袋式除塵器配套組件選用手冊 4-3 袋式除塵器濾袋及濾料選用2
1、 濾料的特性
因為各種工況條件在溫度高低、化學反應、潮濕程度、粉塵性質和大小等變化不同，差異很大，所以要求能夠適應不同的工況條件，具有不同性能的不同品種的濾料供應市場。
目前國內外濾料製造商、供應商，已經可提供不同品種、不同性能的濾料滿足市場需求。但是有治理之差，價格之差，應根據具體的工況條件分析，從實用、經濟等方面考慮，慎重選用。
1） 中常溫針刺氈濾料特性表
中常溫濾料實用性能說明:
l聚丙烯的化學性能是所有化纖中性能最好的一種，它除在氟磺酸、濃硝酸等氧化性酸外，對其他酸的抵抗力相當好。除了濃的苛性鈉外，其它鹼對它不起任何影響。專用於潮濕的場合，但受到溫度的限止。
l聚酯纖維強度高，彈性回復性能好，織物尺寸穩定，因此耐磨性能好，過濾性能好，是袋濾器中的主要濾料。聚酯纖維不溶於有機酸，在低溫下對低濃度的無機酸很穩定，有一定的耐酸能力，但能溶於濃硫酸和加熱的間甲酸中。聚酯是縮聚型聚合物，故不耐強鹼，容易水解，在高溫時尤甚。
l丙烯酸纖維耐水解，抗氧化，對無機酸和有機酸具有良好的抵抗力，耐鹼性也好，是一種最好的中溫濾料。對有化學腐蝕和潮濕的場合用來取代聚酯濾料。
l迷特聚酯針刺氈，是為了克服普通聚酯針刺氈使用溫度長時間超過130℃出現的收縮現象而開發出的工作溫度在150℃~170℃的新型濾料。
l斯泰福聚酯針刺氈，提高了聚酯纖維類濾料的過濾精度並降低了過濾壓力降，其具有覆膜濾料的表面過濾效果而運行阻力小，節省了能源。
2） 耐溫濾料
過去我國對高溫含塵氣體的治理，多採用水處理，造成嚴重的二次污染，採用玻纖布使用大氣反吹、反吸除塵器進行收塵，除塵器體積龐大，清灰效果不理想，不能完全滿足一些工況條件的要求。
80年代後，國外一些能滿足不同溫度，不同工況性能的幾種濾料陸續進入中國市場。我國製造商，已能製造出各種不同性能的耐溫濾料和研發出一些符合濾料和梯度結構的濾料，性能不斷提高。
耐溫針刺氈特性表
l注；在選用濾料時，要考慮工況條件，考慮濾料本身優良的性能，可採用對濾料覆膜或塗層、浸漬等後處理和複合的方法，彌補濾料不足之處（克服濾料性能「差」的影響）。
l杜邦推出的NomexDM濾料，使Nomex纖維形成更細微的纖維，從而增加了濾料平均25%的比表面積，提高了濾料對粉塵高達60%的捕捉能力。NomexDM濾料，能在高溫和有火花的工況條件下，有優良的尺寸穩定性，有助於保持濾袋具有良好的工作狀態，提高濾料的使用壽命。
lPPS濾料具有優良的過濾性能，防腐性能和綜合的輕度特性，但PPS濾料抗氧化性差，煙氣中NO2是很強的氧化劑隨著煙氣溫度升高，腐蝕性更強。在實際應用中證明，要確保PPS濾料使用壽命不低於兩年，煙氣常期溫度不超過150℃，含氧量不過8%，含NO2量不超過15mg/Nm3和高於煙氣酸露點溫度20℃，如果含氧量達12%時，建議煙氣溫度降至140℃。PPS濾料雖然耐化學性能好，但不耐氧化性酸、氧化劑、濃硫酸、濃硝酸等腐蝕。PPS具有非常好的康水解性能，允許煙氣中含水量可達40Vol%。
l濾料產生了水解和氧化，其強度急劇下降。
lP84濾料纖維為異型截面，比表面積大；纖維間抱合性好，孔隙小。比圓型截面有更高的過濾效率。
氟美斯耐溫濾料特性
3） 濾料的後處理
為了提高濾料的使用效果，滿足特性的工況條件下使用，而採取的一些工藝製造方法。即對濾料表面進行一些特殊處理。
後處理的方法及效果
玻璃纖維機織濾料表面處理
「中材科技」是我國長期從事玻纖維的研發和製造，他們將玻纖維織物經過表面化學處理製成的濾料----連續玻纖維濾布，共五個規格：CWF300、CWF300A、CWF450、CWF550、CWF600。已廣泛應用於工業捕塵和回收行業。
濾料後處理的點滴摘要說明
塗層表面處理
使濾料表面孔隙密度增大，光潔度加大，並使濾料具有一定的過濾性能，提高濾料的過濾精度、清灰效果、使用壽命。
濾料在開始使用時過濾阻力有點高，但在過濾過程中阻力上升的速率是緩慢的。
有機硅的性能
有機硅產品結構中既含有有機團又含有無機結構，使它集有機特性與無機物的功能於一身，具有耐高低溫（-60℃~200℃）、耐氣候老化、生理惰性（化學穩定性好，耐腐蝕），表面張力弱，表面能小，成膜能力強，使之具有疏水、防粘、耐油等特性。
有機硅按其形態可分為硅油（硅脂、硅乳液）、硅樹脂等，人們利用有機硅的特性，對濾料表面進行噴塗的化學配方處理，使濾料的使用性能滿足特定的工況條件使用性能的要求。
聚四氟乙烯的性能
聚四氟乙烯是一種結晶性高分子聚合物，分子中氟-碳鏈CF2單元按鋸齒形狀排列，並形成一個螺旋狀的扭曲鏈，氟院子幾乎覆蓋了整個高分子鏈的表面，這種結構使聚四氟乙烯具有各種優異的性能。
具有生理惰性，有很強的化學穩定性，能在任何種類的化學介質中（包括強氧化劑）長期使用，是當今世界上耐腐蝕性最佳材料之一，有「塑料王」之美稱。
具有耐高溫和底紋的特性，長期工作溫度可達260℃，在低溫-196℃時也能保持5%的伸長率，表現出良好的機械韌性。
有很強的耐氣候老化性能，有塑料中最佳的老化壽命之稱。
全氟-碳鏈分子間作用力極低，是固體材料中最小的表面張力，不粘附任何物質，包括油、水等。
全氟-碳表面重要特徵之一，是固體材料中摩擦係數最低者，光滑、耐磨不易吸附。
PTFE具有優異的綜合性能，用其做覆膜和基布，壽命可提高2-3倍。
聚四氟乙烯可成固體狀和液體狀存在。液體狀可於塗層、浸漬、做纖維、做氈和膜，中國是世界PTFE材料量產最多的國家之一，為我所用。
PTFE乳液塗層
在針刺氈表面塗一層PTFE-B乳液，形成一層細密的薄膜，使濾料表面具有聚四氟乙烯一定的性能，提高了過濾精度，改善了清灰效果，延長了使用壽命。
PTFE乳液浸漬
用聚四渡乙烯乳液對針刺氈整體進行浸漬，實現對每一根纖維表面進行鍍膜的作用，等於對每一根纖維滲覆一層聚四氟乙烯薄膜，使濾料每一根纖維具有聚四氟乙烯一定的性能，使濾料孔隙變小提高了過濾精度，纖維變光提高了清灰效果，降低了過濾阻力，提高了過濾效果，大大延長了濾料的使用壽命。
2、 濾料在工程上的應用
1） 水泥工業
水泥主要的生產設備水泥窯，尤其是水泥立窯，由於煙氣溫度高、工況變化大，煙氣成分複雜，含有多種污染物，除煙塵外還有NO、SO2、HF等有較強腐蝕性的有害氣體，對濾料要求高。生產系統要求除塵器要保證100%的運行。下面例舉濾料在工程上應用的幾個實例。
說明：萊氟濾料是「3521」利用氟對濾料進行技術處理的品種。氟是一種惰性元素，被稱為化學界頑童，氟的化合物具有好的防腐和耐溫功能，氟樹脂的高分子化合物具有防粘、防水、防油等性能
2） 垃圾焚燒
垃圾焚燒排放的煙氣中，含有大量的粉塵（包括不少重金屬）及SO2、HCL、HF等大量酸性毒氣，特別是容易產生「二惡英」等高危性物質，其中含水量大、含氧量高，在使用中因水解、氧化原因濾袋損失很多，所以對濾袋材質提出高的要求。
3） 燃煤鍋爐
我國地大物博，燃料煤的品種差異很大，煤中的硫、水分和除塵器中氧的含量，直接影響除塵器中的濾料壽命。沒燃料煙氣中SO2在除塵器中與空氣中氧結合生成SO3後，易和誰生成硫酸，易方面腐蝕濾袋同時使煙氣露點溫度和氮易形成很強的氧化劑NO2，PPS濾袋抗氧化性差異損壞。
燃煤鍋爐袋除塵器正常運行要求：
鍋爐中水分含量＜10%，一般水分含量（5-10）%
除塵器中含氧量＜10%
一般煙氣酸露點溫度是（100-125）℃左右，進入除塵器後酸露點溫度要增加（15-25）℃，除塵器運行溫度不能低於露點溫度。所以進入除塵器中的煙氣溫度一般保持在（150-170）℃
煤中含硫量＜3.5%，煙氣中含SO2＜2700mg/m3
過濾風速應選為1m/min左右，最大不要超過1.2m/min，否則要影響過濾內的燃燒。
4） 鋼鐵工業
在鋼鐵工業中，煉鐵高爐、煉硅鐵電爐和鍊鋼電弧爐排除煙氣的性質和工況條件，對除塵系統和使用濾料都提出了嚴格的要求。
煉鐵高爐排除的煙氣是含塵煤氣，稱荒煤氣。高爐排出煙氣溫度是（150~250℃），當爐膛發生塌料時，在瞬時排煙溫度可達400℃，甚至600℃。在開爐和停止鼓風時，排煙溫度可降至100℃以下，所以對濾料要求有耐溫（250-300℃）、防糊袋和抗水解的性能。高爐煤氣具有高壓、有毒、可燃、易爆炸等特性，要求濾料還要具有防靜電、防燃、防爆性能，脈衝閥必須採用惰性氣體噴吹。高爐正常冶煉時，每噸鐵排荒煤氣量為（1400-2000）Nm3，壓力為（0.05-0.25）MPa,溫度為（150-300）℃，BFG中CO占（20-30）%，H2占（2-5）%，熱值（3000-3800）KJ/Nm3，含有豐富的物理能、化學能，極具回收價值。要求濾料具有密的孔隙度，具有表面過濾性能，有極好的過濾性能，過濾風速最好≤0.5m/min，最大不要大於0.8m/min，保證排放濃度小於5mg/Nm3以下。要求濾料具有綜合的機械強度，提高濾料的使用壽命。
硅鐵電弧爐，多採用半密封罩（設活動吊簾），從罩外進入爐內的冷空氣與冶煉中散發出的CO混合進行燃燒，調整活動吊簾可調整進入爐內的空氣和煙氣溫度加強燃燒。煙氣溫度控制在-400℃，放糊袋，煙氣溫度應控制在140℃以上。煙塵中粉塵粒徑1μm以下的佔80%以上，粉塵較細黏性大。粉塵比電阻大，一定要採用袋式除塵器，運行時濾袋電荷量大，過濾阻力大，濾袋要防靜電。
鍊鋼電弧爐在冶煉過程中分為熔化、氧化和還原傘三個期。氧化期是強化脫硫，要往爐內吹入大量的氧氣或加入礦石，揚花期產生的煙氣量最大，含塵濃度和煙氣溫度最大，所以鍊鋼電弧爐凈化系統是按氧化期進行設計。在吹氧期，煙的平均粒徑在0.01-0.1μm範圍內，大約有85%以上是4μm以下的粒徑。採用爐內排煙時，煙氣溫度高，要有降溫措施，一般採用爐外排煙，排煙溫度，一般熔煉時100℃，吹氧時為100℃-200℃，設計是按150℃考慮。所以濾料要有防糊袋、抗氧化、抗水解的性能。
鍊鋼轉爐，轉爐鍊鋼是空氣猛吹爐內的液態生鐵進行冶煉。我國已經採用了吹氧轉爐鍊鋼，在氧氣吹煉期，爐內溫度高達1400℃，CO氣體含量高達90%（CO氣體與空氣立即燃燒），煙塵濃度大，粒徑1μm以下有75%。除塵系統要考慮CO利用和煙氣降溫措施。
文章摘至：《袋式除塵器配件組件選用手冊》
作 者：蘇州協昌環保科技有限公司
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