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高温烟气用过滤纤维选择

2020-01-06 00:48:59

高温过滤除尘技术是近几年以来在颗粒物捕集方面具发展前途的技术之一。过滤介质是高温过滤技术的核心,可称为“心脏”。过滤介质的好坏直接影响过滤效果以及过滤寿命。由于工作温度高、气体腐蚀性强等特点,对高温气体除尘用过滤材料有很高的要求。过滤材料满足过滤特性、使用寿命、价格等方面的要求。
  1、P84
  聚酰亚胺即P84。可在260℃以下连续使用,瞬时温度可达280℃。P84纤维具有不规则的叶片状截面,比一般圆形截面增加了80%的表面积,叶片状的横截面使P84纤维具有两大优点。一是纤维的表面积大,因而具有较强的阻尘与捕尘能力,大大提高了过滤效率。二是不规则的纤维截面因其内应力大小不同,分布不均匀,使纤维自然卷曲,导致纤维之间具有较强的抱合力和缠结力。而圆形截面的纤维(如玻璃纤维)不能自然弯曲,呈棒状,纤维之间的抱合力与缠结力几乎为零。虽然PTFE纤维也和P84纤维有类似的性能,但其价格要比P84纤维高出许多,由于P84纤维有较高的使用温度260℃。
  因为其纤维特性,粉尘不会渗进滤布,可减少压力降同时,剥离性能也好,这在水泥厂、热式焚化炉、电石厂等需要处理大量粉尘的场所,非常适合。燃烧烟道废气、煤炉、水泥窑或沥青厂中的过滤用布使用P84纤维为成功,表面系数大于其他纤维,使其在压力差很小时,过滤效率也很高。但用P84纤维制成的除尘布袋要注意以下几点:(1)废气进入滤袋前,需进行脱硫处理。(2)氮氧化合物含量NOx<600mg/Nm³。(3)硫氧化物含量SOx<600mg/Nm³。(4)含氧量O2<22%,含水H2O<35%。符合上述条件的P84聚硫亚胺制成的滤袋的优点将得到突出的发挥,使用寿命和排放浓度都会达到理想的效果。P84价格在40万元炖左右,价格不菲。
  2、PTFE
  聚四氟乙烯英名Poly(tetrafluoroethylene),简称PTFE,是全氟化直链高聚物,由四氟乙烯单体(TFF)聚合制得。PTFE棕色纤维即用PTFF乳液纺丝法所得,PTFE白色纤维即用乳液聚合成固体树脂,再加工所得。PTFE熔点327℃,连续工作温度可达到280℃。瞬间耐温可达300℃。良好的和耐腐蚀性能使其成为垃圾焚烧高温烟气各领域理想的过滤材料。即使在温度较高、含尘浓度较大的情况下。表面也只粘附少量的灰尘。清灰性能较好。
  PTFE覆膜滤料是由美国戈尔公司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(ePTFE)微孔薄膜,孔径小到1~2μm以下,基底可以是PTFE纤维、玻璃纤维(GF)等制成的针刺毡或机织布。滤料覆膜后当量孔径变小,因而不需要形成粉尘层,只依靠自身的捕尘功能即可有良好的捕尘效果,同时可控制粉尘进入滤料深处,防止滤料被堵塞。另外,覆膜滤料表面动摩擦系数减小,提高了清灰性能,滤料滤膜有助于提高自身的疏水性,可防止除尘滤袋因结露造成滤袋结垢。
  因此,PTFE覆膜滤料可以解决许多过滤材料无法克服的问题,具有相应优势:过滤效率高,其滤袋更换时间久、使用寿命长,清灰容易,运行费用低,特别是应用在处理含油含水等烟气的工艺上。但PTFE纤维售价在52万元/吨。适用范围的经济成本太高。所有对PTFE纤维的国产化是一个趋势,把成本降下来。
  总之,玻纤滤料在200~260℃条件下的使用寿命不长。P84和PTFE虽能够胜任这样的工况条件,使用寿命稍微长一点,但是由于价格昂贵,一般企业难以接受。陶瓷滤料在净化效率、过滤阻力、清灰效果、使用寿命、运行维护方面与前面三中滤料相比有优势,但陶瓷滤料主要的问题是纤维很脆,易断。目前,正由柔性向刚性发展。玄武岩纤维具有许多玻璃纤维所不具有的耐热、、绝缘性及化学稳定性等特征。且生产原料易取价廉,储存丰富。工业生产无“三废”排放。玄武岩纤维因为其不错的性价比和突出的耐温性能、温特性,突出的拉伸强度,突出的化学稳定性,必将在高温烟气除尘行业中占有强有力的地位,赢得广阔的市场。对其进行研究和开发,将带为来巨大的社会效益、经济效益和环保效益。