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袋式鍋爐除塵器過濾材料用各種纖維（wéi）的特性及其（qí）應用（yòng）
一、前言（yán）
在工業生產中（zhōng），工業爐窯（yáo）和燃煤鍋爐產（chǎn）生大量的工業粉塵（chén）和煙塵。當前（qián），治理工業粉（fěn）塵
和煙塵最有效的辦（bàn）法就是使用鍋爐除塵器，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（cái）質而言，就有天然纖維、各種合（hé）成纖維、各（gè）種
無機纖維和（hé）金屬纖維等。近（jìn）年，我國濾料生產工藝技術（shù）得到了飛速發展，產品質量有了大幅
度的提高，為我國的環境保護事業做出了（le）較大的貢獻。可是在實際應用中，卻總會出現這（zhè）樣
那樣的問題，這與我們對過濾材料的認識不足是密不（bú）可分的。本（běn）文（wén）對製造濾料的部份纖維的
特性及其濾料在實際應用中應注意的事項做一簡單（dān）的分析，希望對濾料的正（zhèng）確應用有所幫
助。
⒉部份化纖的特性及其
部份（fèn）化纖（xiān）的特性及其部份化纖的特（tè）性及其
部份化纖的特性及其濾（lǜ）料
濾料濾料（liào）
濾料的應用
的應用的（de）應用
的應（yīng）用
目前我國化纖（xiān）濾料主要是滌淪（lún）機織布和滌淪針刺氈。由於對耐溫提出了更高的要求，近
年又通（tōng）過引進耐高（gāo）溫的（de）化學纖維，研製生產出了很多耐高溫的化纖濾料，如 Nomex、
Procon、Torcon、Basfil、P84等。以（yǐ）下結合筆者對（duì）這些纖維及（jí）其濾料（liào）的淺（qiǎn）薄認識（shí），分別對（duì）
其做（zuò）一簡單的分（fèn）析，以取到拋磚引玉的作用。部份濾料的最高使用溫度和需（xū）關注（zhù）的（de）工況（kuàng）見（jiàn）表
1。
⑴ 滌淪纖維及其濾料
滌淪：學（xué）名聚酯（Polyester PE）聚對苯二甲酸乙（yǐ）二醇酯（zhǐ）Polyethylene terephthalate，
PET
特性：比重1.38g/cm3，熔點256℃，斷裂強（qiáng）度5.5g/d，極限氧指數22。熱塑性纖（xiān）維，
遇火會燃燒並滴落，能壓光、燒毛。
過濾（lǜ）性能：可在幹燥條件下經受135℃的操（cāo）作溫（wēn）度；連續在135℃以上工作會變硬、褪
色、發脆，短時高溫亦會使其強度（dù）變弱。抗水解性差，不適於高（gāo）堿、高濕氣的工況條（tiáo）件下（5%
以上水汽，100℃以上高溫（wēn））使用；
解決辦法：
⒈溫度超過135℃則選用Nomex等耐高溫纖維；
⒉水汽（qì）超（chāo）過5%則將溫度降到100℃以下；
⒊高（gāo）堿、高濕（shī）汽情況下，選用耐水解的丙烯腈纖維。 ⑵ Nomex纖維及（jí）其濾料
Nomex：學名芳香族（zú）聚酰胺 Aryl polyamide
特性：比重1.38g/cm3，斷裂強度4.9g/d，極限（xiàn）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（xià）如371℃隻會碳化或分解成小分子，不會象一般熱塑性（xìng）纖維會突然
軟（ruǎn）化，所以不（bú）能壓光，但可燒毛（máo）。
過（guò）濾性能：可在幹燥條（tiáo）件下經受200℃的操（cāo）作溫度；是水解性纖維，當高溫和有化學成
份及水份（fèn）時會很快（kuài）水（shuǐ）解而損壞；在水份濃度為10%及弱酸性及中性環境下可適用（yòng）於 190℃
的操作（zuò）溫度，而使（shǐ）用壽命也可達兩年；若水（shuǐ）份濃度增加為20%，使用壽命需達到兩年則需
降溫到165℃以（yǐ）下，若還在190℃使用其壽命（mìng）隻有半（bàn）年多。
它特（tè）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10%時，
若（ruò）溫（wēn）度為120℃、SO2含量50～400ppm，強度保留率為58%，若溫度升到180℃，SO2
含（hán）量（liàng）50ppm時，強度保留率為30%，SO2含（hán）量400ppm時，強度保留率僅5%。所以在有
水（shuǐ）汽和SOx存在時不宜（yí）使用。
解決辦法：⒈水解可（kě）用普抗替代，普抗能耐水解和硫氧化物的（de）侵蝕。
⑶ 普抗（托康）纖維及其濾料
普抗：學名聚苯硫醚（mí） Polyphenylene sulfide PPS
特性：比重1.38g/cm3，熔點285℃，斷裂強度5.0g/d，極限氧指數（shù）34。是結晶（jīng）性高性
能熱塑性工程塑料，具有耐熱、耐化學性、阻燃性等諸多特性。
過濾性能：可在190℃的溫度下連續使（shǐ）用（yòng），瞬時（shí）200℃（每年累計400小時（shí）以下）；在
160℃的熱壓釜中能保持90%以上的強（qiáng）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（xiàn）有約80%的PPS濾料使用在燃煤鍋（guō）爐上，它隻要求（qiú）煤的硫
含量在3.5%以下，煙氣中SO2含（hán）量在 2700mg/Nm3以下。
其缺點是抗氧化性較差，要求O2含量小於14%（Vol）、NOx小於600mg/Nm3，若
O2含量達（dá）12%建（jiàn）議溫度降到140℃，總（zǒng）之氧含量越高，所使用的溫度就要越低，因每增（zēng）加
10℃，化學反（fǎn）應成雙（shuāng）倍的增加。也就是說（shuō）本來（lái）壽命3年的情況下，若溫度增加10℃，其壽
命會隻有1.5年。
⑷ P84纖維及（jí）其濾料
P84：學名聚酰（xiān）亞胺 Polyimide PI
特性：比重1.4g/cm3，是不規則的葉片狀截麵，因此比一（yī）般園形截麵（miàn）增加了80%的表
麵（miàn）積。耐高溫性很好。 過濾性能：可（kě）在260℃以下連（lián）續使（shǐ）用，瞬時溫度可（kě）達（dá）280℃（每年累計少於200小時）。
有一定的水解性，建（jiàn）議使用在（zài）水汽含量小於35%Vol的氣氛中。有一定（dìng）的抗氧化性，希望煙
氣（qì）中O2含量小於16%Vol，NOX小於600mg/Nm3，若沒有O2補充NOX含量可放寬到
1500mg/Nm3。
SOX會使濾料壽命（mìng）降低，建議SOX含量小於700mg/Nm3，在垃圾焚燒爐中應用（yòng）必（bì）須（xū）
有脫硫（liú）裝置。
⒊玻璃纖維及其濾料（liào）的（de）特性的特性
玻璃纖維是一種無機纖維，其主要成分是SiO2。它是將玻璃料在1300～1600℃的溫度
熔化以後，從熔融（róng）態抽絲並迅速淬冷而製得的。比重 2.54g/cm3，原絲抗（kàng）張強度在160～
275kg/mm2。按成分不同又分為A玻璃、C玻璃、E玻璃和S玻璃等，用於過濾（lǜ）材料一般
采用C玻璃（即中堿玻璃（lí）或稱鈉鈣矽酸鹽（yán）玻璃）和E玻璃（即無堿玻璃或稱鋁硼矽（guī）酸鹽玻
璃）兩種。目前我國生產過濾布用的玻（bō）璃纖維主要采用無堿80支、中堿（jiǎn）45支和無堿40 支（zhī），
其單纖維直徑分別為6μ、7.5μ和8μ。
玻璃纖維最實出（chū）的優點就是耐高溫，尺寸（cùn）穩定性好，拉伸斷裂強度高。玻璃（lí）纖維在耐化
學侵（qīn）蝕方麵，除了氫氟酸、高溫強（qiáng）堿外，對其他介（jiè）質都很穩定。玻璃纖維的缺點是耐折性較
差。
⑴ 耐溫性
做為過濾材料，玻璃纖維可於260℃（中堿）/280℃（無堿）的（de）工況條件下長期使用，
瞬間高溫可（kě）達（dá）350℃。過濾氣體的溫度控製在收塵（chén）設備的設計中具有重要的意義，過（guò）濾材料
的耐高溫（wēn）性能對收塵設備（bèi）的成本和運行（háng）費用都取著決定性的作用（yòng）。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（yòng），因而（ér）降低了（le）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得到了有效控製。這一點對降低除塵設備
的造價是不言而喻（yù）的。
減少（shǎo）了結露的危險。260℃這一溫度界限，對（duì）目前所有的工業領域（yù），排除結露故障是足
足有（yǒu）餘的，這就防止了除塵設（shè）備的腐蝕，延（yán）長了其使用壽命。同時（shí）還防止了濾布表麵結露而
引起阻塞的故（gù）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（jǐn）本身浪費能源，而且減少了煤氣的燃燒
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。
使用玻璃纖維濾料時不必擔心透氣性和過濾麵積的變化，以及收（shōu）縮而加大布麵張（zhāng）力和濾袋伸
長而使濾袋皺折，加快濾袋破損等影響。
⑶ 拉伸斷裂強度高
拉伸斷裂強度高、拉伸斷裂伸（shēn）長率小是玻璃纖維過濾材料的又一特點。所以在（zài）除塵用濾
袋設計時，對濾（lǜ）袋的拉伸斷裂強度要求基本上可不予考慮。玻纖濾料與滌淪濾料的（de）強力比較
見表2，幾種過濾材料（liào）斷裂伸長率的比較見表3。
⑷ 耐化學（xué）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個不同的慨念。因為（wéi）
玻璃纖維過濾材料都必須經（jīng）過表麵化學處理才可以投入使用，未經處理的玻璃纖維做為濾料
使用可以說是沒有意義（yì）的。但對玻璃纖（xiān）維本身（shēn）的耐化學侵（qīn）蝕性我們也要有一個較全麵的認
識，下麵就從（cóng）酸、堿和水汽對玻璃纖維本身的影響和（hé）對玻璃纖維濾料的影響（xiǎng）分別做一（yī）討論。
①玻璃纖維濾料具有高度的耐酸性
中堿（jiǎn）玻璃纖維具有高度的耐酸性（xìng）（HF酸除（chú）外）。因為它含有約12%的堿金屬（shǔ）氧化（huà）物，
在（zài）酸性介質下
≡Si－O－Na + H+ －→ ≡Si－OH + Na+
侵蝕過程（chéng）中，生成的≡Si－OH反而在纖維表麵（miàn）起了保護膜的作用，它阻礙（ài）著侵蝕進程。
無堿玻璃纖維耐酸性則相對較差，因為其堿金屬氧化物含量少，而含（hán）有約3%的B2O2，
在酸性氣（qì）氛下
B2O2＋3H2O＝2H3BO2
遇水後生成的可溶性（xìng）的（de）硼酸對纖（xiān）維結構有（yǒu）一定的破壞作用。
為了提（tí）高玻璃纖（xiān）維過濾（lǜ）材料的（de）耐酸性能，各玻（bō）璃纖維濾料生產企（qǐ）業都研製了不同的表（biǎo）麵
化學（xué）處理耐（nài）酸配方（fāng）。如（rú）南京菲爾（ěr）特過（guò）濾材料有限公司研究開發了RH、YM、AR等係列玻璃
纖維過濾布耐酸處理（lǐ）配方，為我國碳黑、燃煤鍋爐、垃圾焚燒爐等行業提供了優質濾料。
本（běn）中心研製開發的耐酸玻璃纖維濾料采用（yòng）耐酸配方處理（lǐ），該配方中的抗酸聚合物（wù）包覆在
玻璃纖（xiān）維表麵，生成（chéng）一種保護性屏障，使它免受化學侵（qīn）蝕。采用0.3mm厚中堿玻纖（xiān）布按照（zhào）
美國BGF公司濾料耐酸測試方法測得酸腐（fǔ）蝕前後耐折性能（néng）見表4。如表所示，經耐酸配方
處（chù）理（lǐ）的玻（bō）纖布耐酸性能大幅度提高。
所以，在有酸（suān）性氣氛的高（gāo）溫煙氣除塵時，宜選用（yòng）經過耐酸處理的玻璃纖維過濾材料。
②高溫（wēn）耐堿性不是考慮的重點 由於自然界的堿都是以堿金屬氧化（huà）物的形式存在（zài）的，所以在高溫過濾的煙塵中，盡管有
很多堿性成分，但不會真正形成（chéng）諸如NaOH、Ca(OH)2等形式的堿。所以，盡管普（pǔ）通玻璃
的（de）高溫耐堿性較差，但堿對玻璃纖維濾料的危害並不是考慮（lǜ）的重點。
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（yǒu）一定的（de）影響。在實際應用中，高溫過濾煙（yān）氣含水量較大時，宜選（xuǎn）
用經防水處（chù）理（lǐ）的玻（bō）璃（lí）纖維濾料（liào）。
無堿玻璃纖維對水（shuǐ）、濕空氣、弱堿有高度的穩定性，屬於一級水解級。中堿玻璃纖維（wéi）對
水、濕空氣較（jiào）穩定，屬於二級水解級。而高堿玻璃纖維一（yī）般屬於三級水解級。這是由（yóu）於其堿
金（jīn）屬氧化物含量不同造成的，因為（wéi）堿金屬氧化物（wù）會（huì）與水起化學作用，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（duō）經防水處理的玻璃纖維過濾材料。如南京菲爾（ěr）特（tè）過濾材（cái）料有限公司研
製開發的FCA、FQ、TFB等配方處（chù）理的濾料都有優異的防水性能，RH、YM、AR等耐酸
配方處理的濾料也（yě）具（jù）有優異的防水性能。
④玻璃纖維特怕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）的直徑和表麵化學處理兩個方麵來大幅度提（tí）高
其耐折性能。玻（bō）璃纖維的直徑對玻（bō）纖過濾布（bù）的耐折性能影響較大（dà），這是因為玻璃纖維是無機
纖維，比較（jiào）脆，當（dāng）把單根纖維（wéi）彎曲到一（yī）定的曲率半徑時，纖維即斷裂，這個半徑就（jiù）稱為該纖
維的斷裂彎曲半徑，玻璃纖維的直徑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）和（hé）T（抗張強度）皆為常數，因此纖維的直徑（jìng）越細，其斷裂彎曲半
徑越小，越不易折（shé）斷，耐折性（xìng）會明顯提高。不同直徑纖維（wéi）的耐折性能見表5。
玻璃纖維的表麵化學處理可改善纖維的耐折性能。南京菲爾特過濾材料有限（xiàn）公司研製開
發的高耐折（shé）表（biǎo）麵化學處理配方與國內傳統配方相比，其耐折性能提高10倍以上，達到美國
進（jìn）口同類產品水平（píng），取（qǔ）得了較好的效果。其濾料性能（néng）比較見（jiàn）表6。
⒋結語
各種不同（tóng）纖維製成的過濾材料都有其（qí）自身的特性，我們對（duì）其認識的充分（fèn）程度決定（dìng）了其在（zài）
實際應用中的成（chéng）功率。所以（yǐ）在實際應用中（zhōng），我們一方麵要把鍋爐除塵器的工況條件吃透；另一方麵要對各種濾料的適用工況特別是不適宜的工況吃透。隻有把工作做在前麵，做細、做深才（cái）
能使各（gè）種濾料用好，更好地為我國（guó）環保事業做出應有的貢獻。
