顯變?nèi)跚野l(fā)生偏移（特別是過濾面吸收峰變?yōu)?444cm-1、1562cm-1，低頻峰1386cm-1消失），表明苯環(huán)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)交聯(lián)反應(yīng)或斷鏈，出現(xiàn)1159cm-1、1319cm-1砜基-SO2-對稱與反對稱伸縮振動峰、1035cm-1亞砜基-SO-伸縮振動峰、644cm-1磺酸基-OSO2H伸縮振動峰，表明PPS發(fā)生明顯氧化與硫酸磺化。

2.6 實(shí)際工況分析及解決辦法

為進(jìn)一步分析濾袋失效原因，采用Testo 350Pro煙氣分析儀對該布袋除塵器進(jìn)口煙氣進(jìn)行檢測分析，結(jié)果如表3所示。

表3 煙氣成分檢測數(shù)據(jù)

按SO2轉(zhuǎn)化率為0.1%計(jì)算SO3含量，查MULLER曲線圖，可得煙氣酸露點(diǎn)溫度最低為118℃。而工況運(yùn)行溫度為109℃，說明該除塵器長期在低于酸露點(diǎn)溫度下運(yùn)行，結(jié)露產(chǎn)生的濃H2SO4是常見的一種強(qiáng)氧化性酸，濃硫酸中存在的是大量硫酸分子，它的對稱性比硫酸根差，因此+6價的硫易得電子（比氫離子得電子能力強(qiáng)得多），表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性。這與FT-IR光譜分析相符。

綜上分析，該工況失效主要原因?yàn)樗峤Y(jié)露導(dǎo)致濾袋氧化，在這種工況下，純的PPS濾袋已經(jīng)不適用了，應(yīng)該選擇如100%PTFE（聚四氟乙烯）針刺氈濾料、PTFE與P84（聚酰亞胺）混紡濾料、PTFE與PPS混紡濾料等耐腐蝕性更強(qiáng)的濾料。

3 結(jié)語

燃煤電廠布袋除塵器用濾料的選擇需要全面考慮煤質(zhì)含硫量、煙氣成分、煙氣溫度，特別是酸露點(diǎn)較高的工況，選用100%PPS濾料時需慎重。

[1]王正熙.聚合物紅外光譜分析和鑒定[M].成都：四川大學(xué)出版社，1989,7.

[2]賈明生，凌長明.煙氣酸露點(diǎn)溫度的影響因素及其計(jì)算方法[J].工業(yè)鍋爐，2003，82（6）:31-35.

Analysis on Ineffective Reason for Poly (phenylene sulfide) Filter Fabric of Bag Filter in Coal-fired Power Plant

CAI Wei-long, LUO Xiang-bo, HONG Li-mei, ZHANG Jin-shen, ZHENG Zhi-hong
(Xiamen Savings Environmental Co.,Ltd, Xiamen Fujian 361101, China)

This paper analyzes the failure reason of the PPS filter fabric used in the bag filter of coal-fired power plant for 1 year by testing the properties of failure samples and makes comparison with the intact samples. The main reason is the high concentration of O2, SOXand dew phenomenon.

traffic noise; control plan; acoustic environment

X513

A

1006-5377（2010）01-0048-03