金屬纖維氈濾袋在高溫煙氣除塵領域的優勢

蘇 娜，楊延安，左彩霞，陽 清（西安菲爾特金屬過濾材料有限公司，西安 710201）

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金屬纖維氈濾袋在高溫煙氣除塵領域的優勢

蘇 娜，楊延安，左彩霞，陽 清
（西安菲爾特金屬過濾材料有限公司，西安 710201）

摘 要：隨著重化工工業的迅速發展，污染問題日益突出，煙塵顆粒污染物的排放控制越來越重要，在高溫煙氣除塵方面，金屬纖維氈濾袋以其耐高溫、防燃防爆、過濾精度穩定、排放濃度低、環境友好等優點，可應用在電廠燃煤鍋爐、油田油氣分離、煤氣凈化、電石爐、水泥制造、化工催化劑回收、垃圾焚燒、電爐煉鋼等高溫煙氣除塵行業。

關鍵詞：污染物排放；高溫煙氣除塵；金屬纖維氈濾袋

近年來我國以資源、能源消耗性為主的重化工（電力、建材、冶金、化工等）工業迅速發展，已成為世界第一大鋼鐵、水泥、煤炭、化纖生產國，第二大電力、有色金屬、化肥生產國。2014年，我國的燃煤量為42.6億噸。重化工的發展帶來了嚴重的環境污染問題，由于空氣、水以及工業等環境污染帶來的經濟損失每年高達1000億元以上。

重化工工業大氣污染物以高溫煙氣為主，煙塵類顆粒物應是主要控制對象之一。從2014年7月1日開始，根據最新標準，重點地區顆粒物排放濃度控制在20mg/m3［1］以下。目前，在鍋爐煙氣除塵中，袋式除塵器由于除塵效率高、投資成本低、排放濃度低等優點得到了廣泛應用，但也存在諸如糊袋、破袋、燒袋等問題，這就對袋式除塵器中的濾料提出了更高的要求。在這種情況下，金屬纖維氈濾袋應運而生。

1 金屬纖維氈的結構及過濾原理

金屬纖維氈由純金屬纖維經過無紡鋪制后燒結而成，采用梯度纖維層結構，迎塵面為超細纖維，后層為粗纖維層，纖維空隙呈喇叭梯形結構，全部為貫通孔。如圖1所示［2］。表層超細纖維層可以保證濾料的較高過濾效率，梯度結構能實現較好的清灰效果。

金屬纖維氈濾袋的過濾方式與布袋類似，設計靈活，可直接替換用于現有的袋式除塵器結構中。

含塵氣體進入除塵器中，并在引風機的作用下由外表面向內通過金屬濾袋，灰塵被攔截在濾袋的外表面，潔凈氣體由內部被收集。隨著濾餅層厚度增加，內外壓差越來越大，可設計為定時或定壓反吹清灰。

圖1 表層過濾示意圖

2 金屬纖維氈的優勢

2.1 耐高溫

金屬纖維氈可用于高溫時直接過濾，不需要采用復雜的降溫過程，因而可降低能耗，余熱還可以回收利用；同時可保護下游設備，使下游產品實現單相分離，解決了化工生產中存在的諸多無法實現分離而不得不增加工藝鏈的問題。如電石爐應用中，焦油在260℃以上會氣化，金屬纖維氈在高溫過濾時不會使濾料發生堵塞。再如用于貴金屬回收行業，有些貴金屬在高溫下呈氣態，如果降溫導致析出就無法與灰塵有效分離。而目前市面上的PTFE、芳綸等高溫濾料的可耐溫最高為260℃，且隨著溫度波動，性狀會發生很大改變。金屬纖維的材質有很多種，如316L、310S、哈氏合金、鐵鉻鋁合金等。根據材質不同，耐溫最高可達1000℃。

2.2 防燃防爆

近年來，一些行業中粉塵爆炸事故頻發，給人民的生命和財產安全帶來了很大傷害。2014年8月2日，江蘇省昆山市中榮金屬制品有限公司拋光車間發生特大粉塵爆炸事故，造成75人死亡，185人受傷；太鋼、包鋼、首秦等高爐煤氣全干式布袋除塵過程中，都發生過布袋灰自燃現象；河北、吉林、山東煙臺等地的水泥廠煤磨袋式除塵器也發生過著火燒毀全部布袋或者爆炸事故。這些事故的原因有很多，但都和未設置合理的除塵器或者除塵器濾料有關。如果選用純金屬濾料，可以有效減少此類事故的發生。

2.3 過濾精度穩定

袋式除塵器在高溫下工作時，由于熱膨脹效應，布袋的孔徑會增大，而金屬材料在允許溫度范圍內性狀穩定。目前排放能達標的布袋應用較多的是PPS覆膜濾料及PTFE濾料。經檢測的濾料都是廠家稱可攔截1μm粉塵的濾料。表1是幾種材料的對比。在有壓力的情況下，柔性布袋的泡點較金屬纖維氈低，說明氣泡較容易從布袋孔中冒出。所以在實際使用中，布袋孔徑受到溫度和壓力的雙重作用，孔徑會增大，過濾精度會受到影響。而金屬纖維氈濾料不會出現這種問題。

表1 三種材料性能對比

2.4 排放濃度低

VDI檢測是國際上通用的袋式除塵器濾料檢測標準儀（如圖2）。根據袋式除塵器技術要求（GB/T6719-2009）：首先進行30次定壓（1000Pa）噴吹過程，測試和計算濾料的初始除塵效率、出口粉塵濃度及殘余壓降；接著進行1萬次老化噴吹過程；然后再進行10次定壓噴吹恢復過程；最后進行30次定壓噴吹過程，得出老化后濾料的各項數據，結果見表2。由表2中可以看出，金屬纖維氈的排放濃度可接近“零排放”。調節排放濃度可以通過調整結構來實現。

圖2 濾料動態過濾性能測試儀

表2 VDI檢測數據

2.5 環境友好

目前，大部分失效的布袋并未得到妥善處理處置，幾乎均被作為垃圾處理掉了，或被焚燒，或被掩埋。但其焚燒后會產生HF等有毒有害氣體及大量粉塵，造成大氣二次污染；合成化學纖維的生物降解性差，填埋的滲透液會造成地下水、地表水污染，使用過的土地幾十年甚至上百年都無法再利用。而金屬纖維濾袋由于是純金屬制品，可回收利用，不會對環境造成惡劣影響。

3 結論

金屬纖維氈濾袋相比于現有的濾料，具有耐高溫、透氣性好、壓力損失小、耐腐蝕、易于加工成型等優異的性能，會越來越廣泛地應用在電廠燃煤鍋爐、油田油氣分離、煤氣凈化、電石爐、水泥制造、化工催化劑回收、垃圾焚燒、電爐煉鋼等高溫煙氣除塵行業。

參考文獻：

［1］ 鍋爐大氣污染物排放標準（GB13271-2014）［S］.北京：中國環境科學出版社，2014.

［2］ 婁可賓，羅英.有色冶金用袋式除塵器濾料技術進展及應用分析［J］.工業建筑，2010，40（9）.

中圖分類號：X701

文獻標志碼：A

文章編號：1006-5377（2016）02-0035-02

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