袋式除尘器的新型滤料的工艺特征及技术发展
用于袋式除尘器的滤料主要织物、非织造材料和复合材料。机织滤料作为传统加工方式,因为其生产成本低廉,在滤料市场上仍然占有一席之地;非织造材料由于其复杂的三维网络结构,在有限的材料空间内含有大量的微孔和弯曲通道,具有良好的过滤性能,是除尘滤袋的理性材料。非织造滤料和机织滤料的性能的比较情况。复合材料通过覆膜、涂层/层合、原料差别化、工艺差别化等技术手段使材料的过滤性能 为优异, 加符合环保要求。
随着袋式除尘器技术的发展,对滤料用纤维也提出了 高的性能要求,纤维、高强高模纤维、复合纤维、功能性纤维的使用使滤料的应用 加广泛。
一、新型滤料所用的特种纤维
(1)PPS聚苯硫醚。其耐温为160℃~180℃,该滤料性、化学稳定性、耐水解性均非常好,但是耐氧化性稍差,当烟尘含氧量超过15%时,就不能使用该种滤料。
(2)芳香族聚酰胺合成纤维。此类纤维应用较多的主要是美塔斯纤维,其耐温204℃,瞬间可达240℃。但其耐酸性、抗水解性稍差,其主要应用于经 脱硫的循环流化床锅炉或含硫的烟气过滤场合。
(3)聚四氟乙烯。聚四氟乙烯纤维可在200℃或者以上的温度条件下长期工作。用非织造针刺法制作的聚四氟乙烯纤维滤袋可以使袋式除尘器达到非常好的除尘效果,无论除尘器烟气中粉尘的浓度有多高,除尘器出口烟气中的粉尘浓度均可降低到20~30mg/m³,它是抗水解、性 强的化学纤维。
(4)P84纤维(聚酰亚胺)滤料。P84纤维滤料可在260℃以下连续使用,瞬时温度可达280℃。除此之外,P84纤维三叶形横截面形成了非常高的纤维表面积系数,与圆形或豆形截面纤维相比,具有较大的比表面积,增大了捕集尘粒的机会。而且P84纤维的截面形态,使得粉尘大部分被集中到滤料的表面,很难渗透到滤料的内部堵塞孔隙,降低运行阻力。
(5)玻璃纤维。玻璃纤维可以在260℃(中碱)/280℃(无碱)的温度条件下长期工作。瞬间温度可达350℃。它具有突出的尺寸稳定性,拉伸断裂,蚀性强,表面光滑,憎水透气,容易清灰,化学稳定性好,是环境保护行业的 新换代产品。但是它的缺点是耐折性差。
二、滤料工艺的技术发展
随着近年来国内纺织技术的不断进步,特别是非织造工艺的发展,使滤料的发展了技术支持。不同的加工方式可以使纤维不同的性能。以玻璃纤维为例,过滤负荷是袋式除尘器的一个重要参数,过滤负荷过大则过滤面积减少,除尘系统的一次性投资也相应减少,因此提高过滤负荷是袋式除尘器的发展方向。从过滤负荷看,普通玻璃纤维过滤负荷一般为30~40m³/(㎡·h),过高则过滤效率下降,排放浓度超标;玻璃纤维膨体纱过滤布则可提高30%,达到40~50m³/(㎡·h);玻璃纤维针刺毡可达到50~60m³/(㎡·h),玻纤覆膜滤料可达60m³/(㎡·h)以上。除了单一纤维的处理方式,以提高滤料性能为目的的工艺在不断应用,主要有以下几种:
(1)覆膜过滤技术。覆膜过滤技术即表面过滤技术,是在滤料表面构造一层微孔膜态物。它依赖于成型膜的致密度以及附着在膜表面的粉尘层过滤微米数量级及其以上粒径的颗粒物。该膜态物本身具有耐水、耐油、蚀、透气性好、透气量高、微粒过滤等物理特性,扩大了袋式除尘器的使用范围。覆膜滤料的微孔结构滤尘效率 ,比普通的滤料体高了一个数量级,可满足 严格的排放要求,特别是对人体可吸入性粉尘(<5μm)同样有很好的过滤效果。以聚四氟乙烯包膜滤料为例,将聚四氟乙烯采用工艺制成微孔膜,过滤过程也由传统滤料的深层过滤变成了膜表面过滤,使之成为低阻、 、性的新型过滤材料。聚四氟乙烯薄膜式立体网状结构的微孔膜,孔径为0.2~3.5μm,膜的孔隙率达80%~90%。过滤、耐化学腐蚀性强,表面光滑,摩擦系数低,剥离性好,耐连续高温达287℃,覆膜滤料用薄膜表面过滤沉寂,无需普通滤料的粉尘层参与过滤,降压低,节省风机耗电。由于膜表面光滑及憎水性,即使有潮湿粉尘粘结,在清灰外力的作用下,也容易脱落,保持过滤阻力平衡。
(2)复合技术。复合滤料是指采用两种以上方法制成或有两种以上材料复合而成的滤料。
纤维材料复合
纤维材料复合主要是将化学纤维和玻璃纤维进行地复合,并进行的化学处理(例如PTFE处理)。它发挥了两种或两种以上纤维的优点,克服了化学纤维不、玻璃纤维不耐折叠的缺点,是物美的滤料新品种。复合滤料的立足于市场的需求,针对各行业的实际工况设计,满足客户的要求,弥补了合成纤维性能之间的空白, 适合中国的实际情况。
渐进式滤料
渐进式滤料是指滤料在加工时根据具体工况的需要选择不同细度的纤维和各层面不同的针刺密度加工工艺,使滤料结构具有不同的密度梯度。迎尘面的 纤维层主要起过滤作用,有少数 颗粒会进入 纤维层。但穿透这层纤维的颗粒很少在滤料深层停留,将会被气流带走,其清洁阻力比PPS覆膜滤料约低35%,由此了滤料的高过滤精度和低而稳定的压差。另外,其余层面采用较为粗旦的纤维,并在剥离的情况下适当降低针刺密度,粉尘不进入滤料深层(大部分由滤料本身引起的阻力过高的案例都是由于滤料深层堵塞引起的)。我们通常用相当大的针刺密度以表层 纤维过滤精度,而其余层面在的前提下减少针刺密度,以实现良好的过滤精度下达到 好的透气量。正是这两方面加工处理措施使滤料具有 的三维过滤效果。
预涂层处理
将配制好的粉剂用工艺溶进已缝制好的滤袋滤料内部,再用粘结剂固定,达到滤袋未使用前就已具有 收尘的能力。经预涂层处理后的滤袋在使用前形成了稳定的粉尘初层,比自然形成的粉尘初层具有两方面的优越性:一是预涂层在形成粉尘初层方面,可以选择透气性好、不易结块的粉剂,甚至可以选用阻燃、粉剂,容尘量也可控制,并且比自然形成粉尘初层过程的时间短,克服了新滤料前期除尘效率不高的弊病;二是在粉尘初层稳定性方面,预涂层的粉剂经粘结剂固定,稳定性好,这样可以降低压力波动对稳定生产的不利影响。但预涂层技术的缺点在于随着反冲洗的次数增加,预涂层有可能会从滤料表面被冲脱,从而影响滤料的使用寿命。