專利名稱：一種工業(yè)用濾料失效的檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)用濾料失效的檢測方法。
背景技術：
火力發(fā)電、垃圾焚燒、水泥、鋼鐵、冶煉、化工等行業(yè)的高溫煙氣治理領域中，關于導致工業(yè)用濾料的失效的原因一直以來就存在很多爭議有的人認為是氧氣，有的人認為是SO2、有的人認為是SO3，也有的人認為是NOx，但由于缺乏理論支持，始終沒有一個確定的結論；同時，對于濾料失效的檢測方法也有很多，像色譜、能譜、紅外、差熱、電鏡等，但這些檢測結果也只能說明濾料是否已經失效，而無法說明濾料是如何失效的。為此，本發(fā)明人提出用量子化學的方法從微觀上來解釋濾料失效的主要原因。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種工業(yè)用濾料失效的檢測方法，在檢測濾料是否失效的同時檢測出失效的主要原因。為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是一種工業(yè)用濾料失效的檢測方法，其步驟如下第一步，對工業(yè)用濾料的高分子結構進行分析，使用包括色譜、高分辨率的核磁共振譜、紅外及拉曼光譜、X射線電子能譜、各種輻射的散射及衍射方法研究分析化纖原料的高分子結構，在保證濾料基本性能的前提下，得到其最簡單的結構單元，利用現有的量子化學軟件如Gaussian、ADF、gamess、molpro、Mater studio和VASP等優(yōu)化該結構并得到它的能量，并將其作為反應物(reactant)；第二步，利用量子化學軟件模擬反應物與單一影響因素的反應，找到其反應過程中出現的最終產物(product)、中間產物(INK IN2、IN3……)及對應的中間體(tsl、
ts2、ts3……)，并優(yōu)化出它們的結構，計算得到最終產物能量艮、中間體能量(Ε^Εμ、^ 3、……)；第三步，通過對比各中間體的能量，找出能量最高的中間體作為反應中間體，其能
量為 Efljmax ；第四步，通過計算出反應中間體和反應物間的能量差，得到單一影響因素與反應物間的能壘ΔΕ U;第五步，通過對比各單一影響因素與反應物間的能壘，判斷哪一種因素是導致反應物失效的主要原因，其中反應中間體與反應物的能壘越低，說明反應過程中遇到的阻力越少，反應越容易進行，反之，阻力越大，反應越難進行。第六步，通過量子化學軟件模擬重復的結構單元，與各影響因素反應的能壘，驗證濾料是否失效。其中判斷的標準與第三步相同，反應中間體與反應物的反應能壘越低，反應越容易進行。其中，在第四步，如果存在兩個或多個影響因素與反應物間的能壘接近時，則通過反應物和最終產物間的能量變化民-Etl,判斷反應是否可逆；如果該能量變化接近0，說明反應可逆程度越大，該影響因素對反應物的影響就越??；如果該能量變化遠離0，說明反應可逆程度越小，該影響因素對反應物的影響就越大。采用上述方案后，本發(fā)明是通過對工業(yè)用濾料的高分子結構進行分析，在保證濾料基本性能的前提下，盡可能簡化其高分子結構，得到其最簡單的結構單元，利用量子化學軟件優(yōu)化該結構并得到它的能量；再采用量子化學軟件，可以模擬濾料在不同影響因素作用下的反應過程，通過各種反應物、反應中間體和最終產物間的能量對比，研究不同因素導致濾料失效機理，判斷出導致濾料失效的主要原因，其中反應物和反應中間體間的能壘高低決定反應進行的難易程度，反應物和產物間的能量變化決定反應是否存在可逆反應；最后，通過濾料重復結構單元的反應來驗證濾料的失效機理。


圖1是PPS氧化模型一；圖2是PPS氧化模型二；圖3是PPS氧化模型三。
具體實施例方式通過下面給出的本發(fā)明實施例可進一步了解本發(fā)明。聚苯硫醚(PPQ濾料氧化失效的機理研究(a)結構單元尋找通過對PPS濾料基本性能的研究，選擇了對苯硫醚(圖1)為PPS濾料的結構單元，對苯硫醚氧化后出現了兩種產物(對二苯亞砜(圖幻和對二苯砜(圖幻)，同時利用 Gauss程序優(yōu)化結構。(b)PPS濾料與各種不同氧化劑的反應機理研究PPS濾料在實際使用過程中一般會遇到02、NO2, SO2, SO3等氧化劑，分別對其反應進行分析，利用Gauss程序找到最可能的反應路徑和中間產物，并計算了它們的能量。b. IPPS與&反應的路徑和能量關系
權利要求
1. 一種工業(yè)用濾料失效的檢測方法，其特征在于步驟如下第一步，對工業(yè)用濾料的高分子結構進行分析，在保證濾料基本性能的前提下，得到其最簡單的結構單元，利用量子化學軟件優(yōu)化該結構并得到它的能量&，并將其作為反應物； 第二步，在量子化學軟件中模擬反應物與單一影響因素的反應過程，找到其反應過程中出現的最終產物、中間產物及對應的中間體，并優(yōu)化出它們的結構，計算得到最終產物能量E6、中間體能量Es ；第三步，通過對比各中間體的能量，找出能量最高的中間體作為反應中間體，其能量為第四步，通過計算反應中間體和反應物間的能量差，得到單一影響因素與反應物間的能壘 ΔΕ = Ε# μχ-Εο;第五步，通過對比各單一影響因素與反應物間的能壘，其中能壘最低的影響因素為導致反應物失效的主要原因；第六步，通過量子化學軟件模擬得出重復的結構單元，與各種影響因素反應的能壘，驗證各影響因素對濾料失效的影響程度。
2.根據權利要求1所述的一種工業(yè)用濾料失效的檢測方法，其特征在于在第四步，如果存在兩個或多個影響因素與反應物間的能壘接近時，則通過反應物和最終產物間的能量變化E6-Etl,判斷反應是否可逆；如果該能量變化接近0，說明反應可逆程度越大，該影響因素對反應物的影響就越??；如果該能量變化遠離0，說明反應可逆程度越小，該影響因素對反應物的影響就越大。
全文摘要
本發(fā)明公開一種工業(yè)用濾料失效的檢測方法，首先對工業(yè)用濾料的高分子結構進行分析，在保證濾料基本性能的前提下，通過優(yōu)化計算得到最簡化的反應物(即結構單元)能量為E0；利用現有的量子化學軟件模擬反應物與單一影響因素的反應，通過計算、分析得到反應中間體能量E#，max和最終產物能量Ee；然后，通過反應中間體和反應物間的能量對比，得出該影響因素與反應物間的能壘(ΔE＝E#，max-E0)；其中能壘最低的影響因素為導致濾料失效的主要原因；最后，通過量子化學軟件模擬得出重復的結構單元與各影響因素間的能壘，驗證各影響因素對濾料失效的影響程度。本發(fā)明旨在提出一種分析濾料失效主要原因的檢測方法。
文檔編號G01N33/00GK102539630SQ20101062126
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權日2010年12月31日
發(fā)明者樂世平, 李浩宏, 羅祥波, 蔡偉龍 申請人:廈門三維絲環(huán)保股份有限公司