发泡涂层滤料成果前景研究

郭丽君(营口市生产力促进中心,辽宁营口 115000)



发泡涂层滤料成果前景研究

郭丽君
(营口市生产力促进中心,辽宁营口 115000)

【摘 要】随着我国对环境保护的日益重视,各类环保指标要求越来越高。针对工业生产中工业炉窑和燃煤锅炉产生大量的工业粉尘和烟尘,我国的污染物排放标准越来越严格,已从原来的排放标准100mg/Nm3提高到50mg/Nm3,在《水泥工业大气污染物排放标准》GB4915-2013的标准中,水泥行业标准已提高到了10mg/Nm3。当前治理大气粉尘烟气排放污染最有效的技术是袋式除尘技术,滤料是袋式除尘器的关键材料,其性能的优劣直接关系到除尘器性能的好坏,这就为滤材行业的发展带来了新的发展机遇,也为滤材行业发展提出了新的课题。

【关键词】发泡 滤料 成果 前景研究

1 滤料的分类

近年来，我国滤料生产工艺技术得到了飞速发展，过滤材料的品种也不断增多。单从材质而言，就有天然纤维、合成纤维、无机纤维和金属纤维等；按结构来分，可分为织造滤料、非织造滤料、复合滤料等。

2 部分耐高温滤料的特性及应用环境

袋式除尘器是当前治理大气粉尘烟气排放污染最有效的设备，在除尘器的使用中对滤料的耐温性要求越来越高。近年来，通过引进耐高温的化学纤维，国内外的专家们研制开发了以聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、芳砜纶等为原料的耐高温滤料，以适应各种不同环境的处理需要。

(1)聚苯硫醚(PPS)：是一种耐高温合成纤维，能连续暴露在190℃的温度中，能抵抗多种酸、碱及氧化剂的化学腐蚀，耐水解，其阻燃性、耐化学药品性、稳定性也极其出众。主要用于市政废物焚烧炉、公用工程锅炉、燃煤锅炉、医院焚烧炉、热电联产锅炉上用的脉冲袋滤器等，是目前应用最广的高温滤料。(2)聚酰亚胺纤维(P84)：可在260℃以下连续使用，因为其纤维特性，粉尘不会渗进滤布，可减少压力降同时，剥离性能也很好。适合水泥厂、热式焚化炉、电石厂等需要处理大量粉尘的环境中使用。(3)聚四氟乙烯纤维(PTFE)：是全氟化直链高聚物， 由四氟乙烯单体(TFF)聚合制得，耐受280℃高温。清灰性能较好，是垃圾焚烧、高温烟气各领域理想的过滤材料。(4)芳砜纶(PSA)：是一种芳香族有机耐高温合成纤维，填补了我国耐250℃高温等级合成纤维的空白。具有优良的耐热性、热稳定性、阻燃性、电绝缘性能、良好的物理机械性能及化学稳定性。可用普通设备加工成纱线、机织布、针织布和非织造布等，尤其适用于耐高温滤料，具有良好的发展潜力和市场前景。(5)玄武岩纤维(BF)：属于硅铝酸盐系纤维，具有较好的耐水和耐腐蚀特性，是最较为理想的高温烟气过滤材料。(6)陶瓷纤维：陶瓷纤维过滤除尘技术是近年来发展较快的过滤技术之一。除尘效率高，可达99%以上，是用于高温高压中煤气清除尘粒的最有效方法。(7)玻璃纤维(GF)：玻璃纤维耐高温性能突出，可以在260℃温度条件下长期工作。具有柔软、顺滑、疏水、抗结露和收缩率低等优点。玻璃纤维的价格相对比较便宜，在各行业高温烟气除尘中广泛使用。(8)PTFE覆膜滤料：是由美国戈尔公司最先开发出来的新型复合滤料。覆膜滤料表面所覆的是膨体聚四氟乙烯微孔薄膜，孔径小到1～2μm以下，基底是PTFE纤维制成的针刺毡或机织布。过滤效率高、使用寿命长，清灰容易，运行费用低，特别适合应用在处理含油、含水等特殊烟气的工艺上。

3 发泡涂层滤料成果前景研究

(1)发泡涂层滤料的产生是创新发展的必然：近年来，全球燃料需求增大，能源紧张，为更好地节能、减排，高炉煤气透平式发电装置在国内各大钢厂得以广泛应于。高炉炉顶煤气具有的压力能及热能，除尘后灰粒子的多少直接影响该装置的寿命，除尘后的浓度要求为5mg/Nm3以下，等等，这给滤料过滤的精度和耐温的程度提出了更高的要求，从而就给袋式除尘器使用的滤料带来了新的研发方向和课题，国内相关企业和专家就此课题相继开展研究活动，并取得了可喜的成果。(2)发泡涂层滤料的性能优异：发泡涂层滤料是利用发泡设备将气体打入PTFE合成乳剂容器中，利用高速旋转形成微气泡，并控制气泡的尺寸和分布，再将饱含微气泡PTFE合成乳剂热压，并渗透于经偶联剂处理的玻璃纤维滤料表面，使其粘合为一体，制备出可满足特殊需求的新型发泡涂层玻璃纤维滤料，生产工艺先进合理。现有的高温滤料和PTFE覆膜滤料最高使用温度在260℃，在钢厂的高炉煤气余压透平发电装置的前级除尘，在水泥厂的窑头、窑尾除尘等环境中，是满足不了现有一些特殊工况的使用条件的。而发泡涂层滤料的使用，大大提高钢厂高炉煤气透平式发电装置在余热、余压发电条件下的应用效果和使用寿命。发泡涂层滤料是针对现有滤料的更新替代产品，其具备防水、耐磨、表面易清灰、抗腐蚀、耐高温360℃、微孔过滤等特点，性能优异。(3)发泡涂层滤料与其它滤料相比优势明显：在以上介绍的8种滤料中，发泡涂层滤料的耐高温性能是最好的，达到360℃；与同样都具体耐高温特性PTFE覆膜滤料，从成本的角度来比较，同样都是采用复合技术，但作为基底的PTFE纤维售价较高，而用于发泡涂层滤料基底的玻璃纤维是当下价格最低的原材料；从除尘方式上来比较，PTFE覆膜滤料是表面除尘工艺方式，发泡涂层滤料除尘是利用三维孔径除尘的工艺。所以发泡涂层滤料是当前耐温最高、除尘效果最好、成本最低的滤料。(4)应用领域广泛：发泡涂层滤料的出现将在高温360℃钢铁余热、余压、发电条件下，极大地降低了设备运行阻力和减少风机能耗。所以，发泡涂层滤料不仅用于钢厂高炉的除尘，更可广泛应用于水泥收尘、碳黑成品回收、钢铁烟气除尘、垃圾焚烧烟气过滤等重工业行业，发泡涂层滤料的应用范围比较广泛。(5)已得到国内外专家的认可：经过与国外先进国家的滤料专家学术交流探索和考察，认为发泡涂层滤料可以满足国内外环保滤材市场的需要，其性能指标均可超过国家标准，达到世界发达国家标准水平。(6)市场前景看好：市场需要量极大，是附加值较高的高科技、高收益产品。由于耐高温滤料属于易损件，平均2～3年就要更换；随着大气环境治理的进一步深化和废气排放标准逐渐与国际接轨，钢铁、冶金、建材、热电厂、垃圾焚烧、煤炭、水泥、化工等行业的高温烟尘、除尘都将逐渐改用耐高温滤料；长期以来我国产业所用的耐高温滤料一直依赖进口，市场被欧、美、日等国家和地区所垄断。袋式除尘滤料之发泡涂层滤料的应用将打破这种局面，将为我国带来巨大的社会效益、经济效益和环保效益。