過濾材料用纖維及其濾料特性
來源： 閱讀：2337 更新時間：2010-11-23 10:45目前，過濾材料的品種不斷增多，單從材質(zhì)而言，就有天然纖維、合成纖維、無機纖維和金屬纖維等。近年來，我國濾料生產(chǎn)工藝技術(shù)得到了飛速發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量有了大幅度提高，為我國的環(huán)境保護事業(yè)做出了較大貢獻？墒窃趯嶋H應用中，卻總會出現(xiàn)各種各樣的問題，部分原因是我們對過濾材料的認識不足。下面筆者對制造濾料的部分纖維的特性及濾料在實際應用中應注意的事項做一簡單的分析，希望對大家正確應用濾料有所幫助。
我國化纖濾料過去主要是滌淪機織布和滌淪針刺氈。由于對耐溫提出了更高的要求，近年我國又引進或自行開發(fā)了多種耐高溫的化學纖維，研制生產(chǎn)出了很多耐高溫的化纖濾料，如Nomex、PPS、P84、PTFE等。部分濾料的最高使用溫度和需關(guān)注的工況見下表。
滌綸纖維及其濾料特性
滌綸，學名聚酯（PolyesterPE），即聚對苯二甲酸乙二醇酯（PolyethyleneterephthalatePET），比重1.38g/cm3，熔點256℃，斷裂強度5.5g/d，極限氧指數(shù)22。它是一種熱塑性纖維，遇火會燃燒并滴落，所以滌綸濾料能采用壓光、燒毛等方式進行后處理，可在干燥條件下經(jīng)受135℃的操作溫度，若在135℃以上溫度連續(xù)工作時會變硬、褪色、發(fā)脆，短時高溫也會使其強度變?nèi)酢?/p>
滌綸纖維抗水解性差，不適于在高堿、高濕氣的工況條件下（5%以上水氣，100℃以上高溫）使用。針對這些不足，解決辦法是：溫度超過135℃，選用Nomex等耐高溫纖維濾料；水氣超過5%，將溫度降到100℃以下；高堿、高濕氣情況下，可選用耐水解的丙烯腈纖維等其他纖維濾料。
Nomex纖維及其濾料特性
Nomex，學名芳香族聚酰胺（Arylpolyamide），比重1.38g/cm3，斷裂強度4.9g/d，極限氧指數(shù)29。它是一種非熱塑性纖維，不自燃也不助燃，在高溫狀態(tài)下（如371℃時）只會碳化或分解成小分子，不會像一般熱塑性纖維那樣突然軟化，可在干燥條件下經(jīng)受200℃的操作溫度。所以，Nomex纖維濾料不能采用壓光工藝后處理，但可采用燒毛方式進行后處理。
Nomex纖維濾料是一種水解性纖維，在高溫和存在化學成分及水氣的情況下會很快水解而損壞；在水氣濃度小于10%、弱酸性及中性環(huán)境下適用于190℃的操作溫度，使用壽命可達2年；若水氣濃度增加為20%，使用壽命如要達到2年，則需把溫度降到到165℃以下，若溫度還在190℃左右，其壽命只有半年多。Nomex纖維濾料會受到SOx的侵蝕，因此在燒含硫煤的電廠中往往不能應用。在水氣濃度為10%、溫度為120℃、SO2含量在50～400ppm時，強度保留率為58%；若溫度升到180℃，SO2含量在50ppm時，強度保留率為30%；當SO2含量高達400ppm時，強度保留率僅為5%。所以在有水氣和SOx存在時，不宜使用Nomex纖維濾料，可用普抗纖維濾料替代。
普抗纖維及其濾料特性
普抗，學名聚苯硫醚（PolyphenylenesulfidePPS），比重1.38g/cm3，熔點285℃，斷裂強度5.0g/d，極限氧指數(shù)34，是一種高性能熱塑性工程塑料，具有耐熱、阻燃等特性。PPS濾料可在190℃的溫度下連續(xù)使用，瞬時溫度可達200℃（每年累計400小時以下）；在160℃的熱壓釜中能保持90%以上的強度。
PPS濾料的耐化學性非常好，抗硫、抗酸效果很好，所以在燃煤鍋爐上是最合適的濾料，現(xiàn)有約有80%的PPS濾料使用在燃煤鍋爐上，它只要求煤中的硫含量在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含量小于14%、NOx含量小于600mg/Nm3，若O2含量達12%，建議溫度降到140℃，總之氧含量越高，所使用的溫度就要越低，因為每增加10℃，化學反應便會成倍增加。也就是說濾料本來壽命為3年的情況下，若溫度增加10℃，其壽命就只有1年半。
P84纖維及其濾料特性
P84，學名聚酰亞胺（PolyimidePI），比重1.4g/cm3，是不規(guī)則的葉片狀截面，因此比一般圓形截面增加了80%的表面積。P84纖維耐高溫性能好，可在260℃以下溫度連續(xù)使用，瞬時溫度可達280℃（每年累計少于200小時），有一定的水解性，建議在水氣含量小于35%的工況下使用。P84有一定的抗氧化性，煙氣中O2含量應小于16%，NOx含量小于600mg/Nm3，若沒有O2補充，NOx含量可放寬到1500mg/Nm3。SOx會使濾料壽命降低，建議SOx含量小于700mg/Nm3，在垃圾焚燒爐中應用必須有脫硫裝置。
PTFE纖維及其濾料特性
氟綸，學名聚四氟乙烯（polytetraflu鄄oroethylenePTFE），比重2.2g/cm3，熔點327℃，分解溫度在415℃左右，有卓越的耐化學腐蝕性，對所有化學品都耐腐蝕，有塑料王之稱。聚四氟乙烯（PTFE）為大分子線型結(jié)構(gòu)，在其分子結(jié)構(gòu)中,氟原子體積較氫原子大，氟碳鍵的結(jié)合力也強，起到保護整個碳———碳主鏈的作用，使聚四氟乙烯纖維化學穩(wěn)定性極好，摩擦因數(shù)低，具有不燃，能耐強酸、強堿、強氧化劑等強腐蝕性試劑或溶劑，耐高、低溫等優(yōu)良性能，長期使用溫度為-200～260℃。用PTFE纖維制成的濾材廣泛應用于垃圾焚燒、高硫煤除塵等領域。
玻璃纖維及其濾料特性
玻璃纖維是一種無機纖維，主要成分是SiO2。玻璃纖維是將玻璃料在1300～1600℃的溫度時熔化后，從熔融態(tài)抽絲并迅速淬冷而制得的，比重2.54g/cm3，原絲抗張強度在160～275kg/mm2。
玻璃纖維最突出的優(yōu)點就是耐高溫、尺寸穩(wěn)定性好、拉伸斷裂強度高。玻璃纖維在耐化學侵蝕方面，除了氫氟酸、高溫強堿外，對其他介質(zhì)都很穩(wěn)定。玻璃纖維的缺點是耐折性較差。
作為過濾材料，玻璃纖維可在260℃的工況條件下長期使用。過濾氣體的溫度控制在收塵設備的設計中具有重要意義，過濾材料的耐高溫性能對收塵設備的成本和運行費用都起著決定性的作用。煙氣的高溫過濾具有以下優(yōu)點：省去了除塵裝置的冷卻費用，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(shù)得到有效控制，降低除塵設備的造價；減少結(jié)露的危險，防止除塵設備的腐蝕，延長設備使用壽命，同時還防止濾布表面因結(jié)露而引起阻塞的故障，使過濾得以順利進行。
玻璃纖維在260℃下，其收縮率為0，與其他合成纖維濾料相比，尺寸穩(wěn)定性優(yōu)越得多。使用玻璃纖維濾料時不必擔心透氣性和過濾面積的變化，也不必擔心因收縮加大布面張力和濾袋伸長而使濾袋皺折、加快濾袋破損等問題。玻璃纖維耐折性較差，但可以從控制纖維的直徑和表面化學處理兩個方面來大幅度提高其耐折性能。
