過濾材料用纖維及其濾料特性
目前，過濾材料的品種不斷增多，單從材質(zhì)而言，就有天然纖維、合成纖維、無機(jī)纖維和金屬纖維等。近年來，我國(guó)濾料生產(chǎn)工藝技術(shù)得到了飛速發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量有了大幅度提高，為我國(guó)的環(huán)境保護(hù)事業(yè)做出了較大貢獻(xiàn)?？墒窃趯?shí)際應(yīng)用中，卻總會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，部分原因是我們對(duì)過濾材料的認(rèn)識(shí)不足。下面筆者對(duì)制造濾料的部分纖維的特性及濾料在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意的事項(xiàng)做一簡(jiǎn)單的分析，希望對(duì)大家正確應(yīng)用濾料有所幫助。
我國(guó)化纖濾料過去主要是滌淪機(jī)織布和滌淪針刺氈。由于對(duì)耐溫提出了更高的要求，近年我國(guó)又引進(jìn)或自行開發(fā)了多種耐高溫的化學(xué)纖維，研制生產(chǎn)出了很多耐高溫的化纖濾料，如Nomex、PPS、P84、PTFE等。部分濾料的最高使用溫度和需關(guān)注的工況見下表。
滌綸纖維及其濾料特性
滌綸，學(xué)名聚酯（PolyesterPE），即聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PolyethyleneterephthalatePET），比重1.38g/cm3，熔點(diǎn)256℃，斷裂強(qiáng)度5.5g/d，極限氧指數(shù)22。它是一種熱塑性纖維，遇火會(huì)燃燒并滴落，所以滌綸濾料能采用壓光、燒毛等方式進(jìn)行后處理，可在干燥條件下經(jīng)受135℃的操作溫度，若在135℃以上溫度連續(xù)工作時(shí)會(huì)變硬、褪色、發(fā)脆，短時(shí)高溫也會(huì)使其強(qiáng)度變?nèi)酢?/FONT>
滌綸纖維抗水解性差，不適于在高堿、高濕氣的工況條件下（5%以上水氣，100℃以上高溫）使用。針對(duì)這些不足，解決辦法是：溫度超過135℃，選用Nomex等耐高溫纖維濾料；水氣超過5%，將溫度降到100℃以下；高堿、高濕氣情況下，可選用耐水解的丙烯腈纖維等其他纖維濾料。
Nomex纖維及其濾料特性
Nomex，學(xué)名芳香族聚酰胺（Arylpolyamide），比重1.38g/cm3，斷裂強(qiáng)度4.9g/d，極限氧指數(shù)29。它是一種非熱塑性纖維，不自燃也不助燃，在高溫狀態(tài)下（如371℃時(shí)）只會(huì)碳化或分解成小分子，不會(huì)像一般熱塑性纖維那樣突然軟化，可在干燥條件下經(jīng)受200℃的操作溫度。所以，Nomex纖維濾料不能采用壓光工藝后處理，但可采用燒毛方式進(jìn)行后處理。
Nomex纖維濾料是一種水解性纖維，在高溫和存在化學(xué)成分及水氣的情況下會(huì)很快水解而損壞；在水氣濃度小于10%、弱酸性及中性環(huán)境下適用于190℃的操作溫度，使用壽命可達(dá)2年；若水氣濃度增加為20%，使用壽命如要達(dá)到2年，則需把溫度降到到165℃以下，若溫度還在190℃左右，其壽命只有半年多。Nomex纖維濾料會(huì)受到SOx的侵蝕，因此在燒含硫煤的電廠中往往不能應(yīng)用。在水氣濃度為10%、溫度為120℃、SO2含量在50～400ppm時(shí)，強(qiáng)度保留率為58%；若溫度升到180℃，SO2含量在50ppm時(shí)，強(qiáng)度保留率為30%；當(dāng)SO2含量高達(dá)400ppm時(shí)，強(qiáng)度保留率僅為5%。所以在有水氣和SOx存在時(shí)，不宜使用Nomex纖維濾料，可用普抗纖維濾料替代。
普抗纖維及其濾料特性
普抗，學(xué)名聚苯硫醚（PolyphenylenesulfidePPS），比重1.38g/cm3，熔點(diǎn)285℃，斷裂強(qiáng)度5.0g/d，極限氧指數(shù)34，是一種高性能熱塑性工程塑料，具有耐熱、阻燃等特性。PPS濾料可在190℃的溫度下連續(xù)使用，瞬時(shí)溫度可達(dá)200℃（每年累計(jì)400小時(shí)以下）；在160℃的熱壓釜中能保持90%以上的強(qiáng)度。
PPS濾料的耐化學(xué)性非常好，抗硫、抗酸效果很好，所以在燃煤鍋爐上是最合適的濾料，現(xiàn)有約有80%的PPS濾料使用在燃煤鍋爐上，它只要求煤中的硫含量在3.5%以下，煙氣中SO2含量在2700mg/Nm3以下。其缺點(diǎn)是抗氧化性較差，要求O2含量小于14%、NOx含量小于600mg/Nm3，若O2含量達(dá)12%，建議溫度降到140℃，總之氧含量越高，所使用的溫度就要越低，因?yàn)槊吭黾?0℃，化學(xué)反應(yīng)便會(huì)成倍增加。也就是說濾料本來壽命為3年的情況下，若溫度增加10℃，其壽命就只有1年半。
P84纖維及其濾料特性
P84，學(xué)名聚酰亞胺（PolyimidePI），比重1.4g/cm3，是不規(guī)則的葉片狀截面，因此比一般圓形截面增加了80%的表面積。P84纖維耐高溫性能好，可在260℃以下溫度連續(xù)使用，瞬時(shí)溫度可達(dá)280℃（每年累計(jì)少于200小時(shí)），有一定的水解性，建議在水氣含量小于35%的工況下使用。P84有一定的抗氧化性，煙氣中O2含量應(yīng)小于16%，NOx含量小于600mg/Nm3，若沒有O2補(bǔ)充，NOx含量可放寬到1500mg/Nm3。SOx會(huì)使濾料壽命降低，建議SOx含量小于700mg/Nm3，在垃圾焚燒爐中應(yīng)用必須有脫硫裝置。
PTFE纖維及其濾料特性
氟綸，學(xué)名聚四氟乙烯（polytetraflu鄄oroethylenePTFE），比重2.2g/cm3，熔點(diǎn)327℃，分解溫度在415℃左右，有卓越的耐化學(xué)腐蝕性，對(duì)所有化學(xué)品都耐腐蝕，有塑料王之稱。聚四氟乙烯（PTFE）為大分子線型結(jié)構(gòu)，在其分子結(jié)構(gòu)中,氟原子體積較氫原子大，氟碳鍵的結(jié)合力也強(qiáng)，起到保護(hù)整個(gè)碳———碳主鏈的作用，使聚四氟乙烯纖維化學(xué)穩(wěn)定性極好，摩擦因數(shù)低，具有不燃，能耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑等強(qiáng)腐蝕性試劑或溶劑，耐高、低溫等優(yōu)良性能，長(zhǎng)期使用溫度為-200～260℃。用PTFE纖維制成的濾材廣泛應(yīng)用于垃圾焚燒、高硫煤除塵等領(lǐng)域。
玻璃纖維及其濾料特性
玻璃纖維是一種無機(jī)纖維，主要成分是SiO2。玻璃纖維是將玻璃料在1300～1600℃的溫度時(shí)熔化后，從熔融態(tài)抽絲并迅速淬冷而制得的，比重2.54g/cm3，原絲抗張強(qiáng)度在160～275kg/mm2。
玻璃纖維最突出的優(yōu)點(diǎn)就是耐高溫、尺寸穩(wěn)定性好、拉伸斷裂強(qiáng)度高。玻璃纖維在耐化學(xué)侵蝕方面，除了氫氟酸、高溫強(qiáng)堿外，對(duì)其他介質(zhì)都很穩(wěn)定。玻璃纖維的缺點(diǎn)是耐折性較差。
作為過濾材料，玻璃纖維可在260℃的工況條件下長(zhǎng)期使用。過濾氣體的溫度控制在收塵設(shè)備的設(shè)計(jì)中具有重要意義，過濾材料的耐高溫性能對(duì)收塵設(shè)備的成本和運(yùn)行費(fèi)用都起著決定性的作用。煙氣的高溫過濾具有以下優(yōu)點(diǎn)：省去了除塵裝置的冷卻費(fèi)用，降低了除塵設(shè)備的造價(jià)；減少了冷風(fēng)的摻入量，從而使處理風(fēng)量的總數(shù)得到有效控制，降低除塵設(shè)備的造價(jià)；減少結(jié)露的危險(xiǎn)，防止除塵設(shè)備的腐蝕，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，同時(shí)還防止濾布表面因結(jié)露而引起阻塞的故障，使過濾得以順利進(jìn)行。
玻璃纖維在260℃下，其收縮率為0，與其他合成纖維濾料相比，尺寸穩(wěn)定性優(yōu)越得多。使用玻璃纖維濾料時(shí)不必?fù)?dān)心透氣性和過濾面積的變化，也不必?fù)?dān)心因收縮加大布面張力和濾袋伸長(zhǎng)而使濾袋皺折、加快濾袋破損等問題。玻璃纖維耐折性較差，但可以從控制纖維的直徑和表面化學(xué)處理兩個(gè)方面來大幅度提高其耐折性能。
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