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袋式鍋爐除（chú）塵器過濾材料用各種纖維的特性（xìng）及其應用
一、前言
在工業生產中，工業（yè）爐窯和（hé）燃煤鍋爐產生大量的工業粉（fěn）塵和煙塵。當前，治理工業粉塵
和煙塵最有效的辦法就是使用鍋爐除塵器，而其核心是過濾（lǜ）材料。
目前，過濾材料的品（pǐn）種不斷增多，單從材質而言，就有天然纖維、各種合成纖維、各種
無機纖維和（hé）金屬（shǔ）纖維（wéi）等。近年，我（wǒ）國濾料生產工藝技術得到了飛速發展，產品質量有了大幅
度的提高，為我國的環境保護事業做出了較大（dà）的貢獻。可是（shì）在（zài）實際應用中，卻總會出（chū）現（xiàn）這樣
那（nà）樣的問題，這與我們對過濾材料的認識不足是密不可分的。本文對製造濾料的部份纖（xiān）維的
特性及其濾料在實際應（yīng）用中應注意的事項做一簡單的分析，希望對濾料的正確應用有所幫
助。
⒉部份化纖的特（tè）性及其
部份化纖的特性及（jí）其部份化纖的特性及其
部（bù）份化纖的特性及（jí）其濾料（liào）
濾料濾料
濾料的應用
的應用的應用
的應用（yòng）
目前我（wǒ）國化纖濾料主要是滌淪機織布和滌淪針（zhēn）刺氈。由於對耐溫提出了更高的要求，近
年又通過引進耐高溫的化學纖維，研製（zhì）生產出了（le）很（hěn）多耐高溫的化纖濾料（liào），如（rú） Nomex、
Procon、Torcon、Basfil、P84等。以下結合（hé）筆者對這些纖（xiān）維（wéi）及其濾料的淺薄認識（shí），分別對
其做（zuò）一簡單的分析，以取到（dào）拋磚（zhuān）引玉的作用。部份濾料的最高使用溫（wēn）度和需關注的工況見表
1。
⑴ 滌淪纖（xiān）維及其濾料
滌淪：學（xué）名聚酯（Polyester PE）聚對苯二（èr）甲酸（suān）乙（yǐ）二醇酯Polyethylene terephthalate，
PET
特性：比重1.38g/cm3，熔點256℃，斷裂強（qiáng）度5.5g/d，極限氧指數22。熱塑（sù）性纖維，
遇火會燃燒並滴落，能壓光、燒毛。
過濾性能（néng）：可在（zài）幹燥條件下經受135℃的操作溫度；連續（xù）在（zài）135℃以上工作會變硬、褪
色、發脆，短時高溫亦會使其強度變（biàn）弱。抗水解性差，不（bú）適於高（gāo）堿、高濕氣的工況條件下（5%
以上水汽，100℃以（yǐ）上高溫）使用；
解決辦法：
⒈溫度（dù）超過135℃則選用Nomex等耐高溫纖（xiān）維；
⒉水汽超過5%則將溫（wēn）度降到100℃以下；
⒊高堿、高濕汽（qì）情況下，選用耐水解的丙烯腈纖維。 ⑵ Nomex纖維及（jí）其濾料
Nomex：學名芳香族聚（jù）酰胺 Aryl polyamide
特性：比重1.38g/cm3，斷裂強（qiáng）度4.9g/d，極限氧指數29。是非熱塑性纖維，不自燃也
不助燃，它在（zài）高溫狀態下如371℃隻會碳化（huà）或分解成小分子，不會象一般（bān）熱（rè）塑性（xìng）纖維會突然
軟（ruǎn）化，所以不能壓光，但可燒毛。
過濾性能：可在幹燥條（tiáo）件下經受200℃的（de）操作溫度；是水解性纖維，當高溫和有化學成
份（fèn）及水份時（shí）會很快水解而損壞；在水份濃度為10%及弱酸性及中性環境下可適用於 190℃
的操作溫度，而使用壽命也可（kě）達兩年；若水份濃度增加為20%，使（shǐ）用壽命需達到（dào）兩年則需
降溫到165℃以下，若還在190℃使用其壽命（mìng）隻有半年多。
它特怕SOx的侵蝕（shí），因（yīn）此在燒含硫煤的電廠中往往不能應用。在水份濃度為10%時，
若溫度為120℃、SO2含量50～400ppm，強（qiáng）度保（bǎo）留率為58%，若溫度升到180℃，SO2
含量50ppm時，強度保留率（lǜ）為30%，SO2含量400ppm時，強度保留率僅5%。所以（yǐ）在有
水汽和SOx存在（zài）時不（bú）宜使用（yòng）。
解決辦（bàn）法：⒈水解可用普（pǔ）抗替代（dài），普（pǔ）抗能耐水解和硫氧化物（wù）的侵蝕。
⑶ 普抗（托康）纖維及其濾料（liào）
普抗：學名聚苯硫醚 Polyphenylene sulfide PPS
特性：比重1.38g/cm3，熔點285℃，斷裂強度5.0g/d，極限（xiàn）氧指數34。是結晶性高性
能熱塑性工程塑料，具有耐（nài）熱、耐化學性、阻燃（rán）性等諸多特性。
過濾性能：可在190℃的溫度下連續使（shǐ）用（yòng），瞬時200℃（每年累計（jì）400小時以下）；在
160℃的熱壓釜中能保持90%以上的強度。耐化學性非常好，抗硫，抗（kàng）酸效果很好（hǎo），所以在
燃煤鍋爐上是最合適的濾料，現有約80%的PPS濾料使用在（zài）燃煤鍋（guō）爐上，它隻要求煤的硫
含量在3.5%以下，煙氣中SO2含量在 2700mg/Nm3以（yǐ）下。
其缺點是抗氧化性較差，要求O2含量小於14%（Vol）、NOx小於600mg/Nm3，若
O2含量達12%建議溫度降到140℃，總（zǒng）之氧含量越高，所使用的溫度就要越低，因每增加
10℃，化學反應成雙倍（bèi）的（de）增加。也就是說本來壽命3年的情況下，若溫度（dù）增加10℃，其壽
命會隻有1.5年。
⑷ P84纖維及其濾料
P84：學名聚酰亞胺 Polyimide PI
特性：比重（chóng）1.4g/cm3，是不規則的葉片狀截麵，因（yīn）此比一般園形截麵增加了80%的表
麵積（jī）。耐高溫性很好（hǎo）。 過濾性能：可在（zài）260℃以下連續使用，瞬時溫度可達280℃（每年累計少於200小時）。
有一定的水解性，建議使用在水（shuǐ）汽含量（liàng）小於35%Vol的氣氛中。有一定（dìng）的抗氧化性，希望煙
氣中O2含（hán）量小於16%Vol，NOX小於600mg/Nm3，若沒有O2補充NOX含量可（kě）放寬到
1500mg/Nm3。
SOX會使（shǐ）濾料壽命降低，建議SOX含量小於700mg/Nm3，在垃圾（jī）焚燒爐中應用必須
有脫硫裝置。
⒊玻璃纖維及其濾料的特性（xìng）的（de）特性
玻璃纖維是一種無機纖維，其主要成分是SiO2。它是將玻璃料在1300～1600℃的溫度
熔化以後，從熔融態抽（chōu）絲並迅速淬（cuì）冷而（ér）製得的。比重 2.54g/cm3，原絲抗張（zhāng）強度在160～
275kg/mm2。按成分不同又分（fèn）為A玻璃、C玻璃、E玻璃和S玻璃等，用於過（guò）濾材料一般
采用C玻璃（即中堿玻璃或稱鈉鈣矽酸鹽玻璃（lí））和E玻璃（即無堿玻璃（lí）或稱鋁硼矽酸鹽玻
璃）兩種。目前我國生產過（guò）濾布用的玻璃纖維主要采用無（wú）堿80支、中堿45支和無堿40 支，
其單纖維直徑分別為6μ、7.5μ和8μ。
玻璃纖維最（zuì）實出的優（yōu）點就是（shì）耐高溫，尺（chǐ）寸穩定性好，拉伸斷裂強度高。玻璃纖維在耐化
學侵（qīn）蝕方麵，除了氫氟酸、高溫強堿外，對其（qí）他介質都很穩定。玻璃纖維的缺點是耐折性較
差。
⑴ 耐溫性（xìng）
做為過濾材料，玻（bō）璃纖維可於260℃（中堿）/280℃（無堿（jiǎn））的工況條件下長（zhǎng）期使用，
瞬（shùn）間高溫可達350℃。過濾氣體的溫度控製在收塵設備（bèi）的設計中具有重要的（de）意義，過（guò）濾材料
的耐（nài）高溫性能對收塵設備的成本和運（yùn）行費用都取著決定性的作用（yòng）。煙氣的（de）高溫過濾會給您帶
來以下好（hǎo）處。
省去了除塵裝置的冷卻費用，因而降（jiàng）低（dī）了除塵設備的造價；
減（jiǎn）少了冷（lěng）風的（de）摻入量，從而使處理風量的總數得到（dào）了有效控製。這一（yī）點對降低除塵設備
的造（zào）價是不言而喻的（de）。
減（jiǎn）少了結露的危險。260℃這一溫度界限，對目前所有的工業（yè）領域，排除結露（lù）故障是足
足有餘的，這就防止了（le）除塵（chén）設備的腐蝕，延（yán）長（zhǎng）了其使用壽命。同時還防止了（le）濾布表麵結露而
引起阻塞的故障，使過濾得以順利進行。
節能。如鋼鐵行業高爐煤氣淨化，煤氣降溫不僅本身浪費能源，而且減少了煤氣的燃燒
熱值（zhí）。
⑵ 尺寸穩定性好 玻（bō）璃纖維在280℃下（xià），其收縮率為0，與其他合成纖維濾料要比，尺寸（cùn）穩定性優越得多（duō）。
使用玻璃纖維濾料（liào）時（shí）不必擔（dān）心透氣性（xìng）和過濾（lǜ）麵積的變化，以及收縮而加大（dà）布麵張（zhāng）力和濾袋伸
長而使（shǐ）濾袋皺折，加（jiā）快濾袋破損等（děng）影響。
⑶ 拉伸斷裂強度高
拉伸斷裂（liè）強（qiáng）度高、拉伸斷（duàn）裂伸長率（lǜ）小是玻璃纖維過（guò）濾（lǜ）材料的又一特點。所以在除塵用濾
袋設（shè）計時，對濾袋的拉伸（shēn）斷裂強度要（yào）求基本上可不予考慮。玻纖濾料與滌淪濾料的強力比較
見表2，幾（jǐ）種過濾材料斷裂伸長率的比較見（jiàn）表3。
⑷ 耐化學侵蝕：
玻璃纖維本身（shēn）的耐化學侵蝕與玻璃（lí）纖維過濾材料的耐化學（xué）侵蝕是兩個不同的（de）慨（kǎi）念。因（yīn）為
玻璃纖維（wéi）過濾材料都必須（xū）經（jīng）過表麵化學處理才可以投入使用，未經處理的玻璃纖維做為濾（lǜ）料
使用可以說（shuō）是沒有意義的。但對玻璃（lí）纖維本身（shēn）的耐化學侵（qīn）蝕性我們也（yě）要有一個較全麵的認
識，下麵就從酸、堿和水汽（qì）對玻璃纖維本身的影（yǐng）響和對玻璃纖維濾（lǜ）料的（de）影響分別做一討論。
①玻璃纖維（wéi）濾料具（jù）有高度的耐酸性（xìng）
中（zhōng）堿玻璃纖維具有高度的耐酸（suān）性（HF酸除外）。因為它含（hán）有約（yuē）12%的堿（jiǎn）金（jīn）屬氧化物（wù），
在酸性介質下
≡Si－O－Na + H+ －→ ≡Si－OH + Na+
侵蝕（shí）過程中，生成的≡Si－OH反而在纖維表麵（miàn）起了保護膜的作用（yòng），它（tā）阻礙著侵蝕進程。
無堿玻璃纖維耐酸性（xìng）則相對較差，因（yīn）為其堿金屬氧化物含量少（shǎo），而含有約（yuē）3%的B2O2，
在酸（suān）性氣氛下
B2O2＋3H2O＝2H3BO2
遇水後生（shēng）成的可溶（róng）性的（de）硼（péng）酸對纖維結構（gòu）有一定的破壞作用。
為了提高玻璃纖（xiān）維過濾材料的耐酸性能，各玻璃纖（xiān）維濾料生產企業都研製了不（bú）同的表（biǎo）麵
化學處理耐酸配方。如南京（jīng）菲爾特過濾材料有限（xiàn）公（gōng）司研究開（kāi）發了RH、YM、AR等係列（liè）玻璃
纖維過濾布耐酸處理配方，為我國碳黑、燃（rán）煤鍋爐、垃圾焚燒爐等行業提供了優（yōu）質濾料。
本中（zhōng）心研製開發的耐酸玻璃纖維（wéi）濾料采用（yòng）耐酸配方處理，該配方中的抗酸聚合物包覆在
玻璃纖維表麵，生成一種保護性屏障，使它免受化學侵蝕。采用0.3mm厚中堿玻纖布按照
美國BGF公司濾料耐酸測試方（fāng）法測得酸（suān）腐（fǔ）蝕前後耐（nài）折性能見表4。如表（biǎo）所示（shì），經耐（nài）酸配（pèi）方
處理的玻纖布耐酸性（xìng）能大幅度提高。
所以，在有酸性氣氛的高溫煙氣除塵時，宜選用（yòng）經過耐酸處理的玻璃纖維過濾材料。
②高溫耐堿性不是（shì）考慮的重點 由於自然界的堿都是以（yǐ）堿金（jīn）屬氧化物的形式存在的，所以在高溫過濾的煙塵中，盡管有
很多堿性成分，但不會真正形成諸如NaOH、Ca(OH)2等形式的堿（jiǎn）。所以，盡管普通玻璃
的高溫耐堿性較差（chà），但堿對玻（bō）璃纖維濾料的危害並不（bú）是考慮的重（chóng）點。
③水汽對玻璃纖維濾料有一定的影響
水（shuǐ）汽對玻璃纖維濾料有一定的影響。在實際應用中，高溫過濾煙氣含水量較（jiào）大時（shí），宜選
用經防水（shuǐ）處理的玻（bō）璃纖（xiān）維濾料。
無堿玻璃纖維（wéi）對水、濕空氣、弱堿有高度的穩定性，屬於一級（jí）水解級。中堿玻璃纖維對
水、濕空氣較穩（wěn）定，屬於二級水解級。而高堿玻（bō）璃纖維一（yī）般屬於三級水解級。這（zhè）是由於其堿
金屬氧化物含（hán）量不同造成的，因為堿金屬氧化物會與水起化學作用，生成可溶性的矽（guī）酸鈉
Na2O＋H2O＝2NaOH
2NaOH＋SiO2＝ Na2SiO2
Na2SiO2＝2Na＋＋SiO2－
為此，出現了很多經防水處理的玻璃纖維（wéi）過濾材料（liào）。如南京菲爾（ěr）特過濾材料有限公司研
製開發的FCA、FQ、TFB等配（pèi）方（fāng）處理的濾料都有優異的防水性能，RH、YM、AR等耐酸
配方處（chù）理的濾料也（yě）具有優異的防水性能。
④玻（bō）璃纖（xiān）維（wéi）特怕HF酸，160ppm以（yǐ）上的HF存（cún）在時不能使用。
⑸ 耐折性
玻璃纖維耐折性較差，但可以從控製纖維的直徑和表麵化學處理（lǐ）兩個方麵來大幅度提（tí）高
其（qí）耐折性能。玻璃纖（xiān）維的直徑對玻纖過濾布的耐折性能影響（xiǎng）較大，這是因為玻璃纖維是無機
纖維，比較脆，當把單根纖維（wéi）彎曲到一定的曲率半徑時，纖維即斷裂，這個半徑就稱為該（gāi）纖
維的斷裂彎曲半徑，玻（bō）璃纖維的直徑d與其斷裂彎曲半徑r的關係如下：
r=Ed/2T
式（shì）中E（彈性模量）和T（抗張強（qiáng）度）皆為常數（shù），因此纖維的直徑越細，其斷裂彎曲（qǔ）半
徑越小，越不易折斷，耐折性會明顯提（tí）高。不（bú）同直徑纖維的耐折性（xìng）能見表5。
玻璃纖維（wéi）的表麵（miàn）化學處理可改善纖維的耐折性能。南京菲爾特過濾材料有限公司研製開
發的高耐折表麵化（huà）學處理配方與（yǔ）國內（nèi）傳統配方相比，其耐折（shé）性能提高10倍以上，達到美國
進口同類產品水平，取得了較好的效果。其濾料性能比較見表6。
⒋結（jié）語
各種不（bú）同纖維製成的過濾材料都有其自身的（de）特性，我們對其認識的充分程度決定了其在
實（shí）際應用中的成功率。所以在實際應用中，我們一方麵（miàn）要把鍋爐除塵器的工況條件吃透；另一（yī）方麵要對各種（zhǒng）濾料的適用工況特別是不適宜的工況（kuàng）吃透。隻有把工作做在前麵，做細、做（zuò）深才
能使各種濾料用好，更好地為我國環保事業（yè）做出應（yīng）有（yǒu）的貢獻（xiàn）。
