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各种布袋除尘器滤袋材料的性能分析

作者: 打磨车间除尘 编辑: 打磨车间除尘 来源: 打磨车间除尘 发布日期: 2019.05.06


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      1.几种有机化学纤维的性能和各自特点。

      聚丙烯纤维(丙纶)
      特性:密度0.91g/cm3,断裂强度3.4g/d,极限氧指数19,热塑性纤维,与火会燃烧并滴落,能烧毛、压光。
      过滤性能:可在干燥条件下经受80℃的操作温度;瞬间使用温度100℃,软化温度150℃。耐酸碱性、耐水分很好,耐氧化性弱。
      在大多数情况下丙纶会因氧化而降解,这是聚合物的主要弱点。氧化侵蚀主要是由于氧气的攻击,通常因金属盐的转变而持续发生。氧来自外界空气或氧化物,如NO2。
      聚丙烯耐磨性好,弹性回复率高,还是一种优良的热塑性纤维,聚丙烯毡常用于熔炼厂的低温脉冲滤袋和化工、医药厂的脉冲滤袋中。聚丙烯专用于潮湿的场合,它受到只耐低温的限制。

      聚酯纤维(涤纶)
      特性:聚酯纤维在常温下有很好的使用性能,是袋滤器中的主力滤料。密度1.38g/cm3,熔点256℃,断裂强度5.5g/d,极限氧指数22,热塑性纤维,与火会燃烧并滴落,能烧毛、压光。
      过滤性能:可在干燥条件下经受130℃的操作温度;连续在130℃以上工作会变硬;退色;发脆,温度也会使其强度变弱。于聚丙烯相比,聚酯在热衰变方面不敏感。热氧化发生的可能性需要在一定的温度范围内有较强的氧化物来损坏。
      聚酯损坏的最常见原因是受水蒸气的水解或水温升高,尤其是碱环境下的水解侵蚀。水解以及硫化氢;氨损坏了聚合物的主要结构,减少了织物的强度,最终导致织物损坏。气体中的水分含量和温度越高,水解造成的损坏越快,同时水解作用在强酸或强碱环境中会增强。

      丙烯腈均聚体纤维(亚克力)
      在温度低于1250C时,显示出对有机溶剂、氧化剂、无机及有机酸具有良好的抵抗力。丙烯腈均聚体不会水解,因此在低温而有化学腐蚀及潮湿的场合用来取代聚酯。而丙烯腈的共聚物则不耐水解,所以在过滤用途中不能用它来取代均聚体。

      PPS纤维(聚苯硫醚)
      特性:密度1.38g/cm3,断裂强度5.0g/d,极限氧指数34,是结晶性高性能热塑性工程塑料,具有耐热、耐化学性、阻燃性等特性。
      过滤性能:可在190℃的温度下连续使用,瞬时温度可达200℃(每年累计400小时以下);耐化学性非常好,是抗酸碱性很强的纤维;其缺点是抗氧化性较差,要求O2含量小于14%(Vol)、NOX小于600mg/Nm3,在使用中,含氧量越高,所使用的温度就要越低。PPS滤料具有较强的抗腐蚀功能和很好的尺寸稳定性,在集尘和清灰方面具有优良的性能。
      典型用途是市政废物焚烧炉、公用工程锅炉、烧煤锅炉、医院焚烧炉、热电联产锅炉上用的脉冲袋滤器。也可用它来取代别的经不住高温或存在化学品及不耐潮湿的合成纤维。

      间位芳香族聚酰胺纤维
      主要有美国的Nomex®,日本的Conex®和中国的芳纶等。
      特性:密度1.3g/cm3,断裂强度4.9g/d,极限氧指数29,是非热塑性纤维,不自燃也不助燃,它在高温状态下如371℃只会碳化或分解成小分子,不会象一般热塑性纤维会突然软化,所以不能压光,但可烧毛。
      过滤性能:可在干燥条件下经受200℃的操作温度;是水解性纤维,当高温和遇有机化学成分及水分时会很快水解而损坏;在水分浓度为10%及弱酸性和中性环境下可适用于190℃的操作温度,而使用寿命也可达二年;若水分浓度增加到20%使用寿命要达到二年则需要降低温度到165℃以下,若仍在190℃使用寿命只有半年多。它特怕SOX侵蚀,因此在使用含硫煤的电厂中往往不能应用。在水分浓度为10%时,若温度为120℃,SO2含量为50~400ppm,强度保留率为58%,若温度升到180℃, SO2含量为50ppm,强度保留率为30%。SO2含量为400ppm,强度保留率仅5%。故在有水汽和SO2时不宜使用。
      Nomex®,Conex®和国产芳纶纤维在使用性能上差别不大,用其制成的针刺过滤材料主要应用在烟气温度较高的工况,如沥青混凝土搅拌沥青烟气、耐火砖窑炉烟气、焦化烟气等。

      P84纤维(聚酰亚胺)
      特性:密度1.40g/cm3,极限氧指数38,是不规则的三叶瓣形截面,增加了过滤的表面积;具有突出的耐高低温性、难燃性、电绝缘性和耐辐照性。
      过滤性能:可在260℃以下连续使用,瞬时温度可达280℃(每年累计小于200小时);有一定水解性,建议使用在水汽含量小于35%(Vol)的环境中;有一定抗氧化性,建议在烟气中O2含量小16%(Vol), NOX小于600mg/Nm3;SOX会使滤料寿命降低,建议SOX含量小于700mg/Nm3。
      P84滤料及P84/玻纤复合滤料具有较好的耐温性,难燃性等性能,已广泛地应用于钢铁高炉煤气净化、电石炉收尘、电站燃煤锅炉、城市垃圾焚烧炉等工业的高温烟气过滤,并取得了很好的效果。

      PTFE(聚四氟乙烯)纤维及覆膜滤料
      特性:聚四氟乙烯是一种具有独特分子结构即结构完全对称的中性高分子化合物。特殊的结构使其具有良好的热稳定性、化学稳定性、绝缘性、润滑性、抗水性等。
      过滤性能:耐高温,使用温度范围广,可在260℃(高温下长期连续使用,瞬间温度可达280℃;化学稳定性强,耐腐蚀;自润滑性良好,摩擦系数极低,过滤磨损很小;PTFE膜的表面张力很低,具有很好的不粘性和拒水性。
      PTFE覆膜滤料可实现表面过滤,这是由于PTFE覆膜滤料是微孔结构,表面无直通孔,使粉尘不能通过膜的表面进入到膜的内部或基材中,从而只有气体通过而将粉尘或物料截留在膜的表面。目前,覆膜滤料已广泛应用于工业除尘、精密过滤等众多领域。

      2.几种无机化学纤维的性能和各自特点。
      玻璃纤维织物
      特性:玻璃纤维是一种无机纤维,它是将玻璃料在1300~1600℃的温度熔化后,从熔融态抽丝并迅速淬冷而制成的。密度2.54g/cm3,原丝抗拉强度在160~275kg/mm2。按成分的不同分为A玻璃、C玻璃、E玻璃、和S玻璃等。玻璃纤维最突出的特点是耐高温,尺寸稳定性好,拉伸断裂强度高。玻璃纤维在耐化学侵蚀方面,除了氢氟酸、高温强碱外,对其他介质都很稳定。玻璃纤维缺点是耐折性较差,一般不在振荡或脉冲系统上使用。
      过滤性能:玻璃纤维可用于260℃(中碱)/280℃无碱)的工况条件下长期使用,瞬间温度可达350℃; 耐腐蚀性强; 尺寸稳定性好, 在280℃,其收缩率为0;拉伸断裂强度高、拉伸断裂伸长率小。

      高硅氧纤维
      高硅氧耐火纤维是一种耐高温无机纤维,其二氧化硅(SiO2)含量高于96%,软化点接近1700℃,在900℃下长期使用,1450℃条件下工作10分钟,1600℃条件下工作15秒仍保持完好状态。由于具有化学性能稳定、耐高温、耐烧蚀等优良的性能,产品广泛应用于高温气体收尘、航空航天、冶金、化工、建材、消防等工业领域。

      玄武岩纤维
      玄武岩纤维作为干法过滤装置的滤材,主要用于工业除尘和烟、气净化。由于玄武纤维本身强度高,耐高温,耐腐蚀,延伸率低等优异性能,因此用它制成的滤袋有以下特点:
      1. 机械强度高,断裂强度一般均在3000N以上;
      2. 延伸率低,玄武纤维本身的断裂伸长只有3%,因而用它制成的滤袋尺寸稳定;
      3. 机械性能好,可在760℃温度下长期使用;
      4. 耐腐蚀性能好,可在酸、碱气氛的气体中使用;
      5. 织物空隙率高,表面光滑,透气性好,空载压损仅为2Pa;
      6. 收尘效率高,可达99.5%-99%,尤其是对直径0.5mm以下的尘粒,效果更为明显;
      7. 对烟气含尘量浓度适应性强;
      8. 处理烟尘量大,运行维护方便,易清灰;
      9. 使用寿命长。

      3.几种特性纤维总的分类及滤料相关名词的解释:
      热塑性纤维:
      指在熔点可熔化的纤维。热塑性纤维包括聚酯、聚丙烯聚、亚克力、聚苯硫醚PPS、玻璃纤维及PTFE(聚四氟乙烯),。这些纤维可以达到很好的后处理效果。

      非热塑性纤维:
      NOMEX(间位芳香族聚酰胺纤维)、芳纶、P84(聚酰亚胺),它们是不熔的,不能采用常规的轧光处理,但可以烧毛处理。

      抗静电纤维:
      不锈钢纤维及碳或其它抗静电元素与纤维混合以有助于减轻静电积累的危险。在袋滤器有爆炸危险的场合常用这种抗静电纤维。

      缩聚型合成纤维:
      造成滤袋毁坏的一项重大原因是水解反应。水解的定义是水分子介入纤维的高分子键引起分解的一种化学过程。以缩聚型聚合体生产的合成纤维是不耐水解的。这些缩聚型聚合体包括:聚酯、尼龙、聚酰亚胺(P84)、诺美克斯®(NOMEX)(COMEX)及芳纶。许多生产工艺在高温下产生的湿气及化学品(不论是酸还是碱)生成了理想的水解条件。高温、湿度及化学品这三种因素必须都存在才能激活水解。聚丙烯腈均聚体、PPS纤维、PTFE纤维不是产自缩聚型聚合体,常选来取代有水解问题的纤维。如当诺美克斯®纤维在高于1350C温度下水解时,用PPS纤维来替代。涤纶滤料在低于1200C以下水解时,常用均聚丙烯腈来替代,即我们所称的“亚克力”滤料。

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