1、袋式除塵器過濾材料用各種纖維的特性及其應(yīng)用來源：鹽城悅志環(huán)保科技更新時間：09-9-1 10:551.前言在工業(yè)生產(chǎn)中,工業(yè)爐窯和燃煤鍋爐產(chǎn)生大量的 工業(yè)粉塵和煙塵。當(dāng)前,治理 工業(yè)粉塵 和煙塵最有效的技術(shù)是袋式除塵技術(shù)，而其核心是過濾材料。目前，過濾材料的品種不斷增多，單從材質(zhì)而言，就有天然纖維、各種合成纖維、各種無機(jī)纖維和金屬纖維等。近年，我國濾料生產(chǎn)工藝技術(shù)得到了飛速開展,產(chǎn)品質(zhì)量有了大幅度的提高，為我國的環(huán)境保護(hù)事業(yè)做出了較大的奉獻(xiàn)。可是在實際應(yīng)用中， 卻總會出現(xiàn)這樣那樣的問題，這與我們對過濾材料的認(rèn)識缺乏是密不可分的。本文對制造濾料的部份纖維的特性及其涯j生在實際應(yīng)用中應(yīng)注意的事項做

2、一簡單的分析，希望對濾料的正確應(yīng)用有所幫助。2.部份化纖的特性及其 濾料的應(yīng)用目前我國化纖 濾料主要是滌淪機(jī)織布和滌淪針刺氈。由于對耐溫提出了更高的要求，近年又通過引進(jìn)耐高溫的化學(xué)纖維，研制生產(chǎn)出了很多耐高溫的化纖濾料，如Nomex、Procon、Torcon、Basfil、P84等。以下結(jié)合筆者對這些纖維及其濾料的淺薄認(rèn)識,分別對其做一簡單的分析，以取到拋磚引玉的作用。部份虹的最高使用溫度和需關(guān)注的工況見表1。滌淪纖維及其濾料滌淪：學(xué)名聚酯(Polyester PE)聚對苯二甲酸乙二醇酯Polyethylene terephthalate ,PET特性：比重1.38g/cm3，熔點256 C

3、，斷裂強(qiáng)度5.5g/d，極限氧指數(shù)22。熱塑性纖維， 遇火會燃燒并滴落，能壓光、燒毛。過濾性能：可在枯燥條件下經(jīng)受135 C的操作溫度；連續(xù)在135 C以上工作會變硬、褪色、發(fā)脆，短時高溫亦會使其強(qiáng)度變?nèi)酢？顾庑圆睿贿m于高堿、高濕氣的工況條件下(5%以上水汽，100 C以上高溫)使用；解決方法：L溫度超過135 C那么選用Nomex等耐高溫纖維；2.水汽超過5%那么將溫度降到100C以下；3.高堿、高濕汽情況下，選用耐水解的丙烯睛纖維。Nomex纖維及其濾料Nomex:學(xué)名芳香族聚酰胺Aryl polyamide特性：比重1.38g/cm3，斷裂強(qiáng)度4.9g/d，極限氧指數(shù)29。是非熱塑性

4、纖維，不自燃也 不助燃，它在高溫狀態(tài)下如371 C只會碳化或分解成小分子， 不會象一般熱塑性纖維會突然 軟化，所以不能壓光，但可燒毛。過濾性能：可在枯燥條件下經(jīng)受200 C的操作溫度；是水解性纖維，當(dāng)高溫和有化學(xué)成份及水份時會很快水解而損壞；在水份濃度為10%及弱酸性及中性環(huán)境下可適用于190 C的操作溫度，而使用壽命也可達(dá)兩年；假設(shè)水份濃度增加為20% ,使用壽命需到達(dá)兩年那么需降溫到165 C以下，假設(shè)還在190 C使用其壽命只有半年多。它特怕SOx的侵蝕，因此在燒含硫煤的電廠中往往不能應(yīng)用。在水份濃度為10%時，假設(shè)溫度為120 C、SO2含量50400ppm，強(qiáng)度保存率為58%，假設(shè)溫

5、度升到180 C, SO2含量50ppm時，強(qiáng)度保存率為30% , SO2含量400ppm時，強(qiáng)度保存率僅5%。所以在有 水汽和SOx存在時不宜使用。解決方法：L水解可用普抗替代，普抗能耐水解和硫氧化物的侵蝕。普抗托康纖維及其 濾料普抗：學(xué)名聚苯硫酰Polyphenylene sulfide PPS特性：比重1.38g/cm3，熔點285C，斷裂強(qiáng)度5.0g/d，極限氧指數(shù)34。是結(jié)晶性高性 能熱塑性工程塑料，具有耐熱、耐化學(xué)性、阻燃性等諸多特性。過濾性能：可在190 C的溫度下連續(xù)使用，瞬時200 C 每年累計400小時以下；在160 C的熱壓釜中能保持90%以上的強(qiáng)度。耐化學(xué)性非常好，抗硫

6、，抗酸效果很好，所以在 燃煤鍋爐上是最適宜的 濾料，現(xiàn)有約80%的PPS濾料使用在燃煤鍋爐上,它只要求煤的硫 含量在3.5%以下，煙氣中SO2含量在2700mg/Nm3以下。其缺點是抗氧化性較差， 要求O2含量小于14%Vol、NOx小于600mg/Nm3 ,假設(shè)O2含量達(dá)12%建議溫度降到140 C,總之氧含量越高，所使用的溫度就要越低，因每增加10 C，化學(xué)反響成雙倍的增加。也就是說本來壽命3年的情況下，假設(shè)溫度增加10 C,其壽命會只有1.5年。P84纖維及其濾料P84 :學(xué)名聚酰亞胺Polyimide PI特性：比重1.4g/cm3，是不規(guī)那么的葉片狀截面，因此比一般園形截面增加了80

7、%的表面積。耐高溫性很好。過濾性能：可在260 C以下連續(xù)使用， 瞬時溫度可達(dá)280 C每年累計少于200小時c有一定的水解性，建議使用在水汽含量小于35%Vol的氣氛中。有一定的抗氧化性，希望煙 氣中O2含量小于16%Vol ,NOX小于600mg/Nm3，假設(shè)沒有O2補(bǔ)充NOX含量可放寬到1500mg/Nm3。SOX會使濾料壽命降低,建議SOX含量小于700mg/Nm3,在垃圾燃燒爐中應(yīng)用必須 有脫硫裝置。3.玻璃纖維及其濾料的特性玻璃纖維是一種無機(jī)纖維，其主要成分是SiO2。它是將玻璃料在13001600 C的溫度熔化以后，從熔融態(tài)抽絲并迅速淬冷而制得的。比重2.54g/cm3，原絲抗張

8、強(qiáng)度在160275kg/mm2。按成分不同又分為A玻璃、C玻璃、E玻璃和S玻璃等，用于過濾材料一般 采用C玻璃即中堿玻璃或稱鈉鈣硅酸鹽玻璃和E玻璃即無堿玻璃或稱鋁硼硅酸鹽玻 璃兩種。目前我國生產(chǎn)過濾布用的玻璃纖維主要采用無堿80支、中堿45支和無堿40支,其單纖維直徑分別為61、7.5和8玻璃纖維最實出的優(yōu)點就是耐高溫，尺寸穩(wěn)定性好，拉伸斷裂強(qiáng)度高。玻璃纖維在耐化 學(xué)侵蝕方面，除了氫氨酸、高溫強(qiáng)堿外，對其他介質(zhì)都很穩(wěn)定。玻璃纖維的缺點是耐折性較 差。耐溫性做為過濾材料，玻璃纖維可于260 C 中堿/280 C無堿的工況條件下長期使用，瞬間高溫可達(dá)350 C。過濾氣體的溫度控制在收塵設(shè)備的設(shè)計中

9、具有重要的意義，過濾材料的耐高溫性能對收塵設(shè)備的本錢和運(yùn)行費(fèi)用都取著決定性的作用。煙氣的高溫過濾會給您帶來以下好處。省去了除塵裝置的冷卻費(fèi)用，因而降低了除塵設(shè)備的造價；減少了冷風(fēng)的摻入量，從而使處理風(fēng)量的總數(shù)得到了有效控制。這一點對降低除塵設(shè)備 的造價是不言而喻的。減少了結(jié)露的危險。260 C這一溫度界限，對目前所有的 工業(yè)領(lǐng)域,排除結(jié)露故障是足 足有余的，這就防止了除塵設(shè)備的腐蝕， 延長了其使用壽命。 同時還防止了濾布外表結(jié)露而 引起阻塞的故障，使過濾得以順利進(jìn)行。節(jié)能。如鋼鐵行業(yè)高爐煤氣凈化，煤氣降溫不僅本身浪費(fèi)能源，而且減少了煤氣的燃燒 熱值。尺寸穩(wěn)定性好玻璃纖維在280 C下，其收縮率

10、為0,與其他合成纖維 濾料要比,尺寸穩(wěn)定性優(yōu)越得多。使用玻璃纖維赴1時不必?fù)?dān)憂透氣性和過濾面積的變化，以及收縮而加大布面張力和濾袋伸長而使濾袋皺折，加快濾袋破損等影響。拉伸斷裂強(qiáng)度高拉伸斷裂強(qiáng)度高、拉伸斷裂伸長率小是玻璃纖維過濾材料的又一特點。所以在除塵用濾袋設(shè)計時，對濾袋的拉伸斷裂強(qiáng)度要求根本上可不予考慮。玻纖濾料與滌淪袋料的強(qiáng)力比擬見表2 ,幾種過濾材料斷裂伸長率的比擬見表3 o耐化學(xué)侵蝕：玻璃纖維本身的耐化學(xué)侵蝕與玻璃纖維過濾材料的耐化學(xué)侵蝕是兩個不同的慨念。因為玻璃纖維過濾材料都必須經(jīng)過外表化學(xué)處理才可以投入使用，未經(jīng)處理的玻璃纖維做為濾料使用可以說是沒有意義的。但對玻璃纖維本身的耐化

11、學(xué)侵蝕性我們也要有一個較全面的認(rèn)識，下面就從酸、堿和水汽對玻璃纖維本身的影響和對玻璃纖維濾料的影響分別做一討論。1玻璃纖維濾料具有高度的耐酸性中堿玻璃纖維具有高度的耐酸性HF酸除外。因為它含有約12%的堿金屬氧化物，在酸性介質(zhì)下三Si-O Na + H+三濟(jì)OH + Na+侵蝕過程中，生成的 三SFOH反而在纖維外表起了保護(hù)膜的作用，它阻礙著侵蝕進(jìn)程。無堿玻璃纖維耐酸性那么相對較差，因為其堿金屬氧化物含量少，而含有約3%的B2O2 ,在酸性氣氛下B2O2 + 3H2O = 2H3BO2遇水后生成的可溶性的硼酸對纖維結(jié)構(gòu)有一定的破壞作用。為了提高玻璃纖維過濾材料的耐酸性能，各玻璃纖維濾料生產(chǎn)企業(yè)

12、都研制了不同的外表化學(xué)處理耐酸配方。如南京菲爾特過濾材料研究開發(fā)了RH、YM、AR等系列玻璃纖維過濾布耐酸處理配方，為我國碳黑、燃煤鍋爐、垃圾燃燒爐等行業(yè)提供了優(yōu)質(zhì)濾料。本中心研制開發(fā)的耐酸玻璃纖維 濾料采用耐酸配方處理,該配方中的抗酸聚合物包覆在 玻璃纖維外表，生成一種保護(hù)性屏障，使它免受化學(xué)侵蝕。采用0.3mm厚中堿玻纖布按照 美國BGF公司里耐酸測試方法測得酸腐蝕前后耐折性能見表4。如表所示，經(jīng)耐酸配方處理的玻纖布耐酸性能大幅度提高。所以，在有酸性氣氛的高溫?zé)煔獬龎m時，宜選用經(jīng)過耐酸處理的玻璃纖維過濾材料。2高溫耐堿性不是考慮的重點由于自然界的堿都是以堿金屬氧化物的形式存在的，所以在高溫

13、過濾的煙塵中，盡 萱有 很多堿性成分，但不會真正形成諸如NaOH、CaOH2等形式的堿。所以，盡 其普通玻璃的高溫耐堿性較差，但堿對玻璃纖維濾料的危害并不是考慮的重點。3水汽對玻璃纖維濾料有一定的影響水汽對玻璃纖維 濾料有一定的影響。在實際應(yīng)用中，高溫過濾煙氣含水量較大時，宜選 用經(jīng)防水處理的玻璃纖維 濾料。無堿玻璃纖維對水、濕空氣、弱堿有高度的穩(wěn)定性，屬于一級水解級。中堿玻璃纖維對水、濕空氣較穩(wěn)定，屬于二級水解級。而高堿玻璃纖維一般屬于三級水解級。這是由于其堿 金屬氧化物含量不同造成的，因為堿金屬氧化物會與水起化學(xué)作用，生成可溶性的硅酸鈉Na2O + H2O = 2NaOH2NaOH + S

14、iO2 = Na2SiO2Na2SiO2 = 2Na + SiO2一為此，出現(xiàn)了很多經(jīng)防水處理的玻璃纖維過濾材料。如南京菲爾特過濾材料研制開發(fā)的FCA、FQ、TFB等配方處理的 濾料都有優(yōu)異的防水性能,RH、YM、AR等耐酸配方處理的 濾料也具有優(yōu)異的防水性能。4玻璃纖維特怕HF酸，160ppm以上的HF存在時不能使用。耐折性玻璃纖維耐折性較差，但可以從控制纖維的直徑和外表化學(xué)處理兩個方面來大幅度提高其耐折性能。玻璃纖維的直徑對玻纖過濾布的耐折性能影響較大，這是因為玻璃纖維是無機(jī)纖維，比擬脆，當(dāng)把單根纖維彎曲到一定的曲率半徑時， 纖維即斷裂，這個半徑就稱為該纖 維的斷裂彎曲半徑，玻璃纖維的直徑d與其斷裂彎曲半徑r的關(guān)系如下：r=Ed/2T式中E彈性模量和T抗張強(qiáng)度皆為常數(shù)，因此纖維的直徑越細(xì)，其斷裂彎曲半徑越小，越不易折斷，耐折性會明顯提高。不同直徑纖維的耐折性能見表5。玻璃纖維的外表化學(xué)處理可改善纖維的耐折性能。南京菲爾特過