燃煤電廠廢舊濾袋的回收再利用概述
摘要
袋式除塵器具有良好地捕集微細粉塵的功能,，近年來被越來越廣泛地應(yīng)用于高溫?zé)煔夤艿乐?，其中，聚苯硫醚（PPS）及其聚苯硫醚和聚四氟乙烯（PTFE）混紡無紡布主要用于燃煤電廠的袋式除塵器中,，由此產(chǎn)生的大量廢舊濾袋的回收再利用問題亟待解決,。本文主要介紹燃煤電廠廢舊濾袋的回收方法和技術(shù),。
關(guān)鍵詞：廢舊濾袋聚苯硫醚聚四氟乙烯回收利用
1 引言
隨著環(huán)保要求的提高，袋式除塵器因具有除塵效率高,、捕集粒徑范圍大,、能適應(yīng)高溫、高濕,、高濃度,、微細粉塵、吸濕性粉塵,、易燃易爆粉塵等特點,，而被越來越廣泛地應(yīng)用到燃煤電廠等行業(yè)的高溫?zé)煔獬龎m過程中。在眾多過濾材料中,，燃煤電廠主要以PPS纖維以及PPS和PTFE混纖作為濾袋應(yīng)用在袋式除塵器中,。PPS是一種半結(jié)晶性熱塑性特種工程塑料，具有機械強度高,、耐高溫、耐化學(xué)藥品性,、難燃,、熱穩(wěn)定性好、電性能優(yōu)良等優(yōu)點,。PTFE俗稱“塑料王”,，具有抗酸抗堿，抗各種有機溶劑的特點,，且耐高溫,，在高溫下具有高強度保持率。因此,，制得的濾袋可適應(yīng)含有化學(xué)腐蝕性物質(zhì)的煙氣粉塵,，使用壽命長，除塵效果好,。耐高溫袋式除塵器得到廣泛應(yīng)用的同時,，也會產(chǎn)生數(shù)目龐大的、難于降解的廢舊濾袋,，如果處理不當(dāng)會嚴重污染環(huán)境,。另外，PPS和PTFE具有潛在回收再利用價值,，尤其是全球不可再生資源日趨緊張,，節(jié)約和循環(huán)利用資源是必然趨勢。
2 電廠廢舊濾袋的處理方法
2.1填埋
填埋法是指將廢舊濾袋送入指定填埋場填埋,。填埋會占用大量土地資源,，廢舊濾袋難以降解,，附著的粉塵中含有重金屬、二噁英等有毒,、有害,、腐蝕性物質(zhì)，如果填埋場處理不當(dāng)出現(xiàn)滲漏會對土壤,、地下水等造成污染,；為避免廢舊濾袋在長途運輸過程中成為流動污染源而污染周圍環(huán)境，需要配備專車運輸,。
2.2 焚燒
焚燒廢舊濾袋可回收熱能,，需使用專用焚燒爐 , 流動床式燃燒爐、浮游式燃燒爐,、轉(zhuǎn)爐式燃燒爐等,。廢舊濾袋的焚燒雖能實現(xiàn)能源回收，但會造成大氣污染,，因此焚燒后的廢氣需配置相應(yīng)的尾氣處理裝置,。PPS 經(jīng)高溫焚燒后產(chǎn)生 CO、CO2和 SOX等氣體,，需用組合方式處理廢氣：
（1）再生器吸附脫除 SOX—CO鍋爐—靜電除塵,；
（2）CO 鍋爐、靜電除塵—濕式洗滌吸收脫硫,；
（3）PTFE焚燒后會產(chǎn)生大量的 HF 等含氟有毒有害氣體,，需利用吸收工藝吸收 HF以其它技術(shù)手段處理含氟化合物。
2.3 回收再利用
回收再利用是指廢舊濾袋經(jīng)過切碎,、除粉塵,、分離、熔融共混改性,、造粒等工序制得產(chǎn)品,。
2.3.1 除粉塵方法
2.3.1.1 水洗法
回收再利用的廢舊濾袋可通過水洗的方法去除其中的粉塵。姜家美等[5]發(fā)明了廢舊濾袋經(jīng)過切碎工序,、開松工序,、超聲波清洗工序、還原工序,、成品工序處理成為與同類高分子纖維相當(dāng)?shù)某善房稍偕玫母叻肿永w維,。朱海霖等發(fā)明了將廢舊 PTFE 濾袋依次采用表面活性劑溶液、氧化劑溶液和有機酸溶液漂洗并烘干,，得到純凈的廢舊PTFE 濾袋,。杜永林發(fā)明了一種廢舊濾袋中的 PPS 回收方法及其系統(tǒng)，包括清洗裝置,，烘干裝置,、分割裝置,、分層裝置和開松裝置。北京國興五佳高分子纖維再生科技有限公司利用此發(fā)明建成了 400t PPS 回收再利用生產(chǎn)線,。廢舊濾袋表面含有大量的粉塵,，表面含有重金屬、二噁英等有毒,、有害,、腐蝕性物質(zhì)，在清洗廢舊濾袋時就會產(chǎn)生大量的污水和污泥,。而且這些含有重金屬,、二噁英等有毒、有害,、腐蝕性物質(zhì)的污泥屬于危險化學(xué)品,，如果洗滌過程加入各種化學(xué)清洗劑又進一步增加了廢水中污染物成分，這些廢水如不進行有效處理會造成水環(huán)境污染,，隨意排放的污水還會造成土地資源污染,，因此為保護我們賴以生存的水資源和土地資源，清洗廢舊濾袋產(chǎn)生的廢水要配備相應(yīng)的水處理和水循環(huán)再利用系統(tǒng),，廢棄物要進行有效環(huán)保處理,。
2.3.1.2 機械法
機械法是依靠重力、離心力等機械力將粉塵脫離廢舊濾袋,。王茂盛等[9]發(fā)明了一種廢舊濾袋處理裝置,，離心裝置中的攪拌軸高速旋轉(zhuǎn)拍打破碎后的廢舊濾袋,，粉塵在離心力的作用下清除,。此方法利用離心原理去除粉塵，無需水洗,，清除的粉塵可集中處理或再利用,，是環(huán)境友好的除粉塵方法。
2.3.2 PPS 和 PTFE 混纖的分離方法
近年來,，燃煤電廠為延長高溫濾袋的使用壽命,，越來越多地應(yīng)用 PTFE和 PPS 共 混 纖 維 來 生 產(chǎn) 濾 袋， 截 至2016 年,，新建的高溫濾袋除塵系統(tǒng)大部分采用 PTFE/PPS 共混纖維 , 共混比例為 20%~60%,。PTFE 是極好的防粘材料，這種性能又使它與其他材料的表面粘合極為困難,，與 PPS 沒有相容性,，因此在開發(fā)分離后 PPS 的回收再利用技術(shù)中，摻雜 PTFE 的 PPS 的物性會大大降低,，同時,，分離后 PTFE 的回收再利用也直接影響到 PPS 回收利用的可實施性,。故必須將兩種纖維分離才能具有再利用價值。由此對廢舊 PTFE/PPS 濾袋回收工藝技術(shù)提出更多的挑戰(zhàn),。
王茂盛等發(fā)明了一種回收廢舊濾袋中 PTFE 纖維和 PPS 的方法,，該方法包括以下步驟：
（1）熱熔，在250℃ ~260℃的溫度下,，熱熔廢舊濾袋直至完全熔化破碎,；
（2）將冷卻后的塊狀熱熔物破碎成粉末、纖維,、塊狀固形物的混合物篩分,；
（3）將混合物篩分，纖維和粉末回收,，塊狀固形物返回破碎步驟,。
該方法可粗略分離 PPS 和PTFE，但篩分的 PTFE 纖維中含有 PPS粉料,，同時 PPS 篩分料中也含有 PTFE纖維,，因此分離效果不佳。王光應(yīng)等發(fā)明了一種廢舊 PPS/PTFE 混紡廢舊濾袋的分離方法,，該方法利用冷凍后 PPS 纖維與 PTFE 纖維脆性的不同,，在 -100℃ ~200℃的溫度區(qū)間內(nèi)，PPS 纖維脆化成粉末,，而 PTFE纖維不發(fā)生變化,，從而利用機械篩分的手段將二者有效分離，分離效率可達 99%,。
2.3.3 PPS 的回收利用
2.3.3.1 纖維再利用
清洗后的廢舊濾袋經(jīng)過開松后得到 PPS 再生纖維,，具有阻燃、耐高溫,、耐腐蝕,、絕緣等特點，主要應(yīng)用于無紡布和絮狀填料,、保溫材料,、建筑材料等。
2.3.3.2 熔融共混改性
純 PPS 濾袋和分離后得到的 PPS回收料,，通過化學(xué)改性和玻纖增強生產(chǎn)的工程塑料產(chǎn)品,，具有較好的力學(xué)性能，用途廣泛,。孫正濱等發(fā)明了一種廢舊 PPS 濾袋回收再利用的方法,，該方法采用開松碎化的廢舊 PPS 濾袋與有機改性劑、抗氧劑和抑酸劑混合,，得到改性后的粒料具有良好的力學(xué)性能 和 加 工 性 能,， 與 市 售 的 純 PPS 力學(xué)性能相當(dāng),，有的甚至優(yōu)于市售的純PPS，從而使得廢舊 PPS 濾袋得到了有效的應(yīng)用,。葉晉浦等發(fā)明了一種回收的PPS 組合物及其制備方法,，該方法向干燥后的回收的 PPS 中加入增韌改性劑、抗氧化劑后混合均勻,，得到中間混合物料與玻璃纖維共同依次經(jīng)過熔融擠出,、冷卻、造粒后得到回收的 PPS 組合物,?；厥?PPS 生產(chǎn)的工程塑料產(chǎn)品具備耐腐蝕、耐高溫,、絕緣等特點,，在電子電氣、機械,、汽車等行業(yè)廣泛應(yīng)用,，包括電子接插件、開關(guān)外殼,、齒輪,、機械裝備中的閥門、泵體,、軸承等,，使用前景十分廣闊。
2.3.4 PTFE 的回收利用
現(xiàn)在國內(nèi)外對廢舊 PTFE 的回收方法主要有：（1）機械粉碎法,，（2）輻射裂解法，（3）高溫裂解法,。機械粉碎法得到的再生 PTFE 主要應(yīng)用于：（1）可通過熱壓成型技術(shù)制得低壓閥門的密封墊片,，（2）擠壓成型技術(shù)擠壓成厚壁管材和棒材,，（3）作為填料與新料混合后制得產(chǎn)品,。輻射裂解法利用高能射線 γ 射線或電子加速器在輻射劑量不小于 100kGy 的條件下，使 PTFE 分子鏈發(fā)生無規(guī)則斷裂,，再通過研磨,、氣流粉碎制得超細 PTFE 粉體，可作為高分子材料,、油墨,、涂料的改性劑。高溫裂解法是在 425℃ ~700℃的高溫下,，使 PTFE 分解成小分子,，再回收其中有用的含氟小分子,。
3 結(jié)語
廢舊濾袋在清除粉塵后，具有回收再利用的可能性,。報道比較多的是采用水洗法清除粉塵,，但未見報道如何治理產(chǎn)生的廢水以及廢水的循環(huán)再利用。水洗法特點是清理粉塵和附著的化合物比較干凈,，便于回收再利用,，但廢水的治理成本較高；機械法清除粉塵可有效去除粉塵,，但難以去除糊袋后的附著物和附著在纖維上的化合物,，對回收再利用制品的性能穩(wěn)定性會有影響。純PPS廢舊濾袋粉塵和附著物去除后可直接進行再加工,，具有再利用價值,；PPS和PTFE混纖廢舊濾袋清理掉粉塵和附著物后，需要進行分離才能具有回收再利用價值,。
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