高温过滤材料
日期：2019-03-27 11:32
图1 滤袋 图2 滤毡
目前,环境污染问题是全世界高度重视的问题之一,关系到人类以及动植物的生存。随着全球工业快速发展,工业粉尘污染日益严重,其中,水泥、钢铁、化工、垃圾焚烧等行业在作业过程中会产生粉尘并伴有高温而且腐蚀性的气体,需要及时加以控制。然而,一般的滤材无法满足对上述行业产生的高温、腐蚀性气体以及高温粉尘的过滤。目前,耐高温过滤材料主要采用无机纤维、耐高温合成纤维。无机纤维韧性、耐磨、耐折以及耐化学腐蚀性相对较差,使用受到限制,因此国内外研究机构及企业致力于高性能耐高温合成纤维的研制与开发。聚酰亚胺纤维具有突出的耐高温、耐腐蚀阻燃特性,由此制成的滤料可以满足对高温粉尘、高温及腐蚀性气体的过滤,并充分保障滤料的过滤效率,延长使用寿命,降低成本。此外,聚酰亚胺纤维具有高强、高模的特点,其力学性能优异,粉尘浓度加聚酰亚胺纤维大后能够承受较大阻力。 Evonik(嬴创)公司生产的耐热型聚酰亚胺短纤维,即P84纤维,已经形成规模化生产能力,具有优异的耐高温、耐腐蚀以及阻燃性能此外,该纤维经过特殊纺制可以制成三叶型截面结构,做成滤材之后,这种不规则结构可以提高捕集尘粒的能力和过滤效率,粉尘大多集中到滤料的表面,难以渗透到滤料的内部堵塞孔隙,对粉尘的捕集能力高于一般纤维。因此P84纤维广泛用作高温过滤材料,适用于温度不超过260℃的烟气除尘。可以满足多数工作温度范围在100~260℃之间相关工业除尘过程(如垃圾焚烧厂、水泥厂、燃煤锅炉等)。专利CN201171942Y1发明了一种混合过滤针刺毡,由P84纤维和聚四氟乙烯(PTEF)混合附着层附着在PTEF基布内外两侧合刺而成,该混合针刺过滤毡具有耐高温、耐高湿、耐腐蚀、过滤精度高等优点。CN201101921y2公开了一种聚酰亚胺纤维面层针刺过滤毡,由P84纤维构成迎尘层、聚苯硫醚(PS)纤维构成第一附着层、PPS短纱基布或PTEF长丝基布构成基布层、P构成第二附着层。该滤毡将致密的P84纤维层作为最外层,直接与粉尘接触提高滤料的过滤精度、降低滤料压差、提高滤料的使用寿命,控制烟气排放浓度小于30mg/N·m3,降低了除尘器的能耗和运行成本。但是上述两种针刺过滤毡的耐磨性较差,专利CN102350131A3将玻璃纤维基布上下表面覆上玻璃纤维Kevlar纤维和P84纤维的混合针刺毡,基布与基布上下表面的复合纤维层经针刺结合在一起后经PFE乳液渗透式覆膜处理,得到的玻璃纤维聚酰亚胺复合滤料持续耐受温度为280℃C,耐磨性得到改善。此外,水刺毡也是一种制备高温滤材的有效方法,与传统的针刺工艺相比,水刺工艺的柔性缠结使得复合过滤材料中基布和纤维的强度提高,最终提高了产品的强力。专利CN202096830U4公开了一种P84复合水刺毡,即在玻璃纤维基布的上下两面对称地用高压水流射入黏贴的混合纤维层,在面层的混合纤维层上再高压水流射入黏贴的P84超细纤维层,该毡料强力以及过滤精度高。专利CN201899980315发明了一种PTEF和聚酰亚胺纤维水刺复合过滤毡,即在玄武岩纤维基布上下两面,对称地用高压水流射入黏贴PTEF和P84混合短纤维层,并在短纤维层上覆有PTEF乳胶浸渍层,该滤毡适用于各种温湿度、含水量的发电机组除尘。在此基础上,专利CN201969432U利用水刺和针刺两种工艺制备了聚酰亚胺纤维混合覆膜过滤毡,即在PTEF纤维和聚酰亚胺纤维混合水刺毡的迎风面针刺复合一层PTE微孔膜,该聚酰亚胺混合滤毡具有良好的抗水性。专利CN202860286U公开了一种皮-芯结构的聚酰亚胺玻璃纤维复合过滤滤材,其中,玻璃纤维为芯层,聚酰亚胺纤维为皮层,该滤材综合了玻璃纤维和聚酰亚胺材料的优点,具有一定轻度和韧性,耐高温、耐化学腐蚀,而且价格低廉,具有良好的过滤效果。
长春高琦聚酰亚胺材料有限公司将中国科学院长春应用化学硏究所的研究成果实现了产业化,生产的轶纶纤维具有优异的热稳定性、耐化学腐蚀性,因而可作为高效的高温过滤材料过滤工业燃烧过程中产生的有害气体及粉尘,抵抗烟雾的化学腐蚀,并可回收贵重物质。广泛应用于水泥、燃煤热电、钢铁冶炼、垃圾焚烧以及汽车涂装等行业。图1~图2所示分别为聚酰亚胺纤维制成的滤袋、汽车滤网以及滤毡。
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