Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Защитный текстиль


Нетканых, искусственных и композицион. материалов/Защитный текстиль/Комплексная оценка и выбор материалов для очистки промышленных газов в агрессивных средах

Комплексная оценка и выбор материалов для очистки промышленных газов в агрессивных средах

19 марта 2002
Технический текстиль №3, 2002

Воронцова Наталья Владимировна
Мухамеджанов Габит Кульжабаевич
Сафьянов Валерий Витальевич
Тюменев Юрий Якубович


Сегодня на рынке России появляется все больше фильтров, используемых в различных областях техники, химической промышленности, металлургии, машиностроении, строительстве. В настоящее время проблема получения высококачественных фильтров становится все актуальней. Пред отечественным производителем стоит задача повышения конкурентоспособности продукции, что обеспечивается повышением качества при снижении ее себестоимости. Поэтому расширение отечественного производства фильтровальных материалов (ФМ) является важной задачей, причем проблема качества ФМ стоит на первом месте.

В соответствии с задачами фильтрации материалы данного назначения должны обеспечивать:

  • достаточно высокую задерживающую способность;
  • небольшое гидравлическое сопротивление;
  • устойчивость против засорения пор и легкую регенерацию;
  • длительный срок службы, обусловленный механической прочностью и устойчивостью при работе в агрессивной среде;
  • удобство в обращении;
  • быстроту замены;
  • невысокую стоимость.

Выбор материалов, отвечающих всем этим требованиям, представляет большую сложность, поэтому в конкретных условиях фильтрации может приобрести особое значение удовлетворение одного или двух из перечисленных требований, которые становятся определяющими при выборе наиболее подходящего ФМ.

Значительное расширение области применения фильтров привело к необходимости выпуска новых фильтровальных материалов, обладающих стойкостью к действию агрессивных сред, высокой эффективностью очистки, доступностью и невысокой стоимостью. В настоящее время для очистки промышленных газов с высокой запыленностью в качестве пористых сред получили широкое распространение нетканые фильтровальные материалы (ФМ). Отсутствие в процессе их производства стадий получения нитей и ткачества обусловливает простоту технологии, высокую производительность и минимальную себестоимость.

Одной из важнейших характеристик, оценивающих фильтровальную способность материала, является эффективность очистки, которая зависит от многих факторов, в том числе и от дисперсного состава загрязнителя. В реальных условиях эксплуатации дисперсный состав загрязнителей может существенно отличаться. Поэтому для более объективной оценки работоспособности фильтров и правильного выбора материалов необходимо иметь представление о размерах частиц, пропущенных ФМ, а также о среднем и фракционных коэффициентах пропуска.

С этой целью на кафедре «Материаловедение» Московской государственной академии сервиса совместно с Государственным научно-исследовательским тракторным институтом (НАТИ) и ОАО Научно-исследовательский институт нетканых материалов (НИИНМ) проводятся исследования термостойких  нетканых фильтровальных полотен.

В качестве объекта исследований выбраны иглопробивные нетканые материалы, выпускаемые ОАО НИИНМ, основные характеристики которых приведены в табл. 1.

Определение среднего коэффициента пропуска пыли Emid, %, среднего коэффициента очистки пыли Yср,, %  и гидравлического сопротивления Р, мм. вод. ст. осуществлялось с помощью стендовой установки в лаборатории систем фильтрации НАТИ по формулам:

Emid = (N/N0)×100%  (1);   Yср = (1- N/N0) )×100%  (2), где N- число частиц, пропущенных фильтром; N0- число частиц на входе в фильтр.

Для испытаний применяется стандартная пыль с удельной поверхностью 5600±150 см2/г, приготовленная помолом из кварцевого песка по ГОСТ 8002-74.

Как видно из  результатов исследований (табл. 2) наибольшей эффективностью очистки обладают материалы марок «Фимас», «ФТ» и «Смог». Однако, учитывая большое сопротивление ФМ марки «ФТ» и сравнительно низкую эффективность очистки материала «Смог», можно считать «Фимас»  оптимальным материалом для фильтрации запыленного газа.

Как уже было сказано выше, при эксплуатации ФМ неоднократно подвергаются воздействию повышенных температур (порядка 200ºС). В результате даже кратковременного термовоздействия в материале происходит изменение физико-механических свойств, а в отдельных случаях - полная деструкция.

Для более полного прогнозирования работоспособности материалов данного назначения недостаточно знать его фильтрующие характеристики, необходимы также сведения о поведении ФМ в агрессивной среде и данные о взаимосвязи параметров процесса термовоздействия со свойствами ФМ. Поэтому авторы провели исследования по влиянию повышенных температур на физико-механические свойства нетканых ФМ.

Различие в компонентах полотна и процессах обработки приводит и к различиям в свойствах полотен. Однако установлено, что в пределах временных промежутков - 5 минут и 3 часа - характер изменения физико-механических показателей одинаков. За критерий термостойкости принималась потеря прочности DР, % образцов после испытания. В результате испытаний наиболее устойчивыми по показателю разрывной нагрузки оказались материалы марок: «ПВ-5», «Рубеж», «Рудфил», «Фимас», «Смог», что объясняется наличием в их структуре полиэфирного волокна (см. табл. 1), температура плавления которого значительно выше температуры плавления полипропилена.

Следующим этапом эксперимента было исследование дисперсного состава частиц, которое проводили с помощью прибора pМС фирмы Millipore в лаборатории систем фильтрации НАТИ. Принцип работы прибора основан на проецировании исследуемого под микроскопом участка поля мембранного фильтра с отобранными частицами пыли на экран монитора.  Анализ полученного изображения и обработка данных проводились на компьютере.

Прибор pМС обеспечивает непосредственное наблюдение частиц при помощи микроскопа, что позволяет быстро получить количественную характеристику их дисперсности, а также возможность определения формы частиц с помощью светового карандаша. Точность измерения 1,5-2,7% в зависимости от размера и материала  частиц.

Исследования на приборе pМС показали, что основную массу составили частицы размером 1...25 мкм. Обработку результатов проводили с помощью пакета программ среды Mahtcad 2000. Получены регрессионные уравнения зависимости  числа частиц от размеров, а также выявлено, что распределение частиц по размерам подчиняется логарифмически нормальному закону распределения.

Анализ средних размеров частиц (табл. 3) показал, что наиболее эффективным по тонкости отсева являются материалы «Фимас», «ФТ», «Элкапол».

Сопоставляя значения коэффициента пропуска исследуемых материалов, средних размеров частиц, пропущенных нетканым ФМ, а также их термостойкости, можно рекомендовать фильтрующий материал «Фимас» в качестве фильтра для очистки газов в агрессивных средах.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ