我(wo)國水泥產量(liang)持續(xu)增(zeng)長，連續(xu)22年產量居全球前排(pai)，技術不斷進步，廣泛采用新型干法水泥窯技術，為節能減排所作的貢獻受到社會贊譽。以2007年為例，全國關停立窯生產企業520家，淘汰立窯水泥熟料與上年相比增長17%，粉塵污染物排放量得到一定程度抑制。日產能4000，5000，10000t規模的生產線，全線采用袋式除塵器已不鮮見，處理風量為幾十萬m3/h到數百萬m3/h的袋式除塵器在水泥生產企業已不稀罕，特別是窯尾高溫煙氣也已采用袋式除塵器，發展勢頭令人鼓舞。

但是(shi)隨(sui)著我國(guo)經濟發(fa)展(zhan)和(he)人們(men)生活(huo)質(zhi)量期望值的提(ti)高，《國(guo)家環(huan)境保護“十二五”規劃(hua)》、水泥行業“十二五”規劃(hua)出臺及新的《環(huan)境空(kong)氣質量標(biao)準》(GB3095—2012)實施，對水泥行(xing)業(ye)的除(chu)塵要(yao)求愈(yu)來愈(yu)高，從宏觀層面看，水泥行(xing)業(ye)的節能減排任務依然十分艱巨(ju)。

水(shui)泥行業除(chu)塵的濾(lv)料技術

水(shui)泥工(gong)藝的(de)含(han)塵氣(qi)體(ti)(ti)參(can)數差異較大，其中窯尾排(pai)放的(de)煙氣(qi)由于高(gao)溫以(yi)及(ji)含(han)塵濃度(du)、粉塵粒徑、含(han)濕量以(yi)至于風量有較大的(de)變化波動范圍，還含(han)有SOx、NOx等有害腐蝕性氣體。因此用于窯尾的袋式除塵器濾料的選用要充分考慮到耐溫耐濕、耐腐蝕、抗氧化、耐水解等綜合性能。

1、玻(bo)璃纖(xian)維濾料

水泥(ni)煙(yan)氣(qi)除塵用玻(bo)璃(li)(li)纖維濾料已有較長歷史。這(zhe)是由玻(bo)璃(li)(li)纖維的(de)性(xing)能(neng)(neng)和國家(jia)社會經濟發展水平決定的(de)。玻(bo)璃(li)(li)纖維有諸(zhu)多優(you)良性(xing)能(neng)(neng)，主要是抗拉強度較高(gao)、耐高(gao)溫、耐腐蝕(shi)、幾何尺寸穩(wen)定、表面光滑、價格(ge)相對(dui)便宜。其(qi)缺(que)點(dian)是抗折性(xing)能(neng)(neng)差(cha)，這(zhe)是玻(bo)纖用于(yu)濾料的(de)一個(ge)致命性(xing)缺(que)點(dian)。

2、聚四氟乙烯(xi)纖維

聚四氟乙烯(PTFE)由于優異性能，得到廣泛應用。可以毫不夸張地說，PTFE的使用水平一定程度上反映了該國的技術經濟發展程度。

PTFE的主要優異性能(neng)有：良(liang)好的耐溫(wen)性能(neng)(正(zheng)常使用(yong)溫(wen)度(du)為-250～260℃，瞬(shun)時(shi)可承受290℃高溫(wen))和耐濕性能(neng)，相對穩定(ding)的化學物理(li)性能(neng)，耐強酸、強堿(jian)、油脂、酮、醚等侵(qin)蝕，能(neng)耐王水腐蝕，被譽(yu)為“塑料之(zhi)王”;物理(li)力學性(xing)能好，靜摩擦系數(shu)(shu)在塑料(liao)中(zhong)為較(jiao)小，自潤滑性(xing)能優良;不吸水(shui)，不被水(shui)解;對氧(yang)作用的相(xiang)對穩定性(xing)，即抗氧(yang)化能力較(jiao)強;阻燃性(xing)好，極限氧(yang)指數(shu)(shu)(LOI)高達95%以上。

3、聚苯硫醚(PPS)

PPS有(you)良好(hao)的(de)性(xing)能，化(hua)(hua)學物(wu)理穩(wen)定性(xing)好(hao)，能耐酸堿腐蝕，與其他高性(xing)能濾材相比，價格不(bu)是很高。其一個主(zhu)要缺點(dian)是抗氧化(hua)(hua)能力(li)較差，使用壽命受到人們的(de)質(zhi)疑(yi)。

4、聚酰(xian)亞胺(P84)

P84的性能(neng)優良，是一種公認的高性能(neng)濾料，但(dan)是其耐水解能(neng)力(li)較差，此外價格昂貴(gui)。在工程使(shi)用上受到(dao)一定的限制。

國內外廣(guang)泛應用(yong)的P84、PPS、PTFE和玻璃纖維等的性能各有特點，但是綜合看，PTFE的優點更突出。例如正常使用溫度，PTFE明顯高，抗酸堿腐蝕性能明顯要好。水泥行業窯尾等高溫煙氣除塵目前采用PPS濾料居多，但是其對氧化劑(例如O2)敏感，抗氧化性能還不夠。而P84則耐水解能力較低。濾料的抗氧化和耐水解在工程實際使用有十分重要的意義。抗氧化是濾料介質對因受氧元素作用可能發生的氧化可承受能力。對PPS，在氧過量的煙氣中，如有大量的氧存在，其能夠攻擊PPS分子中的硫(S)鍵，并與之結合生成硫氧化物(SOx)，使PPS纖維顏色變深變脆，強度降低。因此，在有較多氧的氣氛中，PPS濾料的使用要謹慎。

以聚縮型聚合體(ti)加工成(cheng)(cheng)的(de)(de)合成(cheng)(cheng)纖維不耐(nai)水(shui)(shui)解，在水(shui)(shui)泥行業，特別是(shi)機(ji)窯(yao)頭尾(wei)、烘(hong)干裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)尾(wei)氣(qi)等，如用P84等就有可能出現水解。所用的濾料不僅要能耐高溫、腐蝕，又要能耐水解或抗氧化，或同時具備。

復合(he)濾料的(de)開發(fa)及應(ying)用

PTFE有(you)塑(su)料(liao)之(zhi)王的美(mei)稱，其性(xing)(xing)(xing)能之(zhi)優(you)異已為工程技術(shu)界共識，在燃(ran)煤電站鍋爐(lu)、垃(la)圾焚燒(shao)、水泥行(xing)業機窯的煙(yan)塵除塵已得到成(cheng)功應用，但是相(xiang)對于玻璃(li)(li)纖(xian)(xian)維(wei)價格較高。玻璃(li)(li)纖(xian)(xian)維(wei)也具(ju)有(you)相(xiang)當優(you)良的性(xing)(xing)(xing)能，這2種(zhong)纖(xian)(xian)維(wei)的技術(shu)性(xing)(xing)(xing)能和經(jing)濟性(xing)(xing)(xing)向我們提出了這樣的思路：能否將這2種(zhong)纖(xian)(xian)維(wei)復合(he)，以盡可能提高其性(xing)(xing)(xing)價比。國外公司已有(you)此(ci)種(zhong)復合(he)濾料(liao)的產品(pin)。國內生產廠家也進行(xing)了研發，并已成(cheng)功研發這種(zhong)具(ju)有(you)高性(xing)(xing)(xing)能的復合(he)纖(xian)(xian)維(wei)，而且性(xing)(xing)(xing)價比與國外公司產品(pin)相(xiang)比明(ming)顯(xian)高。

2.1、PTFE/玻(bo)纖(xian)復合(he)濾料

其優點：

①PTFE纖(xian)維(wei)的(de)(de)(de)使用(yong)溫(wen)度(du)高(gao)，長期使用(yong)為260℃，瞬時(shi)能(neng)承受280～290℃的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)，與玻璃(li)纖(xian)維(wei)的(de)(de)(de)使用(yong)溫(wen)度(du)大致匹配，即(ji)兩者的(de)(de)(de)耐高(gao)溫(wen)性能(neng)同時(shi)相(xiang)得(de)益彰;

②PTFE纖(xian)維(wei)(wei)的橫斷面(mian)(mian)呈近似六(liu)邊(bian)形，比表面(mian)(mian)積(ji)增加，較圓形斷面(mian)(mian)的纖(xian)維(wei)(wei)表面(mian)(mian)積(ji)增加近60%，即此種(zhong)纖(xian)維(wei)(wei)表面(mian)(mian)捕集灰塵(chen)微粒(li)的效應強，可充分提高除塵(chen)效率，而玻璃纖(xian)維(wei)(wei)的斷面(mian)(mian)為圓形，此2種(zhong)纖(xian)維(wei)(wei)的復合(he)可避免(mian)玻纖(xian)圓形斷面(mian)(mian)的相對(dui)弊端(duan);

③PTFE纖維(wei)(wei)由于其(qi)橫(heng)斷面(mian)為近似(si)六邊形，且表(biao)面(mian)不像玻(bo)(bo)纖那樣光(guang)滑(hua)，有較好的(de)抱合(he)纏繞力。玻(bo)(bo)纖表(biao)現相(xiang)對光(guang)滑(hua)和圓(yuan)形橫(heng)斷面(mian)所帶來的(de)抱合(he)粘合(he)力較差的(de)缺點得以(yi)彌(mi)補。當然這還要由特定的(de)工(gong)藝條件保障。玻(bo)(bo)璃纖維(wei)(wei)表(biao)面(mian)還需經必要的(de)改性處理;

④PTFE長纖(xian)維(wei)與玻纖(xian)復合可(ke)(ke)以(yi)機織成布，也可(ke)(ke)以(yi)采用一(yi)定的(de)工藝過(guo)程切斷(duan)成短纖(xian)維(wei)，經(jing)開(kai)松(song)、梳理(li)、針(zhen)刺等多道工藝成氈，后加(jia)工成濾袋(dai)。縫紉用線為PTFE縫紉線。

2.2、PTFE微孔薄膜覆膜濾料(liao)

PTFE微孔(kong)薄膜(mo)是一種(zhong)具(ju)有(you)很多微孔(kong)，且孔(kong)徑可達亞微米至(zhi)幾微米的、且較均勻的一種(zhong)高分子膜(mo)。這種(zhong)膜(mo)是由縱(zong)橫(heng)交(jiao)錯的纖維構成(cheng)的三維結構膜(mo)，具(ju)有(you)PTFE固(gu)有(you)的一切優異特(te)性。

膜分離(li)技(ji)術(shu)是(shi)一種新型的分離(li)技(ji)術(shu)，其(qi)應用(yong)十分廣泛。膜分離(li)技(ji)術(shu)既可用(yong)于氣(qi)相(xiang)成分分離(li)，也可用(yong)于氣(qi)固兩相(xiang)分離(li)，除塵是(shi)氣(qi)固兩相(xiang)分離(li)技(ji)術(shu)的實際應用(yong)。

作為過濾介質，PTFE薄膜必須滿足的基本條件是具有多孔性，即有足夠大的空隙率，從而能憑借篩分、攔截、擴散和慣性碰撞、以至靜電效應等多種捕集機理實現氣固分離。分離效率與微孔薄膜的幾何結構、孔徑、固相微粒物性參數、氣相物性參數和流動特性參數(包括雷諾數Re)等多種因素有關，這一方面已有許多經實際使用效果驗證的研究成果發表。

覆膜(mo)(mo)濾(lv)料(liao)能實現表面過濾(lv)，代(dai)替未(wei)覆膜(mo)(mo)濾(lv)料(liao)的深層(ceng)過濾(lv)，從而(er)使除塵效率提高一個數量級，而(er)濾(lv)料(liao)的阻力可降低15%～25%，是一種當之無愧的節能環保產品。應當說明，深層過濾濾料的運行阻力隨使用時間而增加，覆膜濾料的運行阻力經不長時間即保持定長，盡管初期短時間其阻力略高于未覆膜濾料(見圖3)，此外覆膜濾料因清灰容易，剝離率高，可降低清灰脈沖頻率，延長脈沖周期，可節省脈沖氣用量。此外，脈沖閥是以脈沖累計使用次數為其壽命的判斷依據，脈沖周期的延長即表明增長了脈沖閥壽命，增加了除塵器的運行可靠性。以上的分析說明，覆膜濾料從另一角度節省袋式除塵器所需的資源和能源，延長了濾袋壽命，提高了設備可靠性。

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