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中国袋式除尘滤料技术进步

来源:新豪娱乐99159手机版发布时间:2011/9/9 11:32:47
1 概述
从50年代中期我国鞍山焦耐设计院开始独立设计脉冲袋式除尘器以来,中国自主常识产权袋式除尘技术走过50年了。袋除尘器被广泛应用于电力、钢铁、水泥、有色、垃圾焚烧等诸多领域,不同的烟气环境给袋除尘器滤料提出了新的要求,袋除尘器滤料也与袋式除尘技术互为依托,相互促进,相辅相成,不断前进。滤料在国产化的进程中也逐步发展了从绒布、机织布到针刺毡、特种针刺毡、功能化滤料等诸多品种,滤料也由一个附属性配材发展到一个年产值30亿元的产业,制造设备技术快速发展,产品质量已接近国际水平,并逐步进入国际市场。
2 历史进程
上世纪五、六十年代,袋式除尘器使用的滤料为普通工业机织布,个别高端应用场合采用工业呢。1974年武汉安全研究所研制了208涤纶绒布并,广泛应用于各种常温工业场所,开始了滤料国产化的进程,也使我国袋式除尘器进入新的时期。尽管目前已有许多性能更加优良的滤料,但208涤纶绒布至今尚有个别地区在使用。208涤纶绒布是我国袋式除尘滤料由天然纤维织造转向采用合成纤维材料的开始,其研制使我国袋式除尘滤料从使用一般工业织物跨越到开始专门制造袋式除尘专用工业织造物——袋式除尘过滤材料的时代。从五十年代起,到八十年前可以作为我国滤料的第一发展时期,形成我国第一代袋式除尘过滤材料。同一时期,高温场所使用玻纤织布(素布)。
980年东北大学与抚顺第三毛纺厂研制开发了针刺毡非织造滤料,由传统的织造滤料走向非织造滤料是滤料织造技术革命性的转变。与织造滤料相比,非织造滤料具有低阻高效的特点,且生产流程短,易于形成一条龙自动化生产线,具有生产效率高、产品成本低、质量稳定的优点;更重要的是,非织造滤料便于根据不同行业、不同新豪娱乐99159手机版对滤料种类、品种型号等要求实时进行材质、工艺及织物参数调整(包括符合),量身定做适合于当时当地工况所需要的过滤材料,这也是非织造滤料几十年快速发展的根本原因。非织造针刺毡可广泛用于反吹风、机械振打、脉冲反吹等多种袋除尘器,该种滤料至今仍是行业的主流滤料。同一时期,在高温滤料场所开始对玻纤纱线作硅油、石墨处理,形成的耐高温玻纤称作第二代玻纤布。
1985年宝钢设计院与上海火炬工业用布厂合作研制开发筒型聚酯机织滤料729滤料,用于反吹风长袋。729滤料的研发不仅解决了我国急需的高强低伸的过滤材料,采用缎纹织造方法和热定型后处理工艺,也为我国后续机织滤料的研发提供了新思维和技术平台。729滤料的研发使我国袋式除尘进入大型化、长滤袋的历史阶段。
1985年,应行业发展的需求,东北大学与晶花产业用布厂研制了Nomex耐高温针刺毡,并在高温烟气领域推广应用。这项研究采用粗纱工艺解决了高静电纤维在没有适当消静电剂条件下纺纱技术。Nomex针刺毡的研制应用标志着我国步入了高端滤料的研制和生产,对高温烟尘的合理排放提供了有效的控制手段。
80年代末我国开展了燃煤锅炉袋式除尘技术的应用研究。在北京劳动保护研究所牵头,东北大学等单位参加的七五攻关项目中,开始使用过滤理论对滤料结构进行系统设计,并根据制造设备和工艺的特点进行了参数优化,使滤料的研制与生产进入了较为科学化时代。该研究探索了玻璃纤维毡暨玻纤复合毡的基本工艺,自此玻纤滤料也快速发展。90年代初期,南京玻纤研究院与南京三五二一厂研制出玻璃纤维毡、后处理工艺及配方,随后抚顺博格工业滤布厂和营口玻纤二厂合作研制并推广玻纤复合针刺毡。性价比优良的玻纤复合针刺毡的研制化解了在高温纤维由国外企业完全控制、高温纤维价格居高不下、纤维数量受控形势下,高温滤料无法大规模推广应用的难题。玻纤复合针刺毡成为我国独树一帜的滤料技术。
90年代中期,上海凌桥环保设备厂和上海四氟塑料厂先后自主研制出聚四氟乙烯膜过滤材料。覆膜滤料本是美国戈尔企业控制的专有技术,长期以高技术滤料傲居于中国市场。国产覆膜滤料打破了戈尔企业一统天下的垄断局面,使覆膜滤料得以在我国迅速推广使用。覆膜滤料的研制与推广应用标志着我国滤料进入世界先进水平行列。
同期东北大学与抚顺晶花产业用布厂研制推广高密面层过滤材料。高密面层滤料是以超细纤维组成面层,粗纤维做底层,经特殊扎光工艺的梯度滤料。它是一种阻力比覆膜滤料,过滤效率与覆膜滤料相近的滤料——即高效低阻节能型过滤材料。近十多年来,该种滤料结构型式得以迅速发展。
进入二十一世纪,大批高性能纤维陆续研发并推向市场。芳纶纤维技术日臻成熟,PPS纤维、芳砜纶纤维已经研制试用,从而把我国袋式除尘滤料推向创新时期。
3 产品进步
根据现场应用需求的变化,在50年中,滤料无论从品种上、设备上还是规模上都有了很大的发展。
3.1 滤料品种
按照滤料的加工方式和产品形式,滤料在发展过程中出现了如下产品:
1)208涤纶绒布。它是以涤纶短纤维交织形成斜织物之后,又在表面起绒的过滤材料。位于容尘面的绒毛在过滤时被压紧覆于布面上,较大地提高了过滤效率。在反吹时,成为松散状态,有利于粉尘剥离。
208涤纶绒布具有较好的耐腐蚀性、较小的吸湿性和较高的过滤效率以及在干燥状态下较好的清灰性能。所以研制出来以后迅速地替代了普通工业机织布和工业滤气呢。但是,结露后粉尘粘结到绒毛层上,通常无法清理并会使滤料阻力迅速增高,导致除尘器无法工作。
2)729机织滤料。它是我国首次采用缎纹织造,并经过热定型后处理的机织滤料。前期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型采用棉型纤维(1.4×38mm),Ⅳ选用高强低伸型中长纤维(2.0×51mm)。棉型纤维过滤性能好,中长纤维有利于清灰。前期采用反织法工艺,尘面(五枚三飞经线缎纹)在外,净面(五枚二飞纬线)在内,适用于外滤。后又开发适用于内滤尘面在内,净面在外的正织法工艺。
729滤料组织致密耐磨性好,高强低伸型经向伸长小,适用于反吹清灰类弱清灰强度的长滤袋除尘器。
3)针刺毡滤料。它以基布为基础,在其上将纤维通过梳理成网或气流成网,通过针刺机将纤网针刺,形成上下勾连、具有三维结构的非织造滤料,再经烧毛、扎光、热定型等后处理制成成品。针刺毡纤维呈三维立体结构,过滤效率高,透气性好,阻力低,在过滤过程中阻力增长慢。在经过先进技术优化后,凭借细纤维和高密面层三维结构使其具有更高的捕集效率、低阻力和堪比覆膜滤料的清灰能力,具有较好的可靠性,在业内获得了广泛的应用,成为目前袋除尘器滤料的主流。
针刺毡的出现开创了我国非织造滤料的时代,技术研发与成品改良层出不穷。针刺毡按纤维材质结构等分为十余个种类,百余个型号。
4)覆膜滤料是以机织滤料或针刺毡滤料为基底,在其表面上覆一层经过双向拉伸制作成的微孔聚四氟乙烯薄膜。滤料覆膜以后形成以表面过滤为主、疏油、疏水的过滤材料,具有过滤效率高、易清灰的特点。
3.3 设备进步
我国滤料制造行业从最初的国产化研制到目前年产值30亿元,产业发展的一个明显特征是企业装备水平有了极大提高,部分企业已淘汰了老式梳理、针刺设备,采用新型梳理机、针刺机。在开松、梳理和铺网工序上,由老式的机械棉箱改进为气压棉箱,并采用大毛仓,梳理机由单锡林单道夫改进为双锡林双道夫,并且有少数企业采用带有自动称重和不匀度自动调整系统的梳理机械。由于梳理设备的进步,使纤网不均匀度已可达到1℅左右。针刺机的针刺频率已达到1500次/min,布针密度达到5000针/m,针板已采用重量更轻的铝合金材料,整机由单针板改进为双针板。针刺机的技术进步提高了生产速度和滤料的制造质量,降低了能耗、占地面积及噪声。后处理已由过去的分单元进行烧毛、热定型、扎光、浸渍、涂层、干燥等处理改造为连续进行各种后处理工艺的一条龙后处理生产线,不仅提高了生产效率,更重要的是提高了后处理的品质。
后处理的烧毛机由单火口发展为双火口,可以更好的调整烧毛的温度、速度,控制烧毛的强度。扎光机由原来的双辊轧机发展到三辊轧机、轧辊表面温度达到300℃,不均匀度小于1℃。
热定型设备由蒸气加热变为燃气加热、有的还辅以红外加热,热定型温度普遍可达到300℃,定型机内温度不均匀度小于5℃。

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