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我国化纤滤料过去主要是涤沦机织布和涤沦针刺毡。由于对耐温提出了更高的要求,近年我国又引进或自行开发了多种耐高温的化学纤维,研制生产出了很多耐高温的化纤滤料,如Nomex、PPS、P84、PTFE等。部分滤料的最高使用温度和需关注的工况见下表。

涤纶纤维及其滤料特性
涤纶,学名聚酯(PolyesterPE),即聚对苯二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneterephthalatePET),比重1.38g/cm3,熔点256℃,断裂强度5.5g/d,极限氧指数22。它是一种热塑性纤维,遇火会燃烧并滴落,所以涤纶滤料能采用压光、烧毛等方式进行后处理,可在干燥条件下经受135℃的操作温度,若在135℃以上温度连续工作时会变硬、褪色、发脆,短时高温也会使其强度变弱。

涤纶纤维抗水解性差,不适于在高碱、高湿气的工况条件下(5%以上水气,100℃以上高温)使用。针对这些不足,解决办法是:温度超过135℃,选用Nomex等耐高温纤维滤料;水气超过5%,将温度降到100℃以下;高碱、高湿气情况下,可选用耐水解的丙烯腈纤维等其他纤维滤料。

Nomex纤维及其滤料特性
Nomex,学名芳香族聚酰胺(Arylpolyamide),比重1.38g/cm3,断裂强度4.9g/d,极限氧指数29。它是一种非热塑性纤维,不自燃也不助燃,在高温状态下(如371℃时)只会碳化或分解成小分子,不会像一般热塑性纤维那样突然软化,可在干燥条件下经受200℃的操作温度。所以,Nomex纤维滤料不能采用压光工艺后处理,但可采用烧毛方式进行后处理。

Nomex纤维滤料是一种水解性纤维,在高温和存在化学成分及水气的情况下会很快水解而损坏;在水气浓度小于10%、弱酸性及中性环境下适用于190℃的操作温度,使用寿命可达2年;若水气浓度增加为20%,使用寿命如要达到2年,则需把温度降到到165℃以下,若温度还在190℃左右,其寿命只有半年多。Nomex纤维滤料会受到SOx的侵蚀,因此在烧含硫煤的电厂中往往不能应用。在水气浓度为10%、温度为120℃、SO2含量在50~400ppm时,强度保留率为58%;若温度升到180℃,SO2含量在50ppm时,强度保留率为30%;当SO2含量高达400ppm时,强度保留率仅为5%。所以在有水气和SOx存在时,不宜使用Nomex纤维滤料,可用普抗纤维滤料替代。


普抗纤维及其滤料特性
普抗,学名聚苯硫醚(PolyphenylenesulfidePPS),比重1.38g/cm3,熔点285℃,断裂强度5.0g/d,极限氧指数34,是一种高性能热塑性工程塑料,具有耐热、阻燃等特性。PPS滤料可在190℃的温度下连续使用,瞬时温度可达200℃(每年累计400小时以下);在160℃的热压釜中能保持90%以上的强度。

PPS滤料的耐化学性非常好,抗硫、抗酸效果很好,所以在燃煤锅炉上是最合适的滤料,现有约有80%的PPS滤料使用在燃煤锅炉上,它只要求煤中的硫含量在3.5%以下,烟气中SO2含量在2700mg/Nm3以下。其缺点是抗氧化性较差,要求O2含量小于14%、NOx含量小于600mg/Nm3,若O2含量达12%,建议温度降到140℃,总之氧含量越高,所使用的温度就要越低,因为每增加10℃,化学反应便会成倍增加。也就是说滤料本来寿命为3年的情况下,若温度增加10℃,其寿命就只有1年半。

P84纤维及其滤料特性
P84,学名聚酰亚胺(PolyimidePI),比重1.4g/cm3,是不规则的叶片状截面,因此比一般圆形截面增加了80%的表面积。P84纤维耐高温性能好,可在260℃以下温度连续使用,瞬时温度可达280℃(每年累计少于200小时),有一定的水解性,建议在水气含量小于35%的工况下使用。P84有一定的抗氧化性,烟气中O2含量应小于16%,NOx含量小于600mg/Nm3,若没有O2补充,NOx含量可放宽到1500mg/Nm3。SOx会使滤料寿命降低,建议SOx含量小于700mg/Nm3,在垃圾焚烧炉中应用必须有脱硫装置。

PTFE纤维及其滤料特性
氟纶,学名聚四氟乙烯(polytetraflu鄄oroethylenePTFE),比重2.2g/cm3,熔点327℃,分解温度在415℃左右,有卓越的耐化学腐蚀性,对所有化学品都耐腐蚀,有塑料王之称。聚四氟乙烯(PTFE)为大分子线型结构,在其分子结构中,氟原子体积较氢原子大,氟碳键的结合力也强,起到保护整个碳———碳主链的作用,使聚四氟乙烯纤维化学稳定性极好,摩擦因数低,具有不燃,能耐强酸、强碱、强氧化剂等强腐蚀性试剂或溶剂,耐高、低温等优良性能,长期使用温度为-200~260℃。用PTFE纤维制成的滤材广泛应用于垃圾焚烧、高硫煤除尘等领域。

玻璃纤维及其滤料特性
玻璃纤维是一种无机纤维,主要成分是SiO2。玻璃纤维是将玻璃料在1300~1600℃的温度时熔化后,从熔融态抽丝并迅速淬冷而制得的,比重2.54g/cm3,原丝抗张强度在160~275kg/mm2

玻璃纤维最突出的优点就是耐高温、尺寸稳定性好、拉伸断裂强度高。玻璃纤维在耐化学侵蚀方面,除了氢氟酸、高温强碱外,对其他介质都很稳定。玻璃纤维的缺点是耐折性较差。

作为过滤材料,玻璃纤维可在260℃的工况条件下长期使用。过滤气体的温度控制在收尘设备的设计中具有重要意义,过滤材料的耐高温性能对收尘设备的成本和运行费用都起着决定性的作用。烟气的高温过滤具有以下优点:省去了除尘装置的冷却费用,降低了除尘设备的造价;减少了冷风的掺入量,从而使处理风量的总数得到有效控制,降低除尘设备的造价;减少结露的危险,防止除尘设备的腐蚀,延长设备使用寿命,同时还防止滤布表面因结露而引起阻塞的故障,使过滤得以顺利进行。

玻璃纤维在260℃下,其收缩率为0,与其他合成纤维滤料相比,尺寸稳定性优越得多。使用玻璃纤维滤料时不必担心透气性和过滤面积的变化,也不必担心因收缩加大布面张力和滤袋伸长而使滤袋皱折、加快滤袋破损等问题。玻璃纤维耐折性较差,但可以从控制纤维的直径和表面化学处理两个方面来大幅度提高其耐折性能。

 


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