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袋（dài）式鍋爐除塵器過（guò）濾材料用各種纖維的（de）特性及其應用
一、前言
在（zài）工業生產中，工業爐窯和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，而其核心是過濾材料。
目前，過濾材料的品種不斷增多，單從材質而言，就有天然纖維、各（gè）種合成纖維、各種
無機纖維和金屬纖（xiān）維等。近年，我國（guó）濾料生產工藝技術得到了飛速發展，產品質量有（yǒu）了大幅
度的提高，為我國的（de）環境保護事業做出了較大的貢獻。可是在實際應用中，卻總會出現這樣
那樣的問題，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維的
特性及其濾料在實際應（yīng）用（yòng）中應注意（yì）的事項做一簡（jiǎn）單（dān）的（de）分析，希望（wàng）對濾料的正確應用（yòng）有（yǒu）所幫
助。
⒉部（bù）份化纖的特性及其
部份（fèn）化纖的特性及其部份化纖的特（tè）性及（jí）其（qí）
部份化纖的特性及其濾料
濾（lǜ）料濾料
濾料（liào）的應用
的應用的應用
的（de）應用
目前（qián）我國化（huà）纖濾料（liào）主要是滌（dí）淪機織布和滌淪針刺氈。由於（yú）對耐溫（wēn）提出了（le）更高的要求（qiú），近
年又通過引進耐高溫的化學纖維，研製生產出了（le）很多耐高溫的化纖濾料，如 Nomex、
Procon、Torcon、Basfil、P84等。以下結合筆（bǐ）者對這些纖維（wéi）及（jí）其濾料的淺薄認識，分別對
其做一簡單的分析，以取到拋磚引玉的作用（yòng）。部份（fèn）濾料的（de）最高使用溫度和需關注的工況見表
1。
⑴ 滌淪（lún）纖（xiān）維及其濾（lǜ）料
滌淪：學名聚酯（zhǐ）（Polyester PE）聚對苯二甲酸乙二醇酯Polyethylene terephthalate，
PET
特性：比（bǐ）重1.38g/cm3，熔點256℃，斷裂強度5.5g/d，極限（xiàn）氧指數22。熱塑性纖維，
遇火會燃燒並滴落，能壓光、燒毛。
過濾性能：可在幹燥條（tiáo）件下經受135℃的操作溫度；連續在135℃以上（shàng）工作會變硬、褪
色、發脆，短時高溫亦（yì）會使其強度變弱。抗水解性差，不適於高堿、高濕氣的工況（kuàng）條件下（5%
以上水汽，100℃以（yǐ）上高溫）使用；
解決辦法：
⒈溫度超過135℃則選用（yòng）Nomex等耐高溫纖維；
⒉水汽超過5%則將溫度降到100℃以下；
⒊高堿、高濕汽情況下，選用耐水解的丙烯腈纖（xiān）維。 ⑵ Nomex纖維及其（qí）濾料（liào）
Nomex：學名芳香族聚酰胺 Aryl polyamide
特（tè）性：比重1.38g/cm3，斷裂強度4.9g/d，極限氧指（zhǐ）數29。是非熱塑性纖維，不（bú）自燃也
不助燃，它在高（gāo）溫狀態下如371℃隻會碳化或分解成小分子，不會象一般熱（rè）塑性纖維會突然
軟化，所以不能壓光，但可燒（shāo）毛。
過濾性能：可在幹燥條件下經受200℃的操（cāo）作溫度；是水解性纖維，當高溫和有化學成
份及水份（fèn）時會很快水解而損壞；在水份濃度為10%及弱酸性及中（zhōng）性環境下可適用於 190℃
的操作溫度，而使用壽命也可達兩年；若水份濃（nóng）度（dù）增加為（wéi）20%，使用（yòng）壽命需達到兩年則需
降溫到165℃以下，若還（hái）在（zài）190℃使用其（qí）壽命隻有（yǒu）半年多。
它特（tè）怕SOx的侵蝕，因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，強度保（bǎo）留率為58%，若溫度升到180℃，SO2
含（hán）量50ppm時，強度保留率為30%，SO2含量（liàng）400ppm時，強度（dù）保留率（lǜ）僅5%。所以在有
水汽和SOx存在時不宜使用。
解決辦法：⒈水解可用普抗替代（dài），普抗能耐水解和硫氧（yǎng）化物的侵蝕。
⑶ 普抗（托康）纖維及其濾料
普抗：學名聚苯硫醚 Polyphenylene sulfide PPS
特性：比重1.38g/cm3，熔點285℃，斷（duàn）裂強度5.0g/d，極限氧指數34。是結晶性高性
能熱塑性工程塑料，具有耐熱、耐化學性、阻燃（rán）性等諸多特性。
過濾性能（néng）：可在190℃的溫度下連（lián）續使用，瞬時200℃（每年累計400小時以下）；在（zài）
160℃的熱壓釜（fǔ）中能保持90%以上的強度。耐化學性非常好（hǎo），抗硫（liú），抗酸效果很好，所以在
燃煤鍋爐上是最合適的濾料，現有約（yuē）80%的PPS濾料使用在燃煤（méi）鍋爐上，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（dá）12%建議溫度降到140℃，總之氧含（hán）量越高，所使用的溫度就要（yào）越（yuè）低，因每增加
10℃，化（huà）學反應成雙倍的增加。也就是說本來壽命3年的（de）情況下，若溫度增加10℃，其壽
命會隻有1.5年。
⑷ P84纖維及其濾料
P84：學名聚（jù）酰亞胺 Polyimide PI
特性：比重1.4g/cm3，是不規則的葉片（piàn）狀截麵，因（yīn）此比一般園形截麵增加了80%的表
麵積。耐高（gāo）溫性很好。 過濾性能：可在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（jiàn）議使用在水汽（qì）含量小於35%Vol的氣氛中。有一定的抗氧化性，希（xī）望煙
氣中O2含量小於16%Vol，NOX小於600mg/Nm3，若沒有O2補充NOX含量可放寬到
1500mg/Nm3。
SOX會使濾料壽命降（jiàng）低，建議SOX含量小於700mg/Nm3，在垃圾焚燒爐中應用必須
有脫硫裝置。
⒊玻璃纖（xiān）維及其濾料的特性的特性
玻璃纖維是一種無機纖維，其主要成分是SiO2。它是（shì）將玻璃料在1300～1600℃的溫（wēn）度
熔化以後，從熔融態抽絲並迅速淬冷而製得的（de）。比重 2.54g/cm3，原絲抗張強度在160～
275kg/mm2。按成（chéng）分不同又分為A玻璃、C玻璃、E玻璃和S玻（bō）璃等，用於過濾材料（liào）一般
采用C玻璃（即中堿玻璃或（huò）稱鈉鈣矽酸鹽玻璃）和E玻璃（即無堿玻璃或稱鋁硼矽酸鹽玻
璃）兩（liǎng）種。目（mù）前我國生產過濾布用的玻璃纖維主要采用無堿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（bō）璃纖維最實出（chū）的優（yōu）點就是耐（nài）高溫，尺寸穩定性好，拉伸斷裂強度高。玻璃纖維在（zài）耐化
學侵蝕（shí）方麵，除了氫氟酸、高溫強（qiáng）堿外，對其他介質都很（hěn）穩定。玻璃纖維的缺點是耐折性較
差。
⑴ 耐溫性
做為過濾材料，玻（bō）璃纖維可於260℃（中堿）/280℃（無堿）的工況條件下長期使用，
瞬（shùn）間高溫可達350℃。過濾氣體（tǐ）的溫度控製在收塵設備的設計中具有重要的（de）意義，過濾材料
的耐高溫性能對收塵設（shè）備的成本和運行費用（yòng）都取著決定性的作用。煙氣的高溫過濾會給您帶
來以下好處。
省去了除塵裝置的冷卻費用，因（yīn）而降低了除塵設備的造價；
減少了冷風的摻入量，從而使處理風量的總數得到了有效控製。這一點對降（jiàng）低除塵設備（bèi）
的造價是不言而喻的。
減少了結露的危險。260℃這一溫度界限，對目（mù）前所有的（de）工業領域，排除結（jié）露故障（zhàng）是足
足有餘的，這就防止了除（chú）塵設備的（de）腐（fǔ）蝕，延長了其（qí）使用壽命。同時還防止了濾布表麵結露（lù）而
引起阻塞的故障，使過濾得以順利進行（háng）。
節能。如鋼鐵行（háng）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（rán）燒
熱值。
⑵ 尺寸（cùn）穩定性（xìng）好 玻璃纖維在280℃下，其收縮（suō）率為0，與其他合成纖維濾料要比，尺（chǐ）寸穩定性優越得多。
使用玻璃（lí）纖維濾料時不必擔心透氣性和過濾麵積的變化，以及收縮而加大布麵張（zhāng）力和濾袋伸
長而使濾（lǜ）袋皺（zhòu）折，加快濾袋（dài）破損等影響。
⑶ 拉伸斷裂強度高
拉伸斷裂強度高、拉伸斷裂伸長率小是玻璃纖維過濾材料的又一特點。所以在除塵用濾
袋設計時，對濾袋的拉（lā）伸斷裂強（qiáng）度要求基本上可不予考慮（lǜ）。玻纖濾料與滌淪濾料（liào）的強力比較
見表（biǎo）2，幾種過濾材料斷裂伸長率的比（bǐ）較見表3。
⑷ 耐化學侵蝕：
玻璃纖（xiān）維（wéi）本（běn）身的耐化學侵蝕與玻璃纖維過濾材（cái）料的（de）耐化（huà）學侵蝕是（shì）兩個不同的慨念。因為
玻璃纖維過濾材料都必（bì）須經過表麵化學處理才可（kě）以投入使用，未經（jīng）處理的玻璃纖維做（zuò）為濾料
使用可以說是沒有意義的。但對玻璃纖維本身的耐（nài）化學侵蝕性我們也要有一個較全麵的認
識，下麵就從酸、堿和水汽對玻璃纖維（wéi）本身的影響和（hé）對玻璃纖維濾料的影響分別做一討論。
①玻璃纖維濾料具有高度的耐酸性
中堿（jiǎn）玻（bō）璃纖維（wéi）具有高度的（de）耐（nài）酸性（HF酸除外）。因（yīn）為它（tā）含有約12%的（de）堿金屬氧化物，
在酸（suān）性介質（zhì）下
≡Si－O－Na + H+ －→ ≡Si－OH + Na+
侵蝕過（guò）程（chéng）中，生成的≡Si－OH反而在纖維表麵起了保護膜的作（zuò）用，它阻礙著侵蝕進程。
無堿玻璃纖維耐酸性則相對較差，因為其堿金屬氧化物含量少，而含有約3%的B2O2，
在（zài）酸性氣氛下
B2O2＋3H2O＝2H3BO2
遇水後生成的（de）可溶性的硼酸（suān）對纖維結構有一定的破壞作用。
為了提高玻璃纖維過濾材料的耐酸性能，各玻璃纖維濾料生產企業都研製（zhì）了不同的表麵
化學處理耐酸配方。如（rú）南京菲爾特過濾材料有限公司研究開發了RH、YM、AR等（děng）係列玻璃
纖維過濾布耐酸處理配方，為我國碳黑、燃煤鍋（guō）爐、垃圾焚燒爐等行業提供了優質（zhì）濾料。
本（běn）中心研製開發的耐酸玻璃纖維濾料（liào）采用耐酸（suān）配方處理，該配方中的（de）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（guó）BGF公司濾（lǜ）料耐（nài）酸測試方法測得酸腐蝕前（qián）後耐折性能見表4。如表所示，經耐酸配方
處理的玻纖布耐酸性能大幅度提高。
所以，在有酸性氣氛的高溫煙氣除塵時，宜選用經過耐酸處理（lǐ）的玻璃纖維過濾材料。
②高溫耐堿性（xìng）不是考慮（lǜ）的重點 由於自然界的堿都是以堿金屬氧化物的形（xíng）式（shì）存在的，所以在高溫過（guò）濾的煙塵中，盡（jìn）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。所以，盡（jìn）管普通玻璃
的高溫耐堿性較差，但堿對玻璃纖維濾料（liào）的危害並不是考慮的（de）重點。
③水汽對（duì）玻璃纖維濾料有一定的影響
水汽對玻（bō）璃纖維濾料有一定的影響。在（zài）實際（jì）應（yīng）用中，高溫過濾煙氣含水量較大（dà）時，宜選
用經防水處理的玻璃纖維濾料。
無堿玻璃纖維對水、濕空氣（qì）、弱堿有高度的穩定（dìng）性，屬於一級水解（jiě）級。中堿（jiǎn）玻璃纖維對
水、濕空氣較穩定（dìng），屬於（yú）二級水解級。而高堿玻璃纖維一般（bān）屬於三級水（shuǐ）解級。這是由於其堿
金屬氧化物含量不同造成的，因為堿金屬氧化物會與水起化學（xué）作用（yòng），生（shēng）成可溶性的矽酸鈉
Na2O＋H2O＝2NaOH
2NaOH＋SiO2＝ Na2SiO2
Na2SiO2＝2Na＋＋SiO2－
為（wéi）此，出現了很多經防水處理的玻璃纖維過濾材料。如南京菲爾特過濾材料有限公司研
製開發的FCA、FQ、TFB等配方處理的濾料都有優異的防水性能，RH、YM、AR等耐（nài）酸
配方處理的濾料（liào）也具有優異的防水性（xìng）能。
④玻（bō）璃（lí）纖維特怕HF酸，160ppm以（yǐ）上的HF存在時不能使用（yòng）。
⑸ 耐折性
玻璃纖維耐折性較差，但可以從控製纖（xiān）維的直徑和表麵化學（xué）處理兩個方麵來大幅度提高
其耐折性能。玻璃纖維的（de）直徑對玻纖過濾布的耐折性能影響較大，這是因為玻璃（lí）纖維是無機
纖維，比較脆，當（dāng）把單根纖維彎曲到一定的曲率半徑時，纖維即斷裂，這個半（bàn）徑就稱為該纖
維的斷裂彎曲半徑，玻璃纖（xiān）維的直徑d與其斷（duàn）裂彎曲半徑r的關係如下（xià）：
r=Ed/2T
式中E（彈性模（mó）量（liàng））和（hé）T（抗張（zhāng）強度）皆（jiē）為常數（shù），因此纖維的直徑越（yuè）細，其斷裂彎曲半
徑越小，越不易折斷，耐折性會明顯提高。不同直徑纖維的耐折性能見表5。
玻璃纖維的表麵化學處理可改善纖維的耐折（shé）性（xìng）能。南京菲（fēi）爾特（tè）過濾材料有限公司研製開
發的高耐（nài）折表麵化學處（chù）理（lǐ）配方與國內傳（chuán）統配方相比，其耐折性（xìng）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（de）效果。其濾料性（xìng）能比較見表6。
⒋結語
各種不同纖維製成的過（guò）濾材料都有其自身的特性，我們對其認識的充分程度決定了（le）其在
實際應用（yòng）中的成功率。所以在實際應用中，我們一方麵要把鍋爐除塵器的工況條件吃（chī）透；另一方麵要對各種濾料的適用工況特別是不適宜的工況吃透。隻有把工作做在（zài）前麵，做細、做深才
能使各種濾料用好，更（gèng）好地為我國環保事業做出應有（yǒu）的貢獻。
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