袋式除塵器的新型濾料的工藝特征及技術(shù)發(fā)展
用于袋式除塵器的濾料主要織物、非織造材料和復合材料。機織濾料作為傳統加工方式,因為其生產(chǎn)成本低廉,在濾料市場(chǎng)上仍然占有一席之地;非織造材料由于其復雜的三維網(wǎng)絡(luò )結構,在有限的材料空間內含有大量的微孔和彎曲通道,具有良好的過(guò)濾性能,是除塵濾袋的理性材料。非織造濾料和機織濾料的性能的比較情況。復合材料通過(guò)覆膜、涂層/層合、原料差別化、工藝差別化等技術(shù)手段使材料的過(guò)濾性能 為優(yōu)異, 加符合環(huán)保要求。
隨著(zhù)袋式除塵器技術(shù)的發(fā)展,對濾料用纖維也提出了 高的性能要求,纖維、高強高模纖維、復合纖維、功能性纖維的使用使濾料的應用 加廣泛。
一、新型濾料所用的特種纖維
(1)PPS聚苯硫醚。其耐溫為160℃~180℃,該濾料性、化學(xué)穩定性、耐水解性均非常好,但是耐氧化性稍差,當煙塵含氧量超過(guò)15%時(shí),就不能使用該種濾料。
(2)芳香族聚酰胺合成纖維。此類(lèi)纖維應用較多的主要是美塔斯纖維,其耐溫204℃,瞬間可達240℃。但其耐酸性、抗水解性稍差,其主要應用于經(jīng) 脫硫的循環(huán)流化床鍋爐或含硫的煙氣過(guò)濾場(chǎng)合。
(3)聚四氟乙烯。聚四氟乙烯纖維可在200℃或者以上的溫度條件下長(cháng)期工作。用非織造針刺法制作的聚四氟乙烯纖維濾袋可以使袋式除塵器達到非常好的除塵效果,無(wú)論除塵器煙氣中粉塵的濃度有多高,除塵器出口煙氣中的粉塵濃度均可降低到20~30mg/m³,它是抗水解、性 強的化學(xué)纖維。
(4)P84纖維(聚酰亞胺)濾料。P84纖維濾料可在260℃以下連續使用,瞬時(shí)溫度可達280℃。除此之外,P84纖維三葉形橫截面形成了非常高的纖維表面積系數,與圓形或豆形截面纖維相比,具有較大的比表面積,增大了捕集塵粒的機會(huì )。而且P84纖維的截面形態(tài),使得粉塵大部分被集中到濾料的表面,很難滲透到濾料的內部堵塞孔隙,降低運行阻力。
(5)玻璃纖維。玻璃纖維可以在260℃(中堿)/280℃(無(wú)堿)的溫度條件下長(cháng)期工作。瞬間溫度可達350℃。它具有突出的尺寸穩定性,拉伸斷裂,蝕性強,表面光滑,憎水透氣,容易清灰,化學(xué)穩定性好,是環(huán)境保護行業(yè)的 新?lián)Q代產(chǎn)品。但是它的缺點(diǎn)是耐折性差。
二、濾料工藝的技術(shù)發(fā)展
隨著(zhù)近年來(lái)國內紡織技術(shù)的不斷進(jìn)步,特別是非織造工藝的發(fā)展,使濾料的發(fā)展了技術(shù)支持。不同的加工方式可以使纖維不同的性能。以玻璃纖維為例,過(guò)濾負荷是袋式除塵器的一個(gè)重要參數,過(guò)濾負荷過(guò)大則過(guò)濾面積減少,除塵系統的一次性投資也相應減少,因此提高過(guò)濾負荷是袋式除塵器的發(fā)展方向。從過(guò)濾負荷看,普通玻璃纖維過(guò)濾負荷一般為30~40m³/(㎡·h),過(guò)高則過(guò)濾效率下降,排放濃度超標;玻璃纖維膨體紗過(guò)濾布則可提高30%,達到40~50m³/(㎡·h);玻璃纖維針刺氈可達到50~60m³/(㎡·h),玻纖覆膜濾料可達60m³/(㎡·h)以上。除了單一纖維的處理方式,以提高濾料性能為目的的工藝在不斷應用,主要有以下幾種:
(1)覆膜過(guò)濾技術(shù)。覆膜過(guò)濾技術(shù)即表面過(guò)濾技術(shù),是在濾料表面構造一層微孔膜態(tài)物。它依賴(lài)于成型膜的致密度以及附著(zhù)在膜表面的粉塵層過(guò)濾微米數量級及其以上粒徑的顆粒物。該膜態(tài)物本身具有耐水、耐油、蝕、透氣性好、透氣量高、微粒過(guò)濾等物理特性,擴大了袋式除塵器的使用范圍。覆膜濾料的微孔結構濾塵效率 ,比普通的濾料體高了一個(gè)數量級,可滿(mǎn)足 嚴格的排放要求,特別是對人體可吸入性粉塵(<5μm)同樣有很好的過(guò)濾效果。以聚四氟乙烯包膜濾料為例,將聚四氟乙烯采用工藝制成微孔膜,過(guò)濾過(guò)程也由傳統濾料的深層過(guò)濾變成了膜表面過(guò)濾,使之成為低阻、 、性的新型過(guò)濾材料。聚四氟乙烯薄膜式立體網(wǎng)狀結構的微孔膜,孔徑為0.2~3.5μm,膜的孔隙率達80%~90%。過(guò)濾、耐化學(xué)腐蝕性強,表面光滑,摩擦系數低,剝離性好,耐連續高溫達287℃,覆膜濾料用薄膜表面過(guò)濾沉寂,無(wú)需普通濾料的粉塵層參與過(guò)濾,降壓低,節省風(fēng)機耗電。由于膜表面光滑及憎水性,即使有潮濕粉塵粘結,在清灰外力的作用下,也容易脫落,保持過(guò)濾阻力平衡。
(2)復合技術(shù)。復合濾料是指采用兩種以上方法制成或有兩種以上材料復合而成的濾料。
纖維材料復合
纖維材料復合主要是將化學(xué)纖維和玻璃纖維進(jìn)行地復合,并進(jìn)行的化學(xué)處理(例如PTFE處理)。它發(fā)揮了兩種或兩種以上纖維的優(yōu)點(diǎn),克服了化學(xué)纖維不、玻璃纖維不耐折疊的缺點(diǎn),是物美的濾料新品種。復合濾料的立足于市場(chǎng)的需求,針對各行業(yè)的實(shí)際工況設計,滿(mǎn)足客戶(hù)的要求,彌補了合成纖維性能之間的空白, 適合中國的實(shí)際情況。
漸進(jìn)式濾料
漸進(jìn)式濾料是指濾料在加工時(shí)根據具體工況的需要選擇不同細度的纖維和各層面不同的針刺密度加工工藝,使濾料結構具有不同的密度梯度。迎塵面的 纖維層主要起過(guò)濾作用,有少數 顆粒會(huì )進(jìn)入 纖維層。但穿透這層纖維的顆粒很少在濾料深層停留,將會(huì )被氣流帶走,其清潔阻力比PPS覆膜濾料約低35%,由此了濾料的高過(guò)濾精度和低而穩定的壓差。另外,其余層面采用較為粗旦的纖維,并在剝離的情況下適當降低針刺密度,粉塵不進(jìn)入濾料深層(大部分由濾料本身引起的阻力過(guò)高的案例都是由于濾料深層堵塞引起的)。我們通常用相當大的針刺密度以表層 纖維過(guò)濾精度,而其余層面在的前提下減少針刺密度,以實(shí)現良好的過(guò)濾精度下達到 好的透氣量。正是這兩方面加工處理措施使濾料具有 的三維過(guò)濾效果。
預涂層處理
將配制好的粉劑用工藝溶進(jìn)已縫制好的濾袋濾料內部,再用粘結劑固定,達到濾袋未使用前就已具有 收塵的能力。經(jīng)預涂層處理后的濾袋在使用前形成了穩定的粉塵初層,比自然形成的粉塵初層具有兩方面的優(yōu)越性:一是預涂層在形成粉塵初層方面,可以選擇透氣性好、不易結塊的粉劑,甚至可以選用阻燃、粉劑,容塵量也可控制,并且比自然形成粉塵初層過(guò)程的時(shí)間短,克服了新濾料前期除塵效率不高的弊??;二是在粉塵初層穩定性方面,預涂層的粉劑經(jīng)粘結劑固定,穩定性好,這樣可以降低壓力波動(dòng)對穩定生產(chǎn)的不利影響。但預涂層技術(shù)的缺點(diǎn)在于隨著(zhù)反沖洗的次數增加,預涂層有可能會(huì )從濾料表面被沖脫,從而影響濾料的使用壽命。