PTFE縫紉線縫制的濾料除塵效果研究*

朱銳鈿，陳明剛，王向欽，吳波偉，舒 瑞，劉 敏，柳靜獻，嚴玉蓉

（1廣州檢驗檢測認證集團有限公司，廣東廣州511447；2 蘇州耐德新材料科技有限公司，江蘇蘇州215600；3東北大學濾料檢測中心，遼寧沈陽110004；4華南理工大學材料科學與工程學院，廣東廣州510641）

隨著我國工業飛速發展，火電廠、鋼鐵廠、水泥廠等排放的含有大量的硫氧化物、氮氧化物和微小粉塵顆粒氣體，對大氣環境造成了極大的污染[1]，嚴重影響了人們的生活質量，因此除塵技術對控制污染氣體的排放尤為重要。目前袋式除塵技術已覆蓋到我國各個工業領域，成為我國控制污染氣體排放的主要技術[2]。袋式除塵器的核心是濾袋，濾袋的性能決定著其除塵效果，因此濾袋的材料及縫制工藝將影響著除塵器的除塵效果和使用壽命。

聚四氟乙烯(PTFE)纖維化學穩定性好，耐高溫、耐酸堿、抗老化且阻燃性能優良，在高溫和腐蝕性氣體中的使用壽命較長，被廣泛應用到耐高溫、耐腐蝕的材料領域中[3-4]。本文選擇傳統的PTFE縫紉線和蘇州耐德新材料科技有限公司開發的PTFE復合縫紉線縫制了三種濾料試樣，并測試其過濾性能，分析此兩種不同PTFE縫紉線對濾料的除塵效果的影響，以期給除塵器中濾袋的生產提供借鑒。

1 試驗部分

濾料的除塵效果采用過濾性能表征。過濾性能試驗，選取相同的濾材、采用兩種不同PTFE縫紉線縫制、共三種縫合工藝，三個試樣的縫合工藝分別為：A——PTFE縫紉線縫制，B——PTFE縫紉線縫制+白膠，C——PTFE復合縫紉線縫制，試樣如圖1所示。

圖1 兩種PTFE縫紉線縫制的三種縫合工藝濾料試樣Fig. 1 Samples of three different stitching process using two kinds of PTFE suture

過濾性能試驗采用美國TSI公司的AEROTRAK 9306型手持式激光粒子計數器測量顆粒物計數濃度，可測量粒徑量程為0.3 ～20 μm，本試驗選用粒徑尺寸為0.3、0.5、1.0、2.5、5.0、10.0 μm。其裝置如圖2所示。

圖2 濾料分級效率測試裝置示意圖Fig. 2 Testing schematic diagram of fractional efficiency of f ilters

2 結果與討論

在0.5m/min風速下對兩種縫紉線縫制的三種濾料進行分級計數效率測試，試驗結果見表1。在不同風速下兩種縫紉線縫制的三種濾料的氣流阻力見表2。

表1 三種濾料的分級計數效率（%）Table 1 Fractional efficiency of three filters (%)

表2 三種濾料在不同風速下的氣流阻力（Pa）Table 2 Airflow resistance of three filters under different velocity (Pa)

通過表1和表2的數據比較分析可知，三種濾料的分級效率及氣流阻力均不同，為更好地比較三種濾料的除塵效果，提出比阻力當量效率系數指標，即把三種濾料的各分級效率分別除以風速為1m/min時的氣流阻力，得到單位氣流阻力下效率系數，如圖3所示。

圖3 三種濾料比阻力當量效率系數曲線Fig. 3 Coefficient curve of specific resistance-efficiency of three filters

比阻力當量效率系數表征了在氣流阻力相同的條件下，三種濾料對各粒徑顆粒的相對過濾效率比較值，數值大則表明其除塵效果越好。由圖3可看出，三種濾料的除塵效果都隨氣溶膠中顆粒的粒徑增大而增加。對于相同粒徑顆粒的過濾，采用PTFE復合縫紉線縫制的濾料的過濾性能明顯優于其他兩種濾料。而對于2.5μm以內粒徑顆粒的過濾，采用PTFE復合縫紉線縫制的濾料的除塵效果增加速率明顯快于其他兩種濾料。PTFE縫紉線縫制的濾料的除塵效果優于PTFE縫紉線涂白膠的濾料，主要原因是濾料涂白膠后其氣流阻力增大明顯，降低了其比阻力當量效率系數。

綜上，不管對于何種粒徑的顆粒，PTFE復合縫紉線縫制的濾料的除塵效果均優于其他兩種濾料。因此，選擇合適的縫紉線縫制濾袋對除塵器的除塵效果及使用壽命有著重大的影響，這可以避免在使用過程中，因濾袋的縫紉線斷裂而影響整個除塵器的除塵效果（如圖4所示）。

圖4 因濾袋縫紉線斷裂而除塵效果失效圖Fig. 4 Failure of dust removal because of suture rupture

3 結論

通過對傳統的PTFE縫紉線和蘇州耐德新材料科技有限公司生產的PTFE復合縫紉線縫制的三種濾料的除塵效果比較分析，得到以下結論：

（1）三種濾料的除塵效果規律一致，均隨氣溶膠中顆粒的粒徑增大而增加。

（2）對于相同粒徑顆粒的過濾，采用PTFE復合縫紉線縫制的濾料的除塵效果明顯優于其他兩種濾料。

（3）對于2.5μm以內粒徑顆粒的過濾，采用PTFE復合縫紉線縫制的濾料的除塵效果增加速率明顯快于其他兩種濾料。

總體而言，不管對于何種粒徑的顆粒，PTFE復合縫紉線縫制的濾料的除塵效果均優于其他兩種濾料。同時PTFE復合縫紉線的生產成本低，工藝相對簡單，具有較好的應用前景。