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校企联合,实现烟尘清洁排放关键技术突破

来源:科技日报 作者:杨建 2017-11-02 13:37:04
  随着即将到来的北方供暖季,燃煤电厂等的烟尘排放浓度,又将成为人们关注的对象。

  2016年,随着史上最严环保政策法规——《大气超净排放标准》的出台(排放浓度限值规定在≤10mg/m3),减少PM2.5微细颗粒物的排放,成为排污企业必须要完成的任务,治霾除污也成为政府民生工程的一件大事。

  高端滤料,一个需要解决的问题

  当前,国际公认的高效控制粉尘排放的有效手段是袋式除尘技术,其关键核心材料是滤料。国内外普遍采用的耐高温滤料是传统针刺滤料,但这种滤料由于刺针自身结构因素及针刺加工技术原理,导致滤料孔径较大、过滤精度低、物理强度低等缺陷,影响着滤料使用寿命,不能满足PM2.5排放标准要求。

  针对超净排放标准,袋除尘领域加大研发投入,包括覆膜滤料、海岛纤维滤料、熔喷滤料等各类产品创新涌现,但在稳定性、控制排污能耗和运行阻力等方面存在一定不足;面对越来越严苛的排放要求,通过技术创新,研发出低能耗、高粉尘阻隔效率的节能超净排放滤料已经成为一种必然。

  校企联合,实现超净排放的技术突破

  南京际华三五二一特种装备有限公司作为国内滤料行业的骨干龙头企业,多年来一直致力于高端滤料的研发制造,尤其是工业烟尘PM2.5等微细粉尘的治理方面,通过材料、结构、工艺及装备等创新,并联合江南大学非织造技术中心,共同围绕超细粉尘排放等综合治理中的难题,研发了大规模生产需求的满足10mg/m3以内粉尘排放标准要求的新型“节能型水刺超净排放滤料”,在实现高精度粉尘阻隔的同时达到节约大量能源的效果,具有经济和社会效益。

  2008年开始,际华集团所属三五二一公司利用军转民技术优势,和江南大学非织造技术中心、东北大学国家滤料检测中心强强联合,共同组建联合团队,全力以赴推进产品和技术创新,研发满足工业烟尘超净排放的产品。

  基于水刺开纤技术构建滤料表面超细纤维致密层、高密度低损伤复合加固工艺技术、滤料表面精细化技术及袋体针孔封堵等关键技术的突破,通过滤料过滤机理、粉尘过滤模型、滤料应用企业实例反馈等大量的理论与产业化实践研究,突破了超净排放用节能型水刺滤料产业化生产一系列关键技术问题,建立了完整的产业化工艺技术。

  理论与技术革新,揭示并提升滤料性能

  利用高压水刺开纤技术使得滤料迎尘面中的裂膜PTFE短纤维从3—4旦细度变成0.3旦甚至更细,大幅度提升对粉尘的阻隔效率;通过迎尘面的材料设计及粗细配比研究,形成了滤料最佳的气流透过结构,有效降低运行阻力。

  通过基础理论和过滤模型研究,针对混合酸、氧化剂对滤料损伤机制,课题组还提出基于无机纳米分散和乳液复合技术,研制了纳米SiO2/PTFE或TiO2/PTFE复合涂层剂,实现了滤料表面精细化加工,解决了提升滤料性能的关键核心技术。

  研究了滤料纤网采用预刺结合高密度水刺工艺显著提升滤料强度、改善过滤精度的原理,创新了高密度低损伤复合加固工艺路线,提升了滤料强度和使用寿命。

  突破瓶颈,产业化市场前景广泛

  项目投入了成熟的规模化水刺滤料生产线和检测实验室,项目在国内外突破了超净排放用节能型水刺滤料产业化生产一系列关键技术问题,建立了完整的产业化工艺技术体系,技术水平达国际先进。

  目前已经超过40座以上的燃煤锅炉电厂、水泥厂回转窑窑头窑尾及钢铁冶金领域使用,普遍在10mg/m3以内,特殊设计的产品在1—5mg/m3以下,实现了超净排放的目标,具有良好的环保效益。设备运行阻力较传统滤料下降100Pa—200Pa,每年为电厂、水泥及钢铁行业节约大量的运营能耗。目前大部分产品尚在正常使用。

  袋除尘作为高效除尘方式,滤袋的产品创新和技术进步推动了我国除尘行业的发展,推动我国大气治理行业整体治理水平的提升,对于解决雾霾、全面提升我国环保滤料行业的技术水平,奠定了我国环保滤料国际地位,对提升国际竞争力具有重要贡献。
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