PTFE 玻纖燒結(jié)耐高溫濾料的研發(fā)及應(yīng)用
來(lái)源：中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè) 閱讀：1865 更新時(shí)間：2010-08-26 10:37摘 要:簡(jiǎn)要分析了PTFE玻纖燒結(jié)耐高溫濾料工藝特點(diǎn)，介紹了該種濾料的性能、特性及工程應(yīng)用實(shí)例，表明PTFE玻纖燒結(jié)耐高溫濾料是一種具備耐高溫、耐高濕、抗化學(xué)腐蝕性的高性能濾料，具有廣闊的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞:高溫濾料,PTFE , 玻纖,煙氣除塵,工程應(yīng)用
1 前言
聚四氟乙烯（PTFE）具有很多優(yōu)異的性能：
（1）優(yōu)異的高低溫性能，使用溫度范圍廣，可達(dá)-190℃～260℃；
（2）化學(xué)穩(wěn)定性高，能夠承受除了熔融的堿金屬、氟化介質(zhì)之外的所有強(qiáng)酸堿包括王水、強(qiáng)氧化劑、還原劑和各種有機(jī)溶劑的作用；
（3）突出的不粘性、潤(rùn)滑性，已知的固體材料都不能粘附在其表面上，是一種表面能最小的固體材料；
（4）優(yōu)異的耐大氣老化性能，耐輻照性能，較低的滲透性；
（5）可貴的不燃性，其限氧指數(shù)在90以下；
（6）具有防水性能。
PTFE雖然具有相當(dāng)好的耐熱性、耐化學(xué)性，但從物理性上來(lái)講，其強(qiáng)度不是十分優(yōu)秀，在高溫條件下的尺寸穩(wěn)定性也不比其它材料強(qiáng)。
玻璃纖維性脆較易折斷，耐磨性能較差，不耐水解，對(duì)一些化學(xué)物質(zhì)如氟化物的耐蝕性也較差，使其作為高溫濾料在應(yīng)用方面有很大的局限性，但玻纖布的高強(qiáng)度和耐熱性以及尺寸穩(wěn)定性剛好與PTFE互補(bǔ)，兩種材料復(fù)合可形成性能和強(qiáng)度超群的耐高溫除塵濾料。
利用PTFE和玻纖兩種材質(zhì)的各自性能特點(diǎn)研發(fā)的 PTFE玻纖燒結(jié)高溫過(guò)濾材料，其原理是利用進(jìn)口PTFE高分子原材料和其它化學(xué)助劑，采用特殊燒結(jié)工藝流程，使玻纖布具有了比玻纖材料更高的耐磨性、抗腐蝕性和耐高溫等性能，賦予濾料很好的耐酸堿、耐腐蝕、耐高溫、耐摩擦及耐曲撓等性能，而且表面光滑、疏水，粉塵無(wú)法粘附在濾料表面，適用于高溫、高濕、高粘性粉塵行業(yè)或帶有酸堿性、腐蝕性化學(xué)氣體的工業(yè)煙塵凈化以及其它工況惡劣的場(chǎng)合。
2 PTFE玻纖燒結(jié)耐高溫濾料工藝特點(diǎn)
2.1 該濾料的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
由于玻璃纖維性脆較易折斷，耐磨性能較差，對(duì)某些化學(xué)物質(zhì)如氟化物的耐蝕性也較差，因此其作為高溫濾料在應(yīng)用方面有很大的局限性；另一種未經(jīng)過(guò)燒結(jié)工藝處理的PTFE玻纖復(fù)合材料則由于PTFE分子結(jié)晶度低，不能足夠牢固地粘結(jié)在玻璃纖維上，PTFE在玻纖上的保護(hù)層容易脫落，制成濾料的耐高溫、耐腐蝕、耐水解、柔韌性、耐磨、抗折等性能都很差，作為高溫濾料其使用壽命很短。
2.2 玻纖布纖維表面的處理
玻纖布纖維上一般都存在漿料、油脂等其它雜質(zhì)，如果沒有清除玻纖布上的漿料、自潤(rùn)滑劑、浸潤(rùn)劑、油脂及其它雜質(zhì)，或雜質(zhì)去除不徹底、不充分，直接用PTFE浸漬處理，會(huì)影響濾料的燒結(jié)質(zhì)量，使玻纖布與 PTFE粘結(jié)的牢固性不好，制成的濾料的性能變差。所以應(yīng)先通過(guò)一種無(wú)物理磨損和化學(xué)侵蝕的清除工藝，徹底清除玻纖布上的漿料、自潤(rùn)滑劑、浸潤(rùn)劑、油脂及其它雜質(zhì)，從而使玻纖布纖維表面光潔、干凈，可有效提高PTFE與玻纖的粘結(jié)性和牢固性。
2.3 PTFE玻纖燒結(jié)工藝特點(diǎn)
經(jīng)過(guò)前期處理的玻纖布和PTFE，采用燒結(jié)工藝，經(jīng)過(guò)多次燒結(jié)后，使玻纖濾布中每根纖維表面都包裹上一層致密的PTFE保護(hù)層，而且調(diào)制的PTFE溶液內(nèi)加入了其他化學(xué)助劑，控制了適宜的燒結(jié)溫度、速度、壓力等工藝，提高了PTFE分子結(jié)晶度，增強(qiáng)了PTFE與玻纖基布的附著結(jié)合強(qiáng)度和柔軟度。由于PTFE分子結(jié)晶度高，玻纖表面PTFE結(jié)晶均勻，可有效提高兩者結(jié)合的牢固性、粘合性，在玻纖表面形成了一層牢固的PTFE 保護(hù)層，PTFE非常牢固地粘結(jié)在玻纖纖維上，從而大大提高了濾料的耐折、耐腐蝕、耐磨和強(qiáng)度等性能。裝備袋式除塵器不但可擴(kuò)寬其應(yīng)用范圍，而且可大大延長(zhǎng)其使用壽命。
2.4 覆膜工藝及作用
為進(jìn)一步提高該過(guò)濾材料的工作壽命及過(guò)濾性能,可采用膨化的PTFE微孔薄膜，與燒結(jié)后的玻纖布通過(guò)高溫?zé)釅汗に嚾廴趶?fù)合，就能將玻璃纖維布、PTFE保護(hù)層與 PTFE微孔薄膜層很能好地連接在一起，形成一種牢固性高的耐高溫、耐腐蝕的PTFE玻纖燒結(jié)覆膜濾料，它的耐腐蝕、耐折、耐磨性得到進(jìn)一步提高，使用壽命也進(jìn)一步延長(zhǎng)。
覆膜后的過(guò)濾材料具有如下性能：
（1）過(guò)濾效率高：微孔薄膜具有獨(dú)特的交叉微孔特性，PTFE微孔膜的孔隙率達(dá)90%以上，對(duì)超細(xì)粉塵具有良好的過(guò)濾性能，對(duì)0.3～1μm及以上的微細(xì)粉塵可達(dá)99.99%以上的過(guò)濾效率，可以實(shí)現(xiàn)近于零的排放；
（2）運(yùn)行阻力低：由于PTFE薄膜本身具有不粘塵、憎水和化學(xué)性能穩(wěn)定等特性，覆膜后濾料工作面極光滑，粉塵剝離性能十分良好，特別是對(duì)吸濕性強(qiáng)、易粘結(jié)硬化的粉塵具有良好的剝離性；
（3）耐腐蝕、耐折、耐磨性能進(jìn)一步提高：微孔薄膜與PTFE玻纖燒結(jié)濾料復(fù)合后，具有更好的耐酸堿、耐高溫、耐高濕等特性；
（4）使用壽命長(zhǎng)，過(guò)濾速度大：覆膜濾料阻力小且穩(wěn)定，過(guò)濾速度快。
3 PTFE玻纖燒結(jié)耐高溫濾料的性能
PTFE玻纖燒結(jié)耐高溫濾料的主要成分：為玻纖 +PTFE+化學(xué)助劑，經(jīng)檢測(cè)后的技術(shù)參數(shù)如表1。
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4 PTFE玻纖燒結(jié)耐高溫濾料的特性
（1）耐高溫：該種濾料的耐溫性主要是由玻纖和 PTFE本身的耐溫性能決定的，其長(zhǎng)期使用溫度260℃，短期及瞬間溫度可達(dá)300℃，而且熱縮率<0.5%。
（2）良好的耐酸堿性能：對(duì)于酸堿性及大部分有機(jī)物具有非常好的抵抗性，對(duì)酸堿性等腐蝕性氣體包括氟化氫的抵抗性比普通玻纖濾料明顯要高。
（3）良好的耐磨性及耐疲勞性質(zhì)、抗拉強(qiáng)度高，均優(yōu)于普通玻纖濾料。
（4）良好的疏水性：濾料表面光滑、疏水，任何粉塵都無(wú)法粘附在濾料表面且易清灰，不懼焦油、水蒸汽，所以除塵器外面不需要保溫，可適用于含酸堿性成分、濕度波動(dòng)大的煙氣粉塵過(guò)濾。
（5）熱穩(wěn)定性好：300℃熱收縮率小于0.5%，這一特性決定了其在高溫下使用的安全性。
（6）過(guò)濾風(fēng)速高：其過(guò)濾材料屬光滑圓柱體，容塵量較小，易清灰，而且具有很好的耐摩性及耐疲勞性，這些特性決定了其具有較高的過(guò)濾風(fēng)速，也決定了其能勝任的清灰方式有反吹風(fēng)清灰、回轉(zhuǎn)反吹風(fēng)清灰、機(jī)械振動(dòng)清灰、脈沖清灰等。
（7）燒結(jié)后的濾料可與PTFE多微孔薄膜復(fù)合成覆膜濾料。具有過(guò)濾效率高，易清灰，耐酸堿，質(zhì)體柔韌等特點(diǎn)。
5 工程應(yīng)用實(shí)例
PTFE玻纖燒結(jié)耐高溫濾料從2007年起開始應(yīng)用于垃圾焚燒爐、水泥、化工、冶煉、工業(yè)廢料焚化爐、火電廠、產(chǎn)品回收廠等煙氣除塵。自該產(chǎn)品開發(fā)成功以來(lái)，已經(jīng)被國(guó)內(nèi)多家垃圾焚燒爐除塵設(shè)備用戶采用。
應(yīng)用實(shí)例：某垃圾焚燒爐袋式除塵器應(yīng)用PTFE玻纖燒結(jié)耐高溫濾料制成的濾袋配套。其除塵器具體參數(shù)如表2。
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運(yùn)行效果：垃圾焚燒處理技術(shù)應(yīng)具有無(wú)害化、資源化、減量化的特點(diǎn)，但焚燒后的煙氣凈化具有一定難度。采用 PTFE玻纖燒結(jié)耐高溫濾料制成濾袋，大大提高了除塵效率及布袋的使用壽命，且除塵效果好，粉塵排放濃度平均為29mg／Nm3，煙氣黑度（林格曼黑度）小于1，遠(yuǎn)低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)自從2007年10月開機(jī)以來(lái)濾袋使用效果良好。因此，PTFE玻纖燒結(jié)耐高溫濾料是垃圾焚燒爐除塵設(shè)備最理想的除塵高溫濾料之一。
6 結(jié)論
PTFE玻纖燒結(jié)耐高溫濾料具有很好的耐酸堿性、耐腐蝕、耐高溫、耐摩及耐曲撓等性能，而且表面光滑、疏水，粉塵無(wú)法粘附在濾料表面，適用于高溫、高濕、高粘性粉塵行業(yè)或帶有酸堿性、腐蝕性化學(xué)氣體的工業(yè)煙塵凈化。隨著我國(guó)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，PTFE玻纖燒結(jié)耐高溫濾料在高溫?zé)煔膺^(guò)濾行業(yè)有著廣泛的用途，具有廣闊的應(yīng)用前景，主要可應(yīng)用于：
（1）垃圾焚燒爐高溫、高粘性粉塵的煙氣凈化。特別是廢棄醫(yī)療用品（如一次性針筒，橡膠手套等）及生活垃圾的處理，可解決高溫?zé)、高粘性粉塵糊袋、化學(xué)氣體腐蝕布袋等問題。
（2）鋼鐵冶煉廠高爐煤氣的煙氣凈化。主要可解決高溫、高濕、露點(diǎn)以下糊袋及高溫含硫等化學(xué)氣體腐蝕布袋等問題。
（3）炭黑、焦化爐的煙氣凈化。主要可解決高溫、高粘性粉塵造成的清灰困難，停爐后的露點(diǎn)以下氧化反應(yīng)使濾料早期脆化等問題。
（4）化工、冶金、水泥等行業(yè)。可解決高溫、高粘性粉塵造成的袋式除塵器糊袋、設(shè)備運(yùn)行阻力高、濾料早期脆化破損等問題。
（5）電站燃煤鍋爐的煙氣干法脫硫。與普通玻纖袋相比較，具有不粘袋、易清灰、設(shè)備運(yùn)行阻力低、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
