長期以來，我國經(jīng)濟和工業(yè)化的高速發(fā)展帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題。尤其是鋼鐵、水泥、煤炭、電力等行業(yè)，耗能高、污染高，帶來了大量的工業(yè)煙塵和廢氣，導(dǎo)致空氣污染加劇，危害我國近十億人民的健康。全國環(huán)境統(tǒng)計公報顯示，2014 年我國廢氣中煙(粉)塵排放量高達(dá)1 740.8 萬t，其中83.6% 來自工業(yè)煙(粉)塵排放。工業(yè)煙(粉)塵排放中大量的微細(xì)粒子(包括PM 10、PM 2.5 等)是直接導(dǎo)致我國大氣環(huán)境質(zhì)量惡化的元兇之一。袋式除塵技術(shù)是工業(yè)除塵的一種，以其高效除塵的性能，已在我國鋼鐵、水泥、電力等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，從源頭上抑制了工業(yè)排放氣體中微細(xì)顆粒物對我國大氣環(huán)境的污染。

 

1袋除塵技術(shù)的進步

 

袋除塵技術(shù)作為一種主要的除塵手段, 廣泛應(yīng)用于冶金、鑄造、建材、電力等行業(yè)。由于袋除塵器除塵效率高、能夠滿足極其嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)的特點, 因而受到發(fā)達(dá)國家的普遍重視, 因此袋除塵器及相關(guān)技術(shù)也獲得了極大的發(fā)展和應(yīng)用。德國水泥工業(yè)80% 的廢氣是通過袋除塵器凈化的, 這使水泥粉塵的散失量小于其產(chǎn)量的0.05%。一些傳統(tǒng)上使用電除塵器的場所, 如水泥廠回轉(zhuǎn)窯尾、冷卻機也開始改造為大型袋除塵器。原因是袋除塵器的運行費用雖然比電除塵器高, 但其設(shè)備費用往往只有電除塵器的一半, 更需要的是, 電除塵器的排放濃度很難達(dá)到50 mg/m3。許多發(fā)達(dá)國家如美國、加拿大、澳大利亞在電廠的除塵中, 也大量采用袋除塵器替代電除塵器, 如澳大利亞新南威爾士洲20 臺燃煤機組中,18 臺采用了袋除塵器, 總裝機容量超過10 000 MW, 這使電廠粉塵的發(fā)散量大大降低。國內(nèi)由于經(jīng)濟技術(shù)條件的限制以及一部分觀念上的原因, 這些領(lǐng)域的袋除塵技術(shù)一直沒有得到較大的發(fā)展。袋除塵技術(shù)在很大程度上取決于濾料的選材, 長期制約袋除塵技術(shù)發(fā)展的主要原因是濾料的耐溫問題及過濾風(fēng)速偏低。20 世紀(jì)80 年代中期, 隨著濾料技術(shù)、制造技術(shù)、控制技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展, 袋除塵技術(shù)在立窯水泥廠烘干及窯頭窯尾、超高功率電弧爐、高爐煤氣凈化、炭黑廠尾氣收集等許多領(lǐng)域都取得了很大的進步。

 

2 目前所使用的幾個濾料品種

 

目前用于袋除塵器的國產(chǎn)耐高溫濾料品種較少, 使用纖維的品種只集中在玻璃纖維和美塔斯(Metamax) 化學(xué)纖維兩種原料上, 濾布的材質(zhì)主要有小高爐用的機織玻璃纖維布, 為中堿玻璃纖維, 一般為后處理, 也有用素布的;300 m3 左右的中型高爐絕大部分使用的為前處理或后處理的下班纖維布, 中堿、無堿均有; 部分300 m3 中型高爐近年來采用首鋼設(shè)計院設(shè)計的高爐煤氣凈化技術(shù)———長袋低壓脈沖除塵器, 選用的濾料為杜邦———帝人公司的美塔斯針刺過濾氈; 大型煉鐵高爐, 如首鋼、太鋼使用的濾料為從日本進口的美塔斯針刺氈; 上海五鋼公司100 t/h 直流電弧爐使用的濾料為滌綸針刺氈; 立窯水泥廠的玻纖袋除塵器使用的濾料為玻璃纖維, 結(jié)構(gòu)為膨體紗和連續(xù)纖維的, 還有Midwesco 公司提供的玻纖濾料。

 

3 濾料的選用原則

 

濾料通常是以纖維為原料制成的, 各種纖維具有不同的理化特性, 在滿足溫度、濕度、強度, 以及耐化學(xué)穩(wěn)定性要求方面各有所長。作為濾料用途, 必須充分掌握含塵氣體的特性, 認(rèn)真對照各種纖維所具性能, 加以合理選擇。含塵氣體的溫度是選用濾料的一個首要因素, 各種纖維材質(zhì)可供長期連續(xù)使用的溫度, 以及考慮到由于設(shè)備和管理的原因而允許的間斷瞬時可使用的上限溫度。按連續(xù)使用的溫度( 干態(tài)), 可把濾料分為三類: 低于130℃為常溫濾料;130℃ ~200℃為中溫濾料; 高于200℃為高溫濾料。對于氣體溫度激烈波動的工況條件, 宜選擇安全系數(shù)稍大一些的, 瞬間峰值溫度不得超過濾料的上限溫度。對于高溫?zé)煔? 可以直接選用高溫濾料, 也可以在采取冷卻措施后選用中溫或常溫濾料, 具體選擇應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟分析和比較后確定。可耐200℃以上高溫的過濾材料除由美塔斯和玻璃纖維制作外, 還有惡二唑、聚苯硫醚、聚亞酰胺、聚四氟乙烯、不銹鋼纖維等。后幾種纖維的耐溫性、化學(xué)穩(wěn)定性并不比前兩種差, 但也要從制造加工成本和生產(chǎn)難易程度上加以選擇確定。除溫度因素外, 還要綜合考慮含塵氣體的濕度、腐蝕性、可燃性、爆炸性, 粉塵的形狀、粒徑大小、附著力和凝聚性, 以及根據(jù)袋除塵器的清灰方式來選擇濾料。清灰方式是選擇濾料結(jié)構(gòu)品種的一個主要因素, 不同清灰方式的袋除塵器因清灰能量、濾袋形變特征的不同, 需選用不同結(jié)構(gòu)品種的濾料。如脈沖除塵器為脈動清灰, 屬于高能清灰, 要求濾料強度高、耐磨、耐折、耐沖擊, 需采用氈類濾料, 玻纖布和機織布不宜應(yīng)用。針刺氈濾料是相對于紡織濾料的一個進步, 具有更高的除塵效率和透氣率; 通過燒毛或熱軋光等表面整理, 可具有良好的粉塵剝離性能。更主要的是, 采用脈沖噴吹這種強力清灰的方式, 可以保證設(shè)備阻力處于較低的限度內(nèi)。目前有性能更優(yōu)的濾料, 例如: 薄膜濾料、涂層濾料等, 可以獲得更高的除塵效率和過濾風(fēng)速、更低的設(shè)備阻力、更長的使用壽命, 但價格較貴。薄膜濾料通常只在回收貴重物料或凈化要求特別高的場合, 才值得使用, 即使在發(fā)達(dá)國家和地區(qū), 其市場占有率也不高。因此氈類濾料在今后很長一段時期內(nèi)將成為過濾材料的主流產(chǎn)品。

 

4 氈類濾料在應(yīng)用中存在的問題

 

長袋低壓脈沖除塵器經(jīng)過實踐證明, 其具有濾速高、清灰效果好、濾袋壽命長、設(shè)備簡單、故障少、操作維護方便等優(yōu)點,完全可以取代大布袋反吹風(fēng)除塵系統(tǒng)。但目前所使用的兩種氈類濾料均存在不同缺點, 還不是最理想的濾料。美塔斯針刺氈使用壽命長, 但價格較貴, 耐溫在220℃左右, 對現(xiàn)場操作水平和溫控水平均要求較高; 玻纖氈濾袋雖耐溫波動范圍較大, 價格便宜, 但同美塔斯針刺氈相比, 運行阻力高、耐磨和耐折性差、使用壽命短。二者綜合使用成本相差不太大, 對比之下, 前者性能好, 價格也高; 后者性能差, 價格也低。

 

5 新型的耐高溫濾料

 

近年來, 遼寧撫順市工業(yè)用布廠與營口玻璃纖維有限公司, 在玻纖氈的基礎(chǔ)上研制及開發(fā)了氟美斯耐高溫過濾氈的系列產(chǎn)品,部分型號的產(chǎn)品已批量投放市場。其中最適合高爐煤氣凈化使用的耐高溫過濾氈為FMS9806 型, 它是P84 與玻纖的復(fù)合產(chǎn)品, 其耐溫為260℃ , 透氣性好于玻纖氈, 價格與玻纖氈差距不大。此濾氈飽合更牢固, 耐磨、耐折, 并可以達(dá)到化纖氈的壽命。因P84 纖維的截面為無規(guī)則形截面, 因此具有更大的表面積, 其產(chǎn)品過濾效果更佳, 是今后很有發(fā)展前景的一種價廉物美的新型濾料。均好;斷裂伸長率僅為6%~9%, 大大低于常規(guī)合成纖維濾料; 透氣性好于玻纖氈, 略低于美塔斯氈; 靜態(tài)除塵率在325 目標(biāo)準(zhǔn)粉塵狀態(tài)下達(dá)到99.99%, 過濾效率完全可以達(dá)到高爐煤氣凈化的要求。氟美斯過濾氈在韶關(guān)治煉廠應(yīng)用效果很好, 壽命達(dá)9 個~10 個月, 比玻

 

纖氈壽命長6 個~7 個月; 在盤錦天然氣化肥廠應(yīng)用, 在300℃煙氣條件下, 使用壽命達(dá)6 個月; 在蒙西水泥有限公司, 氟美斯過濾氈應(yīng)用于4 m/min 的高過濾風(fēng)速除塵器中, 有時溫度還超標(biāo), 目前使用壽命已超過半年。綜合以上實踐證明, 在高爐煤氣凈化中, 氟美斯過濾氈的使用壽命與玻纖氈相比, 可提高0.5 倍~2 倍。

 

6 高爐煤氣凈化用布袋及濾料的發(fā)展趨勢

 

近年來, 隨著我國工業(yè)的飛速發(fā)展, 工業(yè)粉塵對大氣的污染在加重, 排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格, 因而對濾料提出了更高的要求。濾料是袋除塵器的心臟, 每一次袋除塵技術(shù)的變化與革新無不是從濾料的變革更新開始的。高效、高風(fēng)速、低阻力、低價格、耐高溫復(fù)合型針刺氈是濾料發(fā)展的必然趨勢。氟美斯過濾氈濾料將應(yīng)用于引進的大布袋除塵器, 替代進口產(chǎn)品。

 

結(jié)束語：

 

長袋低壓脈沖除塵器因其過濾風(fēng)速高、投資節(jié)省、操作運行方便, 仍將在一段時間內(nèi)成為袋除塵器的主力機型; 反吹風(fēng)布袋除塵器因占地面積大、過濾風(fēng)速低、投資規(guī)模大, 將處于逐步淘汰的局面; 大布袋除塵器過濾風(fēng)速低, 屬低能清灰, 易于保護布袋,可保證除塵器穩(wěn)定地運行, 它仍是某些領(lǐng)域的主要凈化設(shè)備, 只是使用的濾料在提高過濾精度和濾料的強度、降低運行阻力、防止?jié)B漏及降低布袋伸長率等方面還會不斷地改進。