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袋式除尘高温滤料大汇总

近年来,雾霾天气频繁袭击我国大部分地区,PM2.5也成为大家耳熟能详的名词。从NASA公布的一张PM2.5污染地图来看,全球细颗粒物污染较严重的地区为北非及我国的华北、华东和华中地区,我国大部分地区细颗粒物年均浓度接近80微克/立方米,约为世界卫生组织规定的安全值(年均10微克/立方米)的8倍,空气污染形势严峻。

全球PM2.5污染地图(2001-2016)?

目前我国工业污染是 PM2.5的最大来源,其中水泥制造、燃煤电站和钢铁冶金更是工业污染源中的三大杀手,因此治理PM2.5,工业除尘不可忽视。

然而工业除尘并非易事,这是因为工业烟尘温度较高,且常常含有酸性、碱性气体,对应用于工业除尘的技术、材料有较高要求。目前工业除尘主流的技术有两种,分别是静电除尘、袋式除尘;在此二者基础上又衍生出了电袋复合除尘。

三种除尘器技术经济性能比较

一、袋式除尘——工业除尘的主流技术

目前我国电除尘技术已达到应用成熟阶段,袋式除尘技术正处于快速发展时期,但是随着国家对工业烟气污染控制要求不断提高,电除尘技术已经不能完全满足要求,采用袋式除尘技术和电袋复合除尘替代电除尘技术已经成为主流。

袋式除尘作用机理:利用特种纤维制成滤袋,将含尘气体喷入滤袋中,用滤袋过滤和捕集粉尘,过滤效果取决于滤袋的质量。

袋式除尘器内部结构示意图

二、高温滤料——袋式除尘的核心材料

滤袋


袋式除尘器的过滤作用是通过滤料实现,可以通过配备耐常温(130℃以下)、耐高温(130℃以上)、耐腐蚀、拒水防油、防燃防爆、长寿命(2到4年)等不同性能的各种滤袋来实现不同的过滤效果,袋式除尘技术的变化与革新与滤料的变革也具有较强的相关性。

目前,国内外用于烟气治理的高温滤料纤维主要有PPS(聚苯硫醚)、Nomex(芳香族聚酰胺)、 P84(聚酰亚胺)、PTFE(聚四氟乙烯)、玻璃纤维及PSA(芳砜纶)纤维等,实际应用中往往采用多种纤维配合。制作工艺有针刺毡、表面覆膜、乳液浸渍等,能达到表面过滤、梯度过滤的效果,不仅提高了粉尘捕集能力,而且减少了压力损失,易于清灰,节约能耗。

三、主要高温滤料先容

1、聚苯硫醚(PPS)——目前应用较广的高温滤料

概况:聚苯硫醚纤维,具有稳定的化学性质、较高的熔点(285℃)和优异的耐热性,其阻燃性、耐化学药品性和稳定性也极其出众,主要用在市政废物焚烧炉、公用工程锅炉、燃煤锅炉、医院焚烧炉、热电联产锅炉上的脉冲袋滤器,是目前应用较广的高温滤料。

PPS纤维及PPS纤维滤袋

从全球来看 2012 年 PPS 主要运用在汽车领域,日本 PPS 的33%、欧洲 PPS 的 50%都消费在该领域。我国消费结构则以环保产业(过滤袋)为主,占比 30%左右,汽车零部件和电子电工产业紧接其后。

主要生产企业:

国内与PPS相关上市企业有三维丝、新和成、旭光高新。其中旭光高新为全球产能最大的 PPS 树脂生产商。

海外 PPS 生产集中在美国(康菲石油)、日本(东丽工业、吴羽化工、迪爱生、出光兴产、德国(拜耳集团),其中日本PPS产能产量均居世界第一。

2、聚酰亚胺纤维(P84)——耐温等级较高的除尘材料

概况:聚酰亚胺纤维,又称芳酰亚胺纤维,是有均苯四酸二酐和芳香族二胺聚合得到聚酰胺酸预聚体,再通过溶液纺丝而制得的高性能纤维。

聚酰亚胺纤维最早由奥地利兰精企业开发,商品名“P84”。该垄断性产品现隶属于德国赢创,多用在除尘袋之中,素有“黄金丝”称号。

聚酰亚胺纤维综合性能优异,具有耐温等级高、过滤性好、耐酸碱性等诸多优势,可用于水泥窑尾、垃圾焚烧、电厂等高温环境。

PI纤维及PI纤维滤袋

另外,对于聚酰亚胺纤维产品来说,其具有独特的纤维结构——不规则叶片状截面,比一般圆形截面增加了 80%的表面积,并带来两大优点:

1.增强了捕捉粉尘的能力;

2.不规则的纤维截面因其内应力大小不同,分布不均匀而使纤维自然卷曲,而使纤维具有较强的抱合缠结力。因此在玻纤复合针刺毡中加入聚酰亚胺纤维,即使风速增大,毡层也不容易脱落。

聚酰亚胺纤维截面图

主要生产企业:

国外:德国赢创;

国内:长春高琦(深圳惠程控股)和江苏奥神。

3、聚四氟乙烯纤维——抗腐蚀性能最佳的除尘材料

概况:聚四氟乙烯纤维,国内也称“氟纶”。很早由杜邦企业于 1953 年开发,1957年实现工业化生产。聚四氟乙烯纤维是以聚四氟乙烯为原料,经纺丝或制成薄膜后切割或原纤化而制得的一种合成纤维。目前聚四氟乙烯纤维的生产方法主要有四种,包括乳液纺丝法、糊料挤出纺丝。

聚四氟乙烯纤维继承了聚四氟乙烯化学稳定性好,使用温度范围广,耐大气老化,耐辐照,较低的渗透性等诸多优点,主要用作高温粉尘滤袋、耐强腐蚀性的过滤气体或液体的滤材、泵和阀的填料、密封带、自润滑轴承、制碱用全氟离子交换膜的增强材料以及火箭发射台的苫布等。

PTFE纤维及PTFE滤袋

聚四氟乙烯除尘滤袋有两种形式:一种是聚四氟乙烯纤维覆膜于其他滤料(聚苯硫醚纤维、 P84聚酰亚胺纤维、玻纤等)制成的基布上,另一种是覆膜和基布均采用聚四氟乙烯纤维,加工制成针刺毡。100%聚四氟乙烯纤维滤袋的性能更佳。尽管性能优越,但聚四氟乙烯纤维偏高的价格是制约其大范围推广的障碍。

主要生产企业:

国内仅有几家企业可以生产纯聚四氟乙烯滤料(主要有上海凌桥保设备厂有限企业,上海大宫新材料有限企业、浙江戈尔泰斯环保特材科技有限企业等);国外则以兰精企业为主。

4、芳纶纤维——用途很广泛的除尘材料

概况:芳纶纤维是一种高性能合成纤维,最早由杜邦企业开发,具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸碱、重量轻、耐热阻燃等优良性能,应用领域广泛。目前市场上已实现商业化的芳纶品种包括间位芳纶和对位芳纶,以及少量的改性产品芳纶II和芳纶III等。

间位芳纶具有耐高温、阻燃、绝缘性能,主要应用于高温防护服、电绝缘和高温过滤领域。对位芳纶的应用则主要利用其高强高模特点,应用于个体防护、防弹装甲、力学橡胶制品、高强缆绳、石棉替代品。

Nomex纤维及Nomex纤维滤袋

高温除尘领域是间位芳纶最主要的消费市场。由于性价比与玻纤、PPS相比不占优势,芳纶纤维目前在高温过滤行业的占有率仅为 5%左右。较之其他纤维,芳纶纤维滤袋突出的性能是其在高温应用环境下极低的收缩率, 250°C 环境下使用1000 小时仍能保持 1%的收缩率。

主要生产企业:

国际:美国杜邦、日本帝人等

国内:泰和新材、圣欧集团等

5、芳砜纶概况

概况:芳砜纶属于对位芳纶系列,学名为聚苯砜对苯二甲酰胺纤维,它是一种在高分子主链上含有砜基的芳香族聚酰胺纤维,为三元无规共聚物。

芳砜纶是制作袋式除尘器配套滤袋的优良材料,不仅耐热性良好,而且还具有优良的抗热氧老化的稳定性,热收缩小,能保持良好的尺寸稳定性以及良好的抗酸性能等,可在高温下长期使用,非常适用于耐高温滤料,价格相对P84、PPS、Nomex也较便宜。另外,芳砜纶的纤维摩擦系数小,用其制成的滤袋清灰容易;由于芳砜纶耐温较高,因此可与PTFE(固化温度260℃)热压粘合制成过滤效果好且稳定的覆膜滤料。

芳砜纶纤维滤袋

主要生产企业:

上海特安纶纤维

6、玻璃纤维——最经济的高温滤料材料

概况:玻璃纤维是一种传统的过滤材料,也是中、高温烟气除尘中应用最为广泛的滤料。玻璃纤维按玻璃成分不同,可分为 C(中碱)玻璃纤维过滤材料和E(无碱)玻璃纤维过滤材料两大类。

玻璃纤维及玻璃纤维滤袋

玻璃纤维耐高温性能突出,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300℃。强度高、伸缩率小,它的抗拉强度比其他各种天然、合成纤维都要高,优良的耐腐蚀性能,能耐大部分酸(氢氟酸除外)的腐蚀。玻璃纤维表面光滑,过滤阻力小,有利于粉尘剥离。它不燃烧、不变形。经过不同表面处理剂处理的玻璃纤维,具有柔软、顺滑、疏水、抗结露和收缩率低等优点。玻璃纤维具有突出的尺寸稳定性,拉伸断裂强度高,耐腐蚀性强,表面光滑,憎水透气,容易清灰,化学稳定性好,因其价廉,当用户要求低时,除尘设备制造厂也有采用玻璃纤维做脉冲袋滤器的。

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