高温玄武岩除尘布袋作为一种新型耐高温材料能够在350℃以下的工况条件下长期使用,并保持性能不变,由于制造工艺流程及原料配方特殊性,比同类产品性能大大提高了除尘效率及使用寿命。
玄武岩纤维作为干法过滤装置的滤材,主要用于工业除尘和烟、气净化。由于玄武纤维本身强度高,耐高温,耐腐蚀,延伸率低等优异性能,因此用它制成的滤袋有以下特点:
1.机械强度高,断裂强度一般均在3000N以上;
2.延伸率低,玄武纤维本身的断裂伸长只有3%,因而用它制成的滤袋尺寸稳定;
3.机械性能好,可在300℃温度下长期使用;
4.耐腐蚀性能好,可在酸、碱气氛的气体中使用;
5.织物空隙率高,表面光滑,透气性好,空载压损仅为2Pa;
6.收尘效率高,可达99.5%-99%,尤其是对直径0.5mm以下的尘粒,效果为明显;
7.对烟气含尘量浓度适应性强;
8.处理烟尘量大,运行维护方便,易清灰;
9.使用寿命长。
高温滤料的研究和产业发展现状
一、高温滤料的研究和开发进展
纤维过滤最早出现在我国,源于中国古代的纺织技术。随着西方工业的发展,特别是合成纤维的出现,作为过滤烟尘的纤维过滤材料,不再靠单纯的纺织工艺提高滤料的性能,而是引入了物理和化学的加工、处理方法,使滤料的强度、耐热、耐腐、透气、阻燃等性能显著提高,价格更加低廉,品种日趋多样化。到20世纪80年代,欧美研制出一些性能更为良好的纤维滤料,如美国戈尔公司生产的聚四氟乙烯(特氟隆,PTFE)覆膜滤料能够高效地捕集亚微米粒子;由美国唐纳森公司研发的褶皱滤料过滤面积比普通滤料大许多倍,而今已经能够过滤数百摄氏度的高温烟气。纤维滤料发展到今天,不仅可以接近100%地过滤超细粒子,而且可以过滤高温甚至粘性较高或湿度较大的烟尘。
我国的滤料和袋式除尘技术是同步发展的。70年代开发了玻璃纤维机织滤料、208涤纶绒布、729聚醋机织滤料。80年代初,随着非织造布的发展,又研制成功了合成纤维针刺毡,使袋式除尘器的除尘效果提高了一个数量级;之后,又研制成功了芳矾纶针刺毡滤料,可耐温210℃,并应用于钢铁、有色、炭黑等工业的高温烟气处理;防静电、耐高温、抗腐蚀、防油防水等合成纤维针刺毡产品的开发和生产基本满足了除尘的需求。90年代后期,我国又开发了聚四氟乙烯微孔覆膜滤料,实现了表面过滤,达到高效低阻的效果。目前我国已能生产玻纤机织布、常温化纤针刺毡、防静电针刺毡、防油防水针刺毡、耐高温耐腐蚀针刺毡、各种玻纤滤料及聚四氟乙烯覆膜滤料等。同时,布袋缝制技术水平也有了长足的进步,有的已达到国外先进水平。
但目前,我国耐高温纤维的研制仍处于初级阶段,国产的耐高温合成纤维较少,多数依赖进口。目前用于高炉煤气净化的国产耐高温滤料品种较少,使用纤维的品种只集中在玻璃纤维和间位芳纶两种原料上。在我国水泥、电力、钢铁、垃圾焚烧等行业除尘应用的P84(聚酰亚胺)纤维曾经只有奥地利的1家公司生产,价格昂贵。PPS(聚苯硫醚)纤维过去只有日本2家公司生产,2007年美国也有1家公司开始生产,国内现已能批量生产,使PPS纤维价格略有下降。PTFE纤维过去只有奥地利和日本的2家公司批量生产,价位很高,目前国内已有公司生产该产品,在垃圾焚烧炉袋式除尘器和火电厂燃煤锅炉袋式除尘器上都有应用,并取得了良好的业绩。高端滤料市场不管是火电厂用的PPS滤料,还是水泥厂用的P84滤料、玻纤覆膜滤料,垃圾焚烧炉用的P84滤料、PTFE滤料、玻纤覆膜滤料等附加值比较高的除尘滤袋滤料,主要还是为美国和欧洲一些国家的滤料公司所垄断,在新建的大型项目上更是如此。
二、近年来新开发的高温滤料
在袋式除尘器的应用中,经常遇到处理高温烟气的场合,如水泥工业窑头窑尾烟气、钢铁工业中的高炉煤气、火电厂燃煤锅炉烟气、垃圾焚烧烟气等。将高温烟气进行高效除尘,对节能降耗、保护环境具有重大意义。但高温烟气除尘也对滤料、除尘器提出了更高的要求。
近年来,高温滤料的发展很快,市场上不仅有国内开发的新滤料,也有国外进口的滤料,品种繁多,性能各异,主要有下述几大类型:
(l)高效高性能滤料
高效高性能除尘器布袋具有良好的物理、化学性能,收尘率高,粉尘剥离性能好,低压损,使用寿命长。主要品种有:
1)加厚型膨体玻纤布过滤材料:使用温度可在200℃~260℃之间。
2)各种耐高温纤维滤料:聚酰亚胺纤维(P84)、聚苯硫醚纤维(Ryton)、芳香族聚酰胺纤维(NomexConex)、预氧化碳纤维等分别和玻纤混配复合,制成针刺过滤毡滤料,使用温度在180℃~250℃。覆膜滤料:表面经覆膜形成光滑面,其除尘机理为微孔筛滤,除尘效率高,对极细的粉尘也十分有效,粉尘剥离性能好。膜的憎水性使潮湿的粉尘也难以粘附,可作为高温除尘用滤料,使用温度在200℃~260℃之间。
(2)超高温滤料
采用此类滤料对工业生产中产生的各类高温烟气过滤不必预先冷却,但滤料价格昂贵,主要用于温度环境十分恶劣的场合,用量很少。超高温滤料有:
1)金属纤维针刺毡:可在300℃~600℃高温下使用,一般使用温度为450℃。这类纤维毡有不锈钢针刺毡等。
2)高硅氧滤料:这种滤料由一种特殊玻璃纤维制成,可在600℃高温中长期使用,使用温度达800℃。
3)陶瓷纤维滤料:此类滤料可在760℃长期使用,使用温度可达1000℃。
(3)触媒涂层滤料
触媒涂层滤料是在滤布表面涂复脱氮触媒,使滤料具有除尘与脱氮功能,若与碱性吸收剂并用,还可除去酸性气体,如二氧化硫、氮氧化物等。