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各種布袋除塵器濾袋材料的性能分析

作者: 打磨車間除塵 編輯: 打磨車間除塵 來源: 打磨車間除塵 發布日期: 2019.05.06


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      1.幾種有機化學纖維的性能和各自特點。

      聚丙烯纖維(丙綸)
      特性:密度0.91g/cm3,斷裂強度3.4g/d,極限氧指數19,熱塑性纖維,與火會燃燒並滴落,能燒毛、壓光。
      過濾性能:可在幹燥條件下經受80℃的操作溫度;瞬間使用溫度100℃,軟化溫度150℃。耐酸堿性、耐水分很好,耐氧化性弱。
      在大多數情況下丙綸會因氧化而降解,這是聚合物的主要弱點。氧化侵蝕主要是由於氧氣的攻擊,通常因金屬鹽的轉變而持續發生。氧來自外界空氣或氧化物,如NO2。
      聚丙烯耐磨性好,彈性回複率高,還是一種優良的熱塑性纖維,聚丙烯氈常用於熔煉廠的低溫脈衝濾袋和化工、醫藥廠的脈衝濾袋中。聚丙烯專用於潮濕的場合,它受到隻耐低溫的限製。

      聚酯纖維(滌綸)
      特性:聚酯纖維在常溫下有很好的使用性能,是袋濾器中的主力濾料。密度1.38g/cm3,熔點256℃,斷裂強度5.5g/d,極限氧指數22,熱塑性纖維,與火會燃燒並滴落,能燒毛、壓光。
      過濾性能:可在幹燥條件下經受130℃的操作溫度;連續在130℃以上工作會變硬;退色;發脆,溫度也會使其強度變弱。於聚丙烯相比,聚酯在熱衰變方麵不敏感。熱氧化發生的可能性需要在一定的溫度範圍內有較強的氧化物來損壞。
      聚酯損壞的最常見原因是受水蒸氣的水解或水溫升高,尤其是堿環境下的水解侵蝕。水解以及硫化氫;氨損壞了聚合物的主要結構,減少了織物的強度,最終導致織物損壞。氣體中的水分含量和溫度越高,水解造成的損壞越快,同時水解作用在強酸或強堿環境中會增強。

      丙烯腈均聚體纖維(亞克力)
      在溫度低於1250C時,顯示出對有機溶劑、氧化劑、無機及有機酸具有良好的抵抗力。丙烯腈均聚體不會水解,因此在低溫而有化學腐蝕及潮濕的場合用來取代聚酯。而丙烯腈的共聚物則不耐水解,所以在過濾用途中不能用它來取代均聚體。

      PPS纖維(聚苯硫醚)
      特性:密度1.38g/cm3,斷裂強度5.0g/d,極限氧指數34,是結晶性高性能熱塑性工程塑料,具有耐熱、耐化學性、阻燃性等特性。
      過濾性能:可在190℃的溫度下連續使用,瞬時溫度可達200℃(每年累計400小時以下);耐化學性非常好,是抗酸堿性很強的纖維;其缺點是抗氧化性較差,要求O2含量小於14%(Vol)、NOX小於600mg/Nm3,在使用中,含氧量越高,所使用的溫度就要越低。PPS濾料具有較強的抗腐蝕功能和很好的尺寸穩定性,在集塵和清灰方麵具有優良的性能。
      典型用途是市政廢物焚燒爐、公用工程鍋爐、燒煤鍋爐、醫院焚燒爐、熱電聯產鍋爐上用的脈衝袋濾器。也可用它來取代別的經不住高溫或存在化學品及不耐潮濕的合成纖維。

      間位芳香族聚酰胺纖維
      主要有美國的Nomex®,日本的Conex®和中國的芳綸等。
      特性:密度1.3g/cm3,斷裂強度4.9g/d,極限氧指數29,是非熱塑性纖維,不自燃也不助燃,它在高溫狀態下如371℃隻會碳化或分解成小分子,不會象一般熱塑性纖維會突然軟化,所以不能壓光,但可燒毛。
      過濾性能:可在幹燥條件下經受200℃的操作溫度;是水解性纖維,當高溫和遇有機化學成分及水分時會很快水解而損壞;在水分濃度為10%及弱酸性和中性環境下可適用於190℃的操作溫度,而使用壽命也可達二年;若水分濃度增加到20%使用壽命要達到二年則需要降低溫度到165℃以下,若仍在190℃使用壽命隻有半年多。它特怕SOX侵蝕,因此在使用含硫煤的電廠中往往不能應用。在水分濃度為10%時,若溫度為120℃,SO2含量為50~400ppm,強度保留率為58%,若溫度升到180℃, SO2含量為50ppm,強度保留率為30%。SO2含量為400ppm,強度保留率僅5%。故在有水汽和SO2時不宜使用。
      Nomex®,Conex®和國產芳綸纖維在使用性能上差別不大,用其製成的針刺過濾材料主要應用在煙氣溫度較高的工況,如瀝青混凝土攪拌瀝青煙氣、耐火磚窯爐煙氣、焦化煙氣等。

      P84纖維(聚酰亞胺)
      特性:密度1.40g/cm3,極限氧指數38,是不規則的三葉瓣形截麵,增加了過濾的表麵積;具有突出的耐高低溫性、難燃性、電絕緣性和耐輻照性。
      過濾性能:可在260℃以下連續使用,瞬時溫度可達280℃(每年累計小於200小時);有一定水解性,建議使用在水汽含量小於35%(Vol)的環境中;有一定抗氧化性,建議在煙氣中O2含量小16%(Vol), NOX小於600mg/Nm3;SOX會使濾料壽命降低,建議SOX含量小於700mg/Nm3。
      P84濾料及P84/玻纖複合濾料具有較好的耐溫性,難燃性等性能,已廣泛地應用於鋼鐵高爐煤氣淨化、電石爐收塵、電站燃煤鍋爐、城市垃圾焚燒爐等工業的高溫煙氣過濾,並取得了很好的效果。

      PTFE(聚四氟乙烯)纖維及覆膜濾料
      特性:聚四氟乙烯是一種具有獨特分子結構即結構完全對稱的中性高分子化合物。特殊的結構使其具有良好的熱穩定性、化學穩定性、絕緣性、潤滑性、抗水性等。
      過濾性能:耐高溫,使用溫度範圍廣,可在260℃(高溫下長期連續使用,瞬間溫度可達280℃;化學穩定性強,耐腐蝕;自潤滑性良好,摩擦係數極低,過濾磨損很小;PTFE膜的表麵張力很低,具有很好的不粘性和拒水性。
      PTFE覆膜濾料可實現表麵過濾,這是由於PTFE覆膜濾料是微孔結構,表麵無直通孔,使粉塵不能通過膜的表麵進入到膜的內部或基材中,從而隻有氣體通過而將粉塵或物料截留在膜的表麵。目前,覆膜濾料已廣泛應用於工業除塵、精密過濾等眾多領域。

      2.幾種無機化學纖維的性能和各自特點。
      玻璃纖維織物
      特性:玻璃纖維是一種無機纖維,它是將玻璃料在1300~1600℃的溫度熔化後,從熔融態抽絲並迅速淬冷而製成的。密度2.54g/cm3,原絲抗拉強度在160~275kg/mm2。按成分的不同分為A玻璃、C玻璃、E玻璃、和S玻璃等。玻璃纖維最突出的特點是耐高溫,尺寸穩定性好,拉伸斷裂強度高。玻璃纖維在耐化學侵蝕方麵,除了氫氟酸、高溫強堿外,對其他介質都很穩定。玻璃纖維缺點是耐折性較差,一般不在振蕩或脈衝係統上使用。
      過濾性能:玻璃纖維可用於260℃(中堿)/280℃無堿)的工況條件下長期使用,瞬間溫度可達350℃; 耐腐蝕性強; 尺寸穩定性好, 在280℃,其收縮率為0;拉伸斷裂強度高、拉伸斷裂伸長率小。

      高矽氧纖維
      高矽氧耐火纖維是一種耐高溫無機纖維,其二氧化矽(SiO2)含量高於96%,軟化點接近1700℃,在900℃下長期使用,1450℃條件下工作10分鍾,1600℃條件下工作15秒仍保持完好狀態。由於具有化學性能穩定、耐高溫、耐燒蝕等優良的性能,產品廣泛應用於高溫氣體收塵、航空航天、冶金、化工、建材、消防等工業領域。

      玄武岩纖維
      玄武岩纖維作為幹法過濾裝置的濾材,主要用於工業除塵和煙、氣淨化。由於玄武纖維本身強度高,耐高溫,耐腐蝕,延伸率低等優異性能,因此用它製成的濾袋有以下特點:
      1. 機械強度高,斷裂強度一般均在3000N以上;
      2. 延伸率低,玄武纖維本身的斷裂伸長隻有3%,因而用它製成的濾袋尺寸穩定;
      3. 機械性能好,可在760℃溫度下長期使用;
      4. 耐腐蝕性能好,可在酸、堿氣氛的氣體中使用;
      5. 織物空隙率高,表麵光滑,透氣性好,空載壓損僅為2Pa;
      6. 收塵效率高,可達99.5%-99%,尤其是對直徑0.5mm以下的塵粒,效果更為明顯;
      7. 對煙氣含塵量濃度適應性強;
      8. 處理煙塵量大,運行維護方便,易清灰;
      9. 使用壽命長。

      3.幾種特性纖維總的分類及濾料相關名詞的解釋:
      熱塑性纖維:
      指在熔點可熔化的纖維。熱塑性纖維包括聚酯、聚丙烯聚、亞克力、聚苯硫醚PPS、玻璃纖維及PTFE(聚四氟乙烯),。這些纖維可以達到很好的後處理效果。

      非熱塑性纖維:
      NOMEX(間位芳香族聚酰胺纖維)、芳綸、P84(聚酰亞胺),它們是不熔的,不能采用常規的軋光處理,但可以燒毛處理。

      抗靜電纖維:
      不鏽鋼纖維及碳或其它抗靜電元素與纖維混合以有助於減輕靜電積累的危險。在袋濾器有爆炸危險的場合常用這種抗靜電纖維。

      縮聚型合成纖維:
      造成濾袋毀壞的一項重大原因是水解反應。水解的定義是水分子介入纖維的高分子鍵引起分解的一種化學過程。以縮聚型聚合體生產的合成纖維是不耐水解的。這些縮聚型聚合體包括:聚酯、尼龍、聚酰亞胺(P84)、諾美克斯®(NOMEX)(COMEX)及芳綸。許多生產工藝在高溫下產生的濕氣及化學品(不論是酸還是堿)生成了理想的水解條件。高溫、濕度及化學品這三種因素必須都存在才能激活水解。聚丙烯腈均聚體、PPS纖維、PTFE纖維不是產自縮聚型聚合體,常選來取代有水解問題的纖維。如當諾美克斯®纖維在高於1350C溫度下水解時,用PPS纖維來替代。滌綸濾料在低於1200C以下水解時,常用均聚丙烯腈來替代,即4480新热播影院所稱的“亞克力”濾料。

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