發泡涂層濾料成果前景研究

郭麗君(營口市生產力促進中心,遼寧營口 115000)

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發泡涂層濾料成果前景研究

郭麗君
(營口市生產力促進中心,遼寧營口 115000)

【摘 要】隨著我國對環境保護的日益重視,各類環保指標要求越來越高。針對工業生產中工業爐窯和燃煤鍋爐產生大量的工業粉塵和煙塵,我國的污染物排放標準越來越嚴格,已從原來的排放標準100mg/Nm3提高到50mg/Nm3,在《水泥工業大氣污染物排放標準》GB4915-2013的標準中,水泥行業標準已提高到了10mg/Nm3。當前治理大氣粉塵煙氣排放污染最有效的技術是袋式除塵技術,濾料是袋式除塵器的關鍵材料,其性能的優劣直接關系到除塵器性能的好壞,這就為濾材行業的發展帶來了新的發展機遇,也為濾材行業發展提出了新的課題。

【關鍵詞】發泡 濾料 成果 前景研究

1 濾料的分類

近年來，我國濾料生產工藝技術得到了飛速發展，過濾材料的品種也不斷增多。單從材質而言，就有天然纖維、合成纖維、無機纖維和金屬纖維等；按結構來分，可分為織造濾料、非織造濾料、復合濾料等。

2 部分耐高溫濾料的特性及應用環境

袋式除塵器是當前治理大氣粉塵煙氣排放污染最有效的設備，在除塵器的使用中對濾料的耐溫性要求越來越高。近年來，通過引進耐高溫的化學纖維，國內外的專家們研制開發了以聚酰亞胺、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、芳砜綸等為原料的耐高溫濾料，以適應各種不同環境的處理需要。

(1)聚苯硫醚(PPS)：是一種耐高溫合成纖維，能連續暴露在190℃的溫度中，能抵抗多種酸、堿及氧化劑的化學腐蝕，耐水解，其阻燃性、耐化學藥品性、穩定性也極其出眾。主要用于市政廢物焚燒爐、公用工程鍋爐、燃煤鍋爐、醫院焚燒爐、熱電聯產鍋爐上用的脈沖袋濾器等，是目前應用最廣的高溫濾料。(2)聚酰亞胺纖維(P84)：可在260℃以下連續使用，因為其纖維特性，粉塵不會滲進濾布，可減少壓力降同時，剝離性能也很好。適合水泥廠、熱式焚化爐、電石廠等需要處理大量粉塵的環境中使用。(3)聚四氟乙烯纖維(PTFE)：是全氟化直鏈高聚物， 由四氟乙烯單體(TFF)聚合制得，耐受280℃高溫。清灰性能較好，是垃圾焚燒、高溫煙氣各領域理想的過濾材料。(4)芳砜綸(PSA)：是一種芳香族有機耐高溫合成纖維，填補了我國耐250℃高溫等級合成纖維的空白。具有優良的耐熱性、熱穩定性、阻燃性、電絕緣性能、良好的物理機械性能及化學穩定性。可用普通設備加工成紗線、機織布、針織布和非織造布等，尤其適用于耐高溫濾料，具有良好的發展潛力和市場前景。(5)玄武巖纖維(BF)：屬于硅鋁酸鹽系纖維，具有較好的耐水和耐腐蝕特性，是最較為理想的高溫煙氣過濾材料。(6)陶瓷纖維：陶瓷纖維過濾除塵技術是近年來發展較快的過濾技術之一。除塵效率高，可達99%以上，是用于高溫高壓中煤氣清除塵粒的最有效方法。(7)玻璃纖維(GF)：玻璃纖維耐高溫性能突出，可以在260℃溫度條件下長期工作。具有柔軟、順滑、疏水、抗結露和收縮率低等優點。玻璃纖維的價格相對比較便宜，在各行業高溫煙氣除塵中廣泛使用。(8)PTFE覆膜濾料：是由美國戈爾公司最先開發出來的新型復合濾料。覆膜濾料表面所覆的是膨體聚四氟乙烯微孔薄膜，孔徑小到1～2μm以下，基底是PTFE纖維制成的針刺氈或機織布。過濾效率高、使用壽命長，清灰容易，運行費用低，特別適合應用在處理含油、含水等特殊煙氣的工藝上。

3 發泡涂層濾料成果前景研究

(1)發泡涂層濾料的產生是創新發展的必然：近年來，全球燃料需求增大，能源緊張，為更好地節能、減排，高爐煤氣透平式發電裝置在國內各大鋼廠得以廣泛應于。高爐爐頂煤氣具有的壓力能及熱能，除塵后灰粒子的多少直接影響該裝置的壽命，除塵后的濃度要求為5mg/Nm3以下，等等，這給濾料過濾的精度和耐溫的程度提出了更高的要求，從而就給袋式除塵器使用的濾料帶來了新的研發方向和課題，國內相關企業和專家就此課題相繼開展研究活動，并取得了可喜的成果。(2)發泡涂層濾料的性能優異：發泡涂層濾料是利用發泡設備將氣體打入PTFE合成乳劑容器中，利用高速旋轉形成微氣泡，并控制氣泡的尺寸和分布，再將飽含微氣泡PTFE合成乳劑熱壓，并滲透于經偶聯劑處理的玻璃纖維濾料表面，使其粘合為一體，制備出可滿足特殊需求的新型發泡涂層玻璃纖維濾料，生產工藝先進合理。現有的高溫濾料和PTFE覆膜濾料最高使用溫度在260℃，在鋼廠的高爐煤氣余壓透平發電裝置的前級除塵，在水泥廠的窯頭、窯尾除塵等環境中，是滿足不了現有一些特殊工況的使用條件的。而發泡涂層濾料的使用，大大提高鋼廠高爐煤氣透平式發電裝置在余熱、余壓發電條件下的應用效果和使用壽命。發泡涂層濾料是針對現有濾料的更新替代產品，其具備防水、耐磨、表面易清灰、抗腐蝕、耐高溫360℃、微孔過濾等特點，性能優異。(3)發泡涂層濾料與其它濾料相比優勢明顯：在以上介紹的8種濾料中，發泡涂層濾料的耐高溫性能是最好的，達到360℃；與同樣都具體耐高溫特性PTFE覆膜濾料，從成本的角度來比較，同樣都是采用復合技術，但作為基底的PTFE纖維售價較高，而用于發泡涂層濾料基底的玻璃纖維是當下價格最低的原材料；從除塵方式上來比較，PTFE覆膜濾料是表面除塵工藝方式，發泡涂層濾料除塵是利用三維孔徑除塵的工藝。所以發泡涂層濾料是當前耐溫最高、除塵效果最好、成本最低的濾料。(4)應用領域廣泛：發泡涂層濾料的出現將在高溫360℃鋼鐵余熱、余壓、發電條件下，極大地降低了設備運行阻力和減少風機能耗。所以，發泡涂層濾料不僅用于鋼廠高爐的除塵，更可廣泛應用于水泥收塵、碳黑成品回收、鋼鐵煙氣除塵、垃圾焚燒煙氣過濾等重工業行業，發泡涂層濾料的應用范圍比較廣泛。(5)已得到國內外專家的認可：經過與國外先進國家的濾料專家學術交流探索和考察，認為發泡涂層濾料可以滿足國內外環保濾材市場的需要，其性能指標均可超過國家標準，達到世界發達國家標準水平。(6)市場前景看好：市場需要量極大，是附加值較高的高科技、高收益產品。由于耐高溫濾料屬于易損件，平均2～3年就要更換；隨著大氣環境治理的進一步深化和廢氣排放標準逐漸與國際接軌，鋼鐵、冶金、建材、熱電廠、垃圾焚燒、煤炭、水泥、化工等行業的高溫煙塵、除塵都將逐漸改用耐高溫濾料；長期以來我國產業所用的耐高溫濾料一直依賴進口，市場被歐、美、日等國家和地區所壟斷。袋式除塵濾料之發泡涂層濾料的應用將打破這種局面，將為我國帶來巨大的社會效益、經濟效益和環保效益。