各種耐高溫濾料的性能和特點

各種耐高溫濾料的性能和特點1.4.1玻璃纖維濾料長期耐溫260°C、瞬時耐溫300^；價格低廉；具有突出的尺寸穩(wěn)定性、拉伸斷裂強度高、耐腐蝕性強、表面光滑、憎水透氣、容易清灰、化學穩(wěn)定性好；能耐大部分酸（氫氟酸除外）的腐蝕，但室溫下的強堿及高溫下的中等堿性將侵蝕玻璃；缺點是水汽對玻纖有一定影響，抗折、耐磨性能較差，在高過濾風速、脈沖清灰或清灰劇烈時會降低濾料壽命。因此玻纖織物一般只是為了降低費用及在高溫作業(yè)時選用【2】。1.4.2PPS（聚苯硫醚纖維）纖維濾料PPS濾料（商品名Ryton,Torcon或Procon）,可長期耐溫190C，瞬時耐溫240C，是一種耐高溫、耐酸堿、抗水解性能極好的濾料，具備了作為高性能纖維的各種特點；可抵抗多種酸、堿和氧化劑的化學腐蝕；具有較好的耐水解能力，特別適合在高濕的煙氣中使用；典型用途是用于城市垃圾焚燒爐、公用工程鍋爐、燃煤鍋爐、醫(yī)院焚燒爐、熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐上的脈沖袋式過濾器中，也可用PPS纖維取代其他不耐高溫或化學品及不耐潮濕的合成纖維濾料。但是PPS耐氧化性稍差，當煙氣含氧量超過15%時，就不能使用該種濾料【3】。1.4.3芳香族聚酰胺纖維濾料芳香族聚酰胺濾料（商品名Metamax,Nomex,Conex）耐溫200C,瞬時可耐240C,耐磨耐折性能較優(yōu)，耐堿尚可，耐酸性差，抗水解能力較差,但可進行拒水防油后處理，以改善其抗水解性能，適合在高溫而無酸性、含水分較少的氣氛中使用【5】。1.4.4P84（聚芳族酰亞胺纖維）纖維濾料P84是一種耐高溫合成纖維，能連續(xù)暴露在240°C環(huán)境中。P84由一種縮聚型聚合物制成，不耐水解。P84的截面呈三葉瓣形（如圖1-1所示），因單纖維表面積增加，能有效地捕集顆粒。P84是非熱塑性纖維，耐受脈沖清灰的磨損能力比玻璃纖維強，因而在要求耐磨性好的工況下可用P84取代玻璃纖維。P84在沒有化學品或水分存在的環(huán)境中工作得最好，而在酸堿環(huán)境中P84易被腐蝕【2】。圖1-1.P84纖維的截面圖1.4.5PTFE（聚四氟乙烯）纖維濾料PTFE纖維是氟聚合物纖維中最具代表性的高性能纖維，其常溫力學性能見表1-1【6】。表11.PTFE常溫時的力學性能表力學性能/單位參數(shù)力學性能/單位參數(shù)相對密度2.1?2.2彎曲彈性模量/kgf-cm-23500?6300拉伸強度/kgf-cm-2140?250壓縮強度，1%變形/kgf-cm-243拉伸彈性模量/kgf-cm-240000壓縮變形/83kgf-cm-24?8伸長率/%250?350沖擊強度/kgf-cm-216.4彎曲強度/kgf-cm-2110?140對拋光面得摩擦系數(shù)0.04由于PTFE具有內(nèi)在穩(wěn)定性和聚合物鏈結構的不活潑性以及與分子間力和鏈的有序功效，因而對高溫和化學作用的聯(lián)合影響具有極強的適應能力。其熔點為327°C，瞬間耐溫可達300°C，抗氧化能力強，不會水解，力學性能好，因而廣泛作為垃圾焚燒爐上的除塵器濾料。1.4.6多孔陶瓷纖維濾料陶瓷材料的突出特點是具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，它的工作溫度可高達1000c并且在氧化、還原等高溫環(huán)境下具有很好的抗腐蝕性；但是陶瓷材料存在性脆、延展性和性很差的缺點，因此陶瓷材料很難單獨使用［1］。1.4.7燒結金屬過濾材料燒結金屬過濾材料是一種常用的剛性過濾介質(zhì)，包括燒結金屬粉末、燒結金屬絲網(wǎng)以及燒結金屬纖維等，其過濾精度從0.05um到100um。金屬多孔過濾材料的突出特點是具有很好的機械性能，在常溫下金屬過濾材料的強度是陶瓷材料的%#倍〃即使在700C高溫下其強度仍數(shù)倍高于陶瓷材料。金屬過濾材料具有良好的導熱性、韌性和優(yōu)異的抗熱震性能以及高溫耐腐蝕能力。金屬過濾材料具有很好的再生性能。另外，金屬材料還具有很好的加工性和焊接性能I】】。1.4.8PANOF(聚丙烯腈預氧化纖維)纖維濾料聚丙烯臘預氧化纖維(PANOF)是90年代開發(fā)出來的一種新型耐高溫纖維，這種纖維具有不熔、不軟化、不收縮、在300C高溫下性能穩(wěn)定等特點，其極限氧指數(shù)高達55。該纖維目前的世界產(chǎn)量已達30000t/a以上，表1-2為常用的各種高溫過濾材料的性能。表1-2常用的高溫過濾材料的性能比較表nXz品名最高使用溫度/C力學特性化學穩(wěn)定性堿氟化物溶劑水解穩(wěn)定性阻燃性連續(xù)瞬時抗拉抗磨抗折酸PPS190230122114111Nomex200250111233131玻纖260300144314111P84 220 260 1 1 1 4 1 3 3 2 1PTFE 260 300 1 3 1 1 1 1 1 1 1注：表中表示的理化特性是原始特性，如經(jīng)改性則會變化。1、2、3、4表示理化特性的優(yōu)劣排序，依次為：優(yōu)、良、一般、差。1.5高溫過濾材料的發(fā)展趨勢（1） 高溫過濾材料用的纖維原料將會朝復合纖維方向發(fā)展，這將起到揚長避短的作用，使兩種纖維的優(yōu)點充分被發(fā)揮出來，而克服了單一纖維作用時的缺點。如大量關于纖維增強復合陶瓷過濾材料的研究就是為了找到提高陶瓷過濾材料的韌性和抗熱震性的方法。（2） 用非織造針刺工藝加工的非織造過濾材料由于其獨特的三維空隙過濾機理，在將來將會成為高溫過濾材料主要的加工方式。同時針刺過濾材料的結構會往漸進式的結構發(fā)展，即梯度結構（一般為3-4層），表面過濾層為超細纖維層面，下層為開放孔狀的粗纖維層，中間為基布增強層，其截面結構如圖2-2所示[2。該過濾氈的結構有利于提高過濾效率和降低運行阻力，并適合用于脈沖除塵器的高壓清灰方式。由上而I'后去E?，弟纖維層由上而I'后去E?，弟纖維層層：堵細纖維層度：細纖維出架：某布圖2-2.復合濾料的梯度結構1.6本課題研究的目的和意義當前，我國經(jīng)濟已進入高速發(fā)展階段，以資源、能源消耗性為主的重工業(yè)（電力、建材、冶金、化工等）迅速發(fā)展，我國已成為世界第一大鋼鐵、水泥、煤炭、化纖生產(chǎn)國；第二大電力、有色金屬、化肥生產(chǎn)國。但是上述高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶來了嚴重的環(huán)境污染問題，由于空氣、水以及工業(yè)等環(huán)境污染帶來的經(jīng)濟損失每年在1000億元以上，因此開發(fā)一種適用于這些產(chǎn)業(yè)的環(huán)保設備是迫切需要的。重工業(yè)排放的大氣污染物以高溫煙氣為主要特征，煙塵類顆粒物為主要控制對象之一。袋式除塵技術由于能使煙氣出口煙塵濃度小于30mg/m3,已經(jīng)在當前的工業(yè)粉塵和煙塵治理中逐漸地取代了電除塵技術。高溫袋式除塵技術的技術核心是高溫過濾材料，其優(yōu)劣直接關系到除塵器性能，但是由于工作溫度高、氣體腐蝕性強等特點對高溫氣體除塵用過濾材料有很高的要求，所以我國目前所使用的高溫濾料如PPS、P8