除尘器

玻璃纤维滤筒采样前恒重条件试验

作者:现场报码,2017开奖记录开奖结果    来源:www.    发布时间:2019-04-18 10:44:08

【摘要】在烟尘监测中,除尘前玻璃纤维滤筒的恒重条件对监测结果有显著的影响。首先采用单因素法,考察常见因素对采样前玻璃纤维滤筒恒重的影响,获得最佳恒重条件;其次,通过相同厂家同批次滤筒的平行试验,进一步验证恒重条件并考核滤筒质量;最后,探究高温烟气对滤筒恒重的影响。结果表明:对≤110℃的烟气,最佳恒重条件为烘烤温度110℃、烘烤时间2h、冷却时间1h,各厂家滤筒烘烤1次均能达到恒重,国家标准方法中的1h烘烤时间并非最佳;冷却时间需根据干燥器中放置的滤筒层数确定,单层放置时可采用1h,多层放置时需适当延长冷却时间;对>110℃的高温烟气,烘烤时间、冷却时间不变,烘烤温度应不低于实测烟气温度。

【关键词】玻璃纤维滤筒;采样前;恒重条件

固定源废气中颗粒物浓度通常采用重量法测定,玻璃纤维滤筒是高浓度颗粒物测定中常用的过滤及称重部件。在国家标准方法中,采样前滤筒的恒重方法为:滤筒在105~110℃的下烘干1h,取出后在干燥器中冷却至室温,用感量0.1mg的天平称重,两次重量之差不应超过0.5mg;当滤筒在400℃以上高温排气中使用时,为减少滤筒本身的减重,应预先在400℃高温箱中烘烤1h,然后放入干燥器中冷却至室温,称重至衡重,放入专用容器保存。

按照国家标准方法,在实际工作中发现采样前滤筒恒重次数较多,影响工作效率。文献认为,烘烤温度及时间、冷却时间、实验室湿度等条件影响采样前玻璃纤维滤筒恒重,但缺乏较为系统的条件探究。本文采用单因素法,考察烘烤温度及时间、冷却时间对采样前玻璃纤维滤筒恒重的影响,确定并验证恒重条件,考核滤筒的质量稳定情况;同时,考察高温烟气对滤筒恒重的影响。试验中滤筒在干燥器中冷却;试验期间,天平室湿度27~29%,基本恒定,试验中不考虑湿度对称重及恒重的影响。

玻璃纤维滤筒.jpg

1实验部分

1.1仪器设备及材料

AL204分析天平(精度0.1mg)、DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱、SX2-2.5-12G高温炉、玻璃干燥器、镊子。

天津泰山无胶滤筒、河北泰山3号滤筒、青岛崂应滤筒、山东泰山超细纤维无胶滤筒;在下文中,滤筒按顺序依次用A、B、C、D表示。

1.2试验方法

(1)恒重条件试验:在一定温度下,滤筒在干燥箱或高温炉烘烤一定时间,取出后在干燥器中冷却一定时间,然后用分析天平快速称重,每个滤筒20s内称重结束;相同条件下重复烘烤、冷却、称重,记录每次重量,直到相邻两次重量差在0.5mg;利用重复次数确定恒重条件,次数最少者最佳。称重中取稳定5s及以上的数据。

(2)平行试验:用选出的恒重条件,开展相同厂家同批次滤筒平行恒重实验,考察其质量稳定情况,进一步验证选出的恒重条件。

(3)高温影响试验:首先,滤筒在选出的恒重条件下恒重;然后,对同一滤筒,在110~400℃内设定不同烘烤温度,由低到高依次烘烤、冷却、称量1次,分析相邻2次重量差,试验中烘烤时间和冷却时间固定不变。

2试验结果及分析

2.1恒重条件

2.1.1烘烤温度

固定烘烤时间和冷却时间,在不同烘烤温度下开展恒重试验。烘烤时间选用国家标准中的时间1h,冷却时间2h,烘烤温度设定为110、200、300、400℃。不同温度下恒重试验结果见表1。本文各表中相邻2次重量差均为后一次重量与前一次重量之差。

1-表1 烘烤温度对恒重结果的影响( 单位  g) .png

由表1可见,在烘烤时间选用国家标准时间1h下,不同烘烤温度时,各种滤筒烘烤1~3次均能达到恒重,多数情况,烘烤1~2次能达到恒重;总体上,随烘烤温度提高,烘烤次数逐步减小,400℃烘烤温度下,烘烤1次均能达到恒重。110℃、200℃烘烤称量时,天平会轻微跳动,但能够很快稳定。

青岛崂应滤筒、山东泰山超细纤维无胶滤筒在较高烘烤温度时,恒重需要的烘烤次数多于较低烘烤温度时,这可能与其高温失重有关。

2.1.2烘烤时间

固定烘烤温度和冷却时间,在不同烘烤时间下开展恒重试验。烘烤温度、冷却时间分别选用110℃、2h,烘烤时间分别为1、2、3、4h;不同烘烤时间下恒重试验结果见表2。

表2中,在烘烤温度110℃,不同烘烤时间烘烤1~2次均能达到恒重;烘烤时间≥2h时,烘烤1次均能达到恒重。所以,国家标准方法中的1h并非最佳烘烤时间,对低温烟气(≤110℃),应取2h为最佳烘烤时间。国外标准中烘烤时间为2至3h,与本文结果基本相符。

2-表2 烘烤时间对恒重结果的影响( 单位  g) .png

2.1.3冷却时间

固定烘烤温度和烘烤时间,在不同冷却时间下开展恒重试验。烘烤温度、烘烤时间分别选用110℃、2h;冷却时间定为1、2、3、4h。试验过程发现,称量时天平较稳定。不同冷却时间下恒重试验结果见表3。

3-表3 冷却时间对恒重结果的影响( 单位  g).png

由表3可见,在烘烤温度110℃、烘烤时间2h下,冷却时间≥1h时,烘烤1次均能达到恒重。滤筒达到室温的冷却时间与干燥器大小及其中放置的滤筒数量有关,本文干燥器直径21cm,最多单层放置9个滤筒。

实际工作中,滤筒通常在干燥器中多层放置,需根据干燥器中放置的滤筒层数通过试验确定冷却时间。建议滤筒单层放置,采用1h冷却时间。

在恒重条件试验中,较低温度、较短时间烘烤时,出现称量时天平开始有轻微跳动,但很快向重量较大方向稳定的现象;较高温度、较长时间烘烤时,称量时天平较稳定。推测原因可能与滤筒材料中水份的赋存状态有关,滤筒材料中除有容易脱除的自由水外,还有少量较难脱除的毛细水及结合水,较低温度、较短时间烘烤时,部分毛细水及结合水未被脱除并以不同形态存在;烘烤、冷却、称量时,这部分水会随温度、压力等环境条件变化在滤筒材料内部空间存在形态转化,称量时容易从气态转化为液态,并非空气湿度所致。

2.2平行试验

在选定的烘烤温度110℃、烘烤时间2h和冷却时间1h下,开展相同厂家同批次滤筒的平行恒重试验,结果见表4。

4-表4 平行试验结果( 单位  g) .png

由表4可见,3个厂家同批次3个滤筒均可在烘烤1次后恒重。说明各厂家产品质量稳定、获得的恒重条件合适。

2.3高温烟气影响试验

将滤筒在选定的恒重条件下恒重;之后,固定烘烤时间2h,冷却时间1h,对同一滤筒,依次在烘烤温度200℃、300℃、400℃时,烘烤、冷却、称量1次。高温烟气温度对滤筒的影响见表5。

5-表5 高温对滤筒的影响( 单位  g).png

由表5可见,(1)在烘烤温度110℃、烘烤时间2h、冷却时间1h下,3种滤筒均可通过1次烘烤达到干燥恒重,进一步证实所选恒重条件可靠;(2)在较高温度烘烤下,部分恒重滤筒进一步失重,其值大于0.5mg。

恒重过程包括:滤筒材料中水份的去除,通常称为干燥恒重,烘烤温度为105~110℃;滤筒材料中易灰化或挥发成份的灰化或去除,灰化或去除大小随烘烤温度变化。结合国家标准及本文试验结果,实际工作中,对高温烟气(>110℃),烘烤温度应不低于实测烟气温度。

3结论

采用单因素法,考察了烘烤温度、时间、冷却时间对采样前玻璃纤维滤筒恒重的影响,获得了最佳恒重条件;通过平行试验,对比相同厂家同批次滤筒的恒重情况,进一步验证了恒重条件,考核了滤筒质量;同时,考察了高温烟气对滤筒恒重的影响。结果表明:

(1)对低温烟气(≤110℃),采样前滤筒最佳恒重条件为烘烤温度110℃、烘烤时间2h、冷却时间1h,各牌号滤筒烘烤1次均能达到恒重,国家标准方法中的1h烘烤时间并非最佳;冷却时间需根据干燥器中放置的滤筒层数确定,单层放置时可采用1h,多层放置时需适当延长冷却时间。

(2)对高温烟气(>110℃),烘烤过程中滤筒材料中易灰化或挥发成份对滤筒重量影响较大,烘烤温度应不低于实测烟气温度,烘烤时间、冷却时间与低温烟气相同。

(3)各试验厂家滤筒质量稳定,在最佳条件下,烘烤1次后均可恒重。

在实际测试中,测试量通常很大,从节约时间的角度考虑,烘烤次数越少越好,根据本次试验结果,建议烘烤时间不小于2h,烘烤1次即可。

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