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袋式鍋爐除塵器過濾材料用各（gè）種纖維的（de）特性及其（qí）應用
一、前言
在工業生產中，工業爐窯和燃（rán）煤鍋爐產生大量的工業粉塵和煙塵（chén）。當（dāng）前，治理（lǐ）工業粉塵
和煙塵最有效的辦（bàn）法就是（shì）使用鍋爐除塵器，而其核心是過濾材料。
目前，過濾材料的品種不斷增多，單從材質而言，就有（yǒu）天然纖維、各種合成纖（xiān）維、各種
無機纖維和金屬纖維等。近年，我國濾料（liào）生產工藝技術得到了飛速發展，產品質量有了大（dà）幅
度的提高，為我國的環境保護事業做出了較大的貢獻。可（kě）是在實際應用中，卻總會出現這樣
那樣的問題，這（zhè）與我們對過濾材料的認識不足是密不可分的。本文對製造濾料的部份纖維的
特（tè）性及其濾料在實際應（yīng）用中應注意的事項做一（yī）簡單的（de）分（fèn）析，希望對濾料的（de）正確應用有所幫
助。
⒉部份化纖的特性（xìng）及其
部份化纖的特性及其部份化纖的特性及其
部份化纖的特性及其濾料
濾料濾料
濾料的應用
的應用的應用
的應（yīng）用
目前我國化纖濾料主要（yào）是滌淪機織布和滌淪針刺氈。由於對耐溫提出（chū）了更高的要求，近
年又通過引進耐高溫（wēn）的化學纖維，研製生產出（chū）了（le）很多耐高溫的化纖濾（lǜ）料（liào），如 Nomex、
Procon、Torcon、Basfil、P84等。以下結合筆者對這些纖維及其濾料的淺薄認識，分（fèn）別對
其做一簡單的分析，以取到拋磚引玉的（de）作用。部份濾（lǜ）料的最高使用溫度和需關注的工況見表
1。
⑴ 滌淪纖維及其濾料
滌淪：學名聚（jù）酯（Polyester PE）聚對（duì）苯二甲酸乙二醇酯Polyethylene terephthalate，
PET
特性：比重1.38g/cm3，熔點256℃，斷裂強度5.5g/d，極（jí）限氧指數22。熱塑性纖維，
遇火會燃燒並滴落，能壓光、燒毛。
過（guò）濾性能：可在幹燥條件下經受（shòu）135℃的操作溫度；連續在135℃以（yǐ）上工作會變硬、褪
色、發脆，短時高溫亦會使其強度變弱。抗（kàng）水解性差，不適於高堿、高濕氣的工（gōng）況條（tiáo）件下（5%
以（yǐ）上水汽，100℃以（yǐ）上高溫）使用；
解決辦法：
⒈溫度超過135℃則選用Nomex等耐高溫纖維（wéi）；
⒉水汽超過5%則將溫度降到100℃以（yǐ）下；
⒊高堿、高濕汽情（qíng）況下，選用耐水解的丙烯腈（jīng）纖維。 ⑵ Nomex纖維及（jí）其濾料
Nomex：學名芳香族聚酰胺 Aryl polyamide
特性：比重1.38g/cm3，斷裂強度4.9g/d，極限氧指數29。是（shì）非熱塑（sù）性纖維，不自燃也
不助燃，它在（zài）高溫狀（zhuàng）態下如371℃隻會碳化或分解成（chéng）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（néng）：可（kě）在幹燥條件下經受200℃的操作（zuò）溫度；是水解性（xìng）纖維，當高溫和有化學成
份及水份時會很快水解而損壞；在水份濃度為10%及弱酸性及中性環境下可適用於 190℃
的操作溫度，而使用壽命也可達兩年；若（ruò）水份濃度增加為20%，使用壽（shòu）命需達到兩（liǎng）年則需
降溫到165℃以下，若還在190℃使用其壽命隻有半年多。
它特怕SOx的侵蝕，因此在燒含硫煤的電廠中往往不能應用。在水份濃度為（wéi）10%時，
若溫度為120℃、SO2含量50～400ppm，強度保留（liú）率為58%，若溫度升到180℃，SO2
含量50ppm時，強度（dù）保留率為（wéi）30%，SO2含量400ppm時，強度保留率僅5%。所以在有
水汽和SOx存在時不（bú）宜使用。
解決辦法：⒈水（shuǐ）解可（kě）用普抗替代，普抗能耐水解和硫氧化（huà）物的侵蝕。
⑶ 普抗（托康）纖維及（jí）其濾（lǜ）料
普（pǔ）抗：學名（míng）聚苯硫（liú）醚 Polyphenylene sulfide PPS
特性（xìng）：比重1.38g/cm3，熔點285℃，斷裂強度5.0g/d，極限氧指數34。是結晶性高性
能（néng）熱塑性工程塑料，具有耐熱、耐化學性、阻燃性（xìng）等諸多特性。
過濾性能：可在190℃的溫度下連（lián）續使用，瞬時200℃（每年累計400小時以下）；在（zài）
160℃的熱壓釜中能（néng）保持90%以上的（de）強度。耐化學性非常好（hǎo），抗硫，抗酸效果很好（hǎo），所以在
燃煤鍋爐上是最合適的濾料，現有約80%的PPS濾料使用在燃煤鍋爐上，它隻要（yào）求煤的硫
含量在3.5%以（yǐ）下，煙氣中SO2含量在（zài） 2700mg/Nm3以下。
其缺點（diǎn）是（shì）抗氧化性較差，要求O2含量小於（yú）14%（Vol）、NOx小於（yú）600mg/Nm3，若（ruò）
O2含量達12%建議溫度降到140℃，總之氧（yǎng）含量越高，所（suǒ）使用（yòng）的溫度（dù）就要（yào）越低，因每增加
10℃，化學反應成（chéng）雙（shuāng）倍的增加。也就是說本來（lái）壽命（mìng）3年的情況下，若溫度（dù）增加10℃，其壽
命會隻有1.5年。
⑷ P84纖維及其濾料
P84：學（xué）名聚酰亞胺 Polyimide PI
特（tè）性：比重1.4g/cm3，是不規則（zé）的葉片狀截麵，因此比一般園形截麵增加了80%的表
麵積。耐高溫性很好。 過濾（lǜ）性（xìng）能：可（kě）在260℃以下連續使用，瞬時溫度可達280℃（每年累計少於200小時（shí））。
有一定（dìng）的水解性，建議使用在水（shuǐ）汽含量小於35%Vol的氣氛中。有一定的抗氧化性，希望煙
氣中O2含量小於16%Vol，NOX小於600mg/Nm3，若沒有O2補（bǔ）充NOX含量（liàng）可放寬到（dào）
1500mg/Nm3。
SOX會使濾料壽命降低（dī），建（jiàn）議SOX含量小於700mg/Nm3，在垃（lā）圾焚燒爐中應（yīng）用必須
有脫硫裝置。
⒊玻（bō）璃纖維（wéi）及其濾（lǜ）料的特性的特性
玻（bō）璃纖維是一種無機纖維，其主要（yào）成分是（shì）SiO2。它是將玻（bō）璃料（liào）在1300～1600℃的溫度
熔化以後，從熔（róng）融態抽絲並迅速淬冷而製得的。比重（chóng） 2.54g/cm3，原絲抗張強度在160～
275kg/mm2。按（àn）成（chéng）分不同又分為A玻璃、C玻璃、E玻璃和S玻璃等，用於過濾材料一般
采用C玻璃（即中堿玻璃或稱鈉鈣矽（guī）酸鹽玻璃）和（hé）E玻璃（即無堿玻璃或稱鋁硼矽酸鹽（yán）玻
璃）兩種。目前我國生產過濾布用的玻璃（lí）纖維主要采用無堿80支（zhī）、中堿45支和無堿40 支，
其單纖維直徑分別為6μ、7.5μ和8μ。
玻璃纖維（wéi）最實出的優點（diǎn）就（jiù）是耐高溫，尺寸穩定性好，拉伸（shēn）斷裂強度高。玻璃纖維在耐化
學侵蝕方麵，除了氫氟酸、高溫（wēn）強堿外，對其（qí）他介質都很（hěn）穩定。玻璃纖（xiān）維的缺點是耐折性（xìng）較
差。
⑴ 耐溫性
做為過濾材料，玻璃纖維可於260℃（中堿（jiǎn））/280℃（無堿（jiǎn））的工況條（tiáo）件下長（zhǎng）期（qī）使用，
瞬間高溫（wēn）可達350℃。過濾氣體的溫度控製在收塵設備的設計中具（jù）有重要的意義，過濾材料
的耐高溫性能（néng）對收塵設備的成本和（hé）運行費用都取（qǔ）著決定性的作用。煙氣的高溫過濾會給您帶
來（lái）以下好處。
省去了除塵裝置的冷卻費用，因而降低（dī）了除塵設備的造價；
減少（shǎo）了冷風的摻入量，從而使處理風量的總數得到了有（yǒu）效控製。這一點對降低除塵設備
的造價是不言（yán）而喻的。
減少了結（jié）露的危險。260℃這一（yī）溫（wēn）度界限，對目前所有的工業領域，排除結露（lù）故障是足（zú）
足有餘的，這（zhè）就防止了除塵設備的腐蝕，延長了其使用壽命。同時還防止了濾布（bù）表麵結露而
引起阻塞的故障，使過濾得以順利進行。
節能。如鋼鐵行業（yè）高爐煤氣（qì）淨化，煤氣降溫不僅本身浪費能源，而且減少了煤氣（qì）的燃燒
熱值。
⑵ 尺寸穩定性好 玻璃纖維在280℃下，其收縮率為0，與其他合成纖維濾料要比，尺寸穩定性優越得多。
使用玻璃纖維濾（lǜ）料時不必擔（dān）心透氣性和過濾麵積的變化（huà），以及收縮而加大布麵張力和（hé）濾袋伸
長而使濾袋皺折，加快濾袋破損等影響。
⑶ 拉伸斷裂強度高
拉伸斷裂強度（dù）高、拉伸斷裂伸長率小是玻（bō）璃纖維過濾材料的又一特點。所以在除塵用濾
袋設計時，對濾袋的拉伸斷裂強度要求基本上可不予考（kǎo）慮。玻纖濾料與滌淪（lún）濾料的強（qiáng）力比較
見表2，幾（jǐ）種過濾材（cái）料（liào）斷裂伸長率的比較見表3。
⑷ 耐化學侵蝕：
玻璃纖維本身的耐化學侵蝕與玻璃纖維過濾材料的耐化學侵蝕是兩（liǎng）個不同的慨念。因為
玻璃（lí）纖維過濾（lǜ）材料都必須經過表麵化學處理才（cái）可以投（tóu）入（rù）使用，未經處理的玻（bō）璃纖維做為濾料
使用（yòng）可以說是沒有意義的。但對玻（bō）璃纖維本身的耐（nài）化學侵蝕性我們也要有一個較全麵的認
識，下麵就從酸、堿（jiǎn）和水汽對玻（bō）璃纖維本身的影響和對玻璃纖維（wéi）濾料的影響分別做一（yī）討論（lùn）。
①玻璃纖維濾料具（jù）有高度的耐酸性
中堿玻璃纖維具有高度的耐酸性（HF酸除（chú）外）。因為它含有約12%的堿（jiǎn）金屬氧化物，
在酸性介質下
≡Si－O－Na + H+ －→ ≡Si－OH + Na+
侵蝕過程（chéng）中，生成的≡Si－OH反而在纖（xiān）維表麵起了保護（hù）膜的作用，它阻礙著侵蝕（shí）進程。
無堿玻璃纖維耐酸性則相對較差，因為其堿金（jīn）屬氧化物含量（liàng）少，而含有約3%的B2O2，
在酸性氣氛下
B2O2＋3H2O＝2H3BO2
遇（yù）水後生（shēng）成的可溶性的硼酸對纖維結構有一定的破壞作用。
為了提高玻（bō）璃纖（xiān）維過濾材料的（de）耐酸性能，各玻璃纖維濾料生產企業都研製了（le）不同的表麵
化學處理耐酸配方（fāng）。如南京菲爾特過濾材料有限公司研究開發了RH、YM、AR等（děng）係列玻璃
纖維（wéi）過濾（lǜ）布耐（nài）酸處理配方，為我國碳黑、燃煤鍋爐、垃圾焚燒爐等行業提供（gòng）了優質濾料。
本中心研製開（kāi）發的耐（nài）酸玻璃纖維濾料采用耐酸配方處理，該配方中的抗酸聚合物包（bāo）覆在
玻璃纖維表麵，生成（chéng）一種保護性屏障，使它免受化學侵蝕。采用（yòng）0.3mm厚中堿玻纖布按（àn）照
美國BGF公（gōng）司濾料耐酸測試方法測得酸腐蝕前後耐折性能見表4。如表所示，經耐酸配方
處（chù）理的玻纖布（bù）耐酸性能大（dà）幅度提高。
所以，在有酸性氣氛的高（gāo）溫煙氣除塵時，宜選用經過耐酸處理的玻璃纖維過濾材料。
②高溫耐堿性不是考（kǎo）慮的重點 由於自然界（jiè）的堿都（dōu）是以堿金屬氧化物的形式存在的，所以（yǐ）在高溫過濾的煙塵（chén）中，盡管有
很多堿性成（chéng）分，但不會真正形成諸如NaOH、Ca(OH)2等形式的堿。所以，盡管普通玻璃
的高溫耐堿性較差，但堿對玻璃纖維濾料的危害並不（bú）是考慮的重點（diǎn）。
③水汽對玻璃纖維濾料有一定（dìng）的影響
水汽對玻璃纖維濾料有一定的影響。在實際應用（yòng）中，高溫（wēn）過濾煙氣含水量較大時，宜選
用經防水處理的玻（bō）璃纖維濾料。
無堿玻璃（lí）纖維對（duì）水、濕空氣（qì）、弱堿有高度的穩（wěn）定性，屬於一級水解級。中堿玻璃纖維對
水、濕空氣較（jiào）穩定，屬於二級水解級。而高堿玻璃纖維一般屬於三級水解級。這是由於（yú）其堿
金屬氧化物含量不同造成的，因為堿金屬（shǔ）氧化物會與水起化（huà）學作用，生成可溶性的矽酸鈉
Na2O＋H2O＝2NaOH
2NaOH＋SiO2＝ Na2SiO2
Na2SiO2＝2Na＋＋SiO2－
為此，出現了很多經防水處理的玻璃纖維過濾材料。如南京（jīng）菲爾特過濾（lǜ）材料有限公司（sī）研
製開發的FCA、FQ、TFB等配方處理（lǐ）的濾料都有優異的防水性能，RH、YM、AR等耐酸
配（pèi）方處理的濾料也具有優異的防水性能。
④玻璃纖維特怕（pà）HF酸，160ppm以上的HF存在時不能使用。
⑸ 耐折性
玻璃纖維耐折性較差，但可以從控製纖維（wéi）的（de）直徑和表（biǎo）麵化學處理兩個方（fāng）麵來大幅度（dù）提高
其耐折性能。玻璃纖維的直徑對玻纖過濾布（bù）的耐（nài）折性能影響較大，這是因為（wéi）玻璃（lí）纖（xiān）維是無機
纖維，比較脆，當（dāng）把單根纖維彎曲到一定的曲率半徑時，纖維即斷裂，這個半徑就稱為該纖
維的斷裂彎曲半徑，玻璃（lí）纖維的直徑d與其斷裂彎曲半徑r的關係如下：
r=Ed/2T
式中E（彈性模量（liàng））和T（抗張強度）皆為常數，因（yīn）此纖（xiān）維的直徑越細，其斷裂彎曲半
徑越（yuè）小，越不（bú）易折斷，耐折性會明顯提高。不同直徑纖維的耐折性能見表5。
玻璃纖維的表麵化學（xué）處理可（kě）改善纖維的耐折性能。南京（jīng）菲（fēi）爾特過濾材料有（yǒu）限公司研製開
發的（de）高耐折表麵（miàn）化學（xué）處理配方與國內傳統配方相比（bǐ），其耐折性能提（tí）高10倍以上，達到美國（guó）
進口同類產品水平，取得了較好（hǎo）的效果。其濾料性能比較見表6。
⒋結語
各種不同纖維製成的過濾材料都有其自身的特（tè）性，我們對其認識的充分程度決定了其（qí）在
實際（jì）應用中的成功率。所以在實際應用中，我們（men）一方麵要把鍋爐除塵器的工況條（tiáo）件吃透（tòu）；另一方麵要對各種濾料的適用工況特別（bié）是不適宜的工況吃透。隻有把工作做在前麵，做細、做深才
能使各種濾料用好，更（gèng）好地（dì）為我國環保事業做出應有的貢獻。
