高性能水刺玻纖復合濾料性能的研究

蔡偉龍，羅祥波，洪麗美，樂世平，李 彪

（廈門三維絲環保股份有限公司，福建 廈門 361101）

高性能水刺玻纖復合濾料性能的研究

蔡偉龍，羅祥波，洪麗美，樂世平，李 彪

（廈門三維絲環保股份有限公司，福建 廈門 361101）

通過實驗對比水刺類與針刺類玻纖復合濾料的機械性能、過濾性能，闡述了針刺玻纖復合濾料存在的缺陷及水刺玻纖復合濾料的技術優勢。

水刺工藝;玻纖復合濾料;機械性能

1 引言

水泥行業是粉塵排放的大戶之一，在“十二五”期間將面臨著更加嚴格的排放標準的考驗。袋式除塵器作為最高效的除塵設備之一，將發揮重要作用，而濾料則是影響除塵器性能的核心因素。一直以來，針刺玻纖復合濾料、玻纖覆膜濾料在水泥窯頭、窯尾袋式除塵器中的應用十分廣泛，但普遍存在壽命短、壓差高等問題，本文以新型高強水刺玻纖復合濾料為研究對象，通過性能對比，闡述了高性能水刺玻纖復合濾料的性能優勢，為水泥行業提供了一種高效低阻長壽命的復合濾料。

眾所周知，針刺是以剛性的帶鉤刺的刺針在纖網中往復運動使纖維之間相互纏結而成氈的，是通過選擇不同的針板布針形式與刺針規格、形狀以及調整不同的工藝（如針頻、針密、針深等）手段來獲得不同的品質要求的，因此其剛性刺針的上下往復運動與柔性纖網的連續水平運動的組合必然會對纖維造成一定程度的損傷并在布面留下針痕，特別對于脆性較大的玻璃纖維的加工，纖維損傷大，因此導致最終產品強度較低，氈層密實度差，大大影響壽命和過濾性能。水刺工藝技術原理則是以“水”為主要的加工工具，利用高壓高密的“水針”使纖維互相進行柔性纏結，因此，在纖維的損傷程度上和密實度上得到了極大的改善，有助于延長使用壽命和提高過濾效率。

2 實驗部分

2.1 實驗樣品

2m2水刺玻纖復合濾料（代號GL-S）；2m2針刺玻纖復合濾料（代號GL-Z）。

2.2 主要儀器

YG026C型電子織物強力機；YG032D織物爆破儀，1-AT型VDI濾料模擬測試裝置，掃描電鏡（SEM，上海田京）。

2.3 實驗方法

織物標重、強力、透氣性分別按GB/T 4669、GB/T 3923.1、GB/T 5453等標準測試。

3 結果與討論

3.1 樣品常規性能的對比（見下表）

GL-S與GL-Z常規性能的對比表

從表中可以明顯看出，GL-S機械性能明顯優于GL-Z，特別是在厚度和透氣性方面的差異，可以說明，GL-S的密實度高；在斷裂強度方面，GL-S近乎是GL-Z的2倍，這說明了水刺工藝對玻纖的損傷較小，成氈的機械性能大大提高。

3.2 樣品爆破強度隨脈沖噴吹次數的變化

為了進一步說明水刺工藝對纖維損傷小且有利于玻纖直接更好地柔性纏結，形成密實的抱合效果，進一步考察了兩種樣品的爆破強度隨脈沖噴吹次數的變化。實驗結果如圖1所示。

圖1 爆破強度隨脈沖噴吹次數變化

由圖1可以明顯看出，GL-S在受到2萬次噴吹后，強度依然保持良好，而GL-Z在噴吹過程中，爆破強度呈線性下降，特別是在1.3萬次以后，強度的衰減速度更快（曲線的斜率更大）。

圖2為脈沖噴吹2萬次后對樣品進行的微觀形貌觀察，從圖2可以明顯看出，GL-S經噴吹后，纖維互相纏結良好，且沒有“破脆”現象；而GL-Z則可明顯看出微觀破洞，且纖維脆裂，這也進一步說明了GL-Z爆破強度衰減速度較快的原因。

圖2 脈沖噴吹后的SEM微觀形貌觀察照片

3.3 樣品過濾性能測試（VDI測試）

3.3.1 粉餅形成能力及阻力損失

VDI測試中，老化階段是一個很重要的過程，即模擬“粉餅”形成的過程，采用間隔5s噴吹，共噴吹5000次。在老化過程中，比較各樣品形成“粉餅”的能力及阻力特性。由圖3可知，GL-Z阻力曲線上升趨勢明顯，表明該濾料清灰性能較差，粉塵容易滲入濾料深層，導致阻力上升速度較快；GL-S表面密實、平整，粉塵不易滲透，且不易黏灰，阻力曲線上升平緩，顯示了低阻特性。

圖3 VDI測試老化過程的殘留阻力隨噴吹次數的變化

3.3.2 老化后綜合過濾性能的對比

老化后，樣品定壓綜合過濾性能的比較。在定壓1000Pa下2種樣品進行30次過濾與清灰過程試驗，由圖4、圖5可知，GL-S殘留阻力明顯低于GL-Z，而清灰周期也近乎是GL-Z的2倍，凸顯了GL-S高效低阻特性。

圖4 VDI測試老化過程的殘留阻力隨噴吹時間的變化

圖5 VDI測試老化過程的清灰周期隨噴吹時間的變化

4 結論

上述實驗結果表明，水刺玻纖復合濾料與針刺玻纖復合濾料在機械性能、過濾性能上具有不可比擬的優勢，機械性能的提升可以保證濾料更長的使用壽命，過濾性能的改善可以滿足更加嚴格的排放要求，運行阻力更低，真正實現“高效低阻長壽命”，將是新一代高性能濾料的發展方向，值得推廣應用。

Research on Composite Filter Materials of Spunlace Spun Glass with High Performance

CAI Wei-long, LUO Xiang-bo, HONG Li-mei, LE Shi-ping, LI Biao
(Xiamen Savings Environmental Co., Ltd, Xiamen Fujian 361101, China)

In comparison with machine performance and filter performance of spun glass composite filter materials from spunlace kind and needle-punched kind, the paper explicates he shortcomings existed in the spun glass composite filter materials from needle-punched kind, and technical advantages of the spun glass composite filter materials from spunlace kind.

spunlace technology; spun glass composite filter materials; machine performance

book=5,ebook=5

X701.2

A

1006-5377（2012）01-0048-03