特种滤料：采用PPS和P84混合制成，提高高温环境下的捕尘效率

1.混合纤维滤料

用于制造滤料的纤维材料各有其优点和弱点，为了扬其所长，避其所短，可使用两种或两种以上纤维材料混合后加工制成滤料，称为混合纤维滤料。

混合纤维滤料中，以采用玻璃纤维与耐高温合成纤维混合制成的复合针刺毡应用较多。采用玻璃纤维与芳纶纤维混合后制成的复合毡较多应用于高炉煤气净化，也有用于电炉、转炉二次烟气净化。这种复合毡通过玻璃纤维与芳纶的混合降低了纯玻璃纤维毡不耐折的缺点，或者说提高了玻璃纤维毡的耐折性；而对于纯芳纶毡来讲，通过与玻璃纤维的混合制成复合毡，降低了纯芳纶毡的成本。

采用玻璃纤维与PPS纤维混合后制成的复合毡应用于锅炉烟气净化。这里主要是考虑PPS是耐酸、碱腐蚀性能优良的纤维，这种复合毡既可以满足电厂燃煤锅炉烟气净化的要求，又较纯PPS纤维滤料成本有所降低。

采用PPS和P84两种纤维混合制成的PPS针刺毡滤料利用P84纤维耐温性能及抱合性能较PPS好这一属性，减轻高温粉尘及炽热颗粒对滤料表面的损伤。

采用玻璃纤维纱与聚四氟乙烯纱并捻织造的玻璃纤维布也可列入此范畴。

表3-28为典型混合针刺毡滤料产品及其性能参数。

表3 -28典型混合针刺毡滤料产品（普耐R）及性能参数

注：摘自厦门三维丝环保工业有限公司产品资料。

2.梯度结构滤料

梯度结构滤料是指在滤料厚度方向上纤维的细度或者纤维层的密度呈现阶梯状变化的滤料。

高密面层针刺毡滤料是在滤料的迎尘面采用超细纤维作面层，滤料其余部分采用普通纤维，针刺后，滤料在厚度方向形成梯度结构。这种由超细纤维构成的细密面层不仅提高了过滤效率，并且由于其孔隙率低，表面光滑，也提高了粉尘剥离率。底面的纤维层相对表面层孔隙率高，降低了全部滤料的阻力，也有利于反吹清灰。

梯度结构滤料不仅可以由同一种材质的不同细度纤维构成，也可以由不同材质纤维构成。

3.覆膜滤料

（1）制膜工艺 先将聚四氟乙烯树脂与润滑剂混炼，挤压成坯，再通过压模连续冷压成条，然后在纵横两个方向拉伸，形成孔径0.05～3μm、孔隙率85%～93%的多孔膜，如图3-41所示。制膜生产流程如图3-42所示。

图3-41 膜结构电镜照片（600倍）

（2）覆膜工艺 薄膜与基布的结合有两种方法：一种方法是热结合，即先将基布烧毛，然后使薄膜与基布通过一系列轧辊，在温度与压力的联合作用下，两者结合在一起，对热塑性的基布可以直接进行热结合，对热固性的基布，则须先用“特氟隆B”处理，然后再热结合；另一种方法是用黏合剂黏结。后者复合强度较低，尤其在高温及特种气体工况下，因黏合剂变质失效造成脱膜，而且黏合剂会堵塞膜孔，降低膜的透气性。

（3）覆膜滤料的特点

1）滤料覆膜后使母体纤维层当量孔径变小：覆膜机织滤料约为覆膜前的10%～13%；覆膜针刺毡滤料为覆膜前的（已压光）59%，从而实现真正的表面过滤。只需依靠自身的过滤功能即可达到良好的捕尘效果。测试表明，这种滤料对0.01～1.0μm粉尘的分级捕尘率可达97%～99%以上，总捕尘率可达99.999%，比覆膜前高一个数量级。

图3-42 制膜生产流程

2）当量孔径变小可控制粉尘进入滤料深层，防止滤料的堵塞。另外，覆膜能减小滤料的表面动摩擦系数（机织滤料下降31%，针刺滤料下降16%），提高清灰性能，因而使用覆膜滤料的袋式除尘器，运行阻力较低，并在长时间内保持稳定。

3）滤料覆膜有助于提高自身的疏水性，防止袋式除尘器在潮湿条件下因结露造成糊袋板结失效。

4）覆膜滤料清灰性能好，运行阻力低，有利于降低除尘器系统运行的能耗，延长滤料使用寿命，并显著减少除尘器的维护检修工作量。

5）聚四氟乙烯具有良好的耐热和耐腐蚀性能，化学稳定性好，使覆膜滤料的应用领域不断扩大。

梯度结构滤料和覆膜滤料通称为高效除尘滤料，常用产品及其性能参数见表3-29。

表3-29 高效滤料产品及性能参数^①②③

①全国袋滤技术研讨会论文集（第七期）。

②国家环保局全国环保产品认定检测报告。

③东北大学滤料检测中心检测报告（抚顺东方滤料有限公司样品）。

4.消静电滤料

化纤滤料极易摩擦带电，又因电阻率较高而不易释放电荷。如丙纶毡表面电阻可达1×10¹⁴Ω，摩擦1min可产生2000V高压静电，半衰期为1600s。静电火花能引燃可燃粉尘，甚至发生爆炸。

有些易荷电的粉尘积聚在滤料表面，影响滤袋的清灰效果，造成除尘器高阻运行。

为预防静电危害，除尘器可采用消静电滤料，使滤料表面积聚的电荷通过接地的除尘器壳体释放。使滤料具有导电性的通用方法有：

1）在机织滤料的经纱中间隔编入导电纱线；

2）在针刺滤料基布的经纱中间隔编入导电纱线；

3）在针刺滤料的纤网中混入导电纤维。

滤料的消静电性与导电纤维或导电纱线的导电性及其在滤料中的密度有关。

导电纤维有不锈钢纤维、碳纤维及改性合纤类纤维等。机织消静电滤料采用经向每间隔20～25mm置一根不锈钢导电纱。消静电针刺毡在基布经向每8～10mm设一根合纤导电纱，或在面层中掺入适当比例的导电纤维。使用导电合纤的消静电滤料如存放和使用不当，其导电性可能下降。

常用消静电滤料产品及性能参数见表3-30。

表3-30 消静电滤料性能参数^①②(www.xing528.com)

（续）

①全国袋滤技术研讨会论文集（第七期）。

②国家环保局全国环保产品认定随机抽样检测报告。

5.塑烧板滤料

塑烧板是由几种高分子化合物粉体经铸型、烧结，形成多孔的母体，然后在表面的空隙中填充氟化树脂，再用特殊黏合剂固定而制成的刚性过滤元件。塑烧板母体孔径为40～80μm，而表层孔径为4～6μm。

塑烧板的外形类似于平板形扁袋，外表面呈波纹形状，可增加过滤面积，相当于同等尺寸平面的3倍。内部有8～18个空腔，作为净气及清灰气流的通道，并保持塑烧板的刚度，不需要框架支撑。

塑烧板具有以下的特点：

1）塑烧板属表面过滤，除尘效率较高，排放浓度通常低于10mg/m³，对微细尘粒也有较好的除尘效率；

2）压力损失稳定，在使用的初期，压力损失增长较快，但很快趋于稳定；

3）粉尘不深入塑烧板内部，而且由于表面的氟树脂不易被粉尘附着，因而清灰容易；

4）对于吸湿性粉尘，或湿度较高的含尘气体，有着优于一般袋式除尘器的适应性；

5）使用寿命长，一般可达数年；

6）塑烧板价格贵，自身的压力损失高（过滤风速为1m/min时，压力损失为500～600Pa）。

根据所用材质的不同，塑烧板有SL70及SL160两种类型，其耐温限度分别为70℃及160℃。还有在高分子化合物粉体中加入易导电物质而制成的防静电型塑烧板。塑烧板有若干不同的规格，见表3-31。

表3-31 塑烧板的型号规格

（续）

注：S为标准型；A为消静电型。

6.超高温滤料

（1）应用领域 在工业除尘领域，用于处理280℃以上高温烟气的滤料称为超高温滤料。

在现代生产工艺中，涉及含尘气体直接在高温下净化除尘的领域十分广泛。近年来，各国大力开发的整体煤气联合循环（IGCC）和增压流化床联合循环（PFBC-CASD）两种燃煤联合循环（ACPCC）发电技术，具有发电效率高、环境效益好的优点，被认为是跨世纪新技术，将成为21世纪主流发电技术。其中，高温、高压煤（烟）气净化装置是该发电技术中重要组成部分和关键技术环节。

在石化和化工工业的高温反应气体，冶金工业的高炉、转炉、电炉高温炉（煤）气，电厂锅炉烟气等诸多工业过程的高温烟气均含有大量热能，若实现高温状态下净化，不仅将大大提高能源利用率，甚至可以简化工艺流程，节省工艺设备投资，减少环境污染，具有十分巨大的节能环保价值。

在高温气体直接净化除尘技术中，采用袋式除尘一直是重点研究的技术方向，核心是高温过滤材料。

（2）基本类型 超高温过滤材料目前主要有陶瓷多孔过滤材料、金属多孔过滤材料、超高温纤维过滤材料。

1）陶瓷多孔过滤材料：陶瓷多孔过滤材料具有优良的热稳定性和化学稳定性，它的工作温度可达1000℃，在氧化、还原等高温环境下具有很好的抗腐蚀性。陶瓷多孔过滤材料从材质上可分为氧化物陶瓷和SiC陶瓷过滤材料。标准的刚性蜡烛状过滤单元是一端封闭，另一端带有法兰，以固定到花板上。

陶瓷多孔过滤材料的弱点是性脆，在急剧温度变化下易断裂，即抗热冲击性能差。

2）金属多孔过滤材料：金属多孔过滤材料具有良好的耐温性和优良的力学性能，金属多孔过滤材料具有良好的韧性和导热性，使得其具有良好的抗热冲击能力。此外，金属多孔滤料具有良好的加工性能和焊接性能。近年来，金属多孔过滤材料在抗腐蚀方面有较大改进。

金属多孔材料从结构型式上主要有烧结纤维网、烧结纤维毡和烧结金属粉末过滤材料等。

金属材料良好的塑性使之可拉拔成金属细丝或纤维，然后将其织成网或铺成毡，经高温烧结、加压轧制成超高温滤料。采用粉末冶金技术制得的多孔金属过滤材料具有渗透稳定、过滤精度高的特点，可制成各种复杂形状。

我国已研制成功多种结构的金属多孔滤料，并推广应用。表3-32为金属滤料的特性参数，图3-43为过滤性能曲线。

表3-32 几种金属多孔滤料的特性

图3-43 金属多孔滤料过滤性能

3）超高温纤维过滤材料：目前超高温纤维过滤材料主要有氧化铝、碳化硅或多铝硅酸盐陶瓷纤维过滤材料和玄武岩纤维过滤材料两大类。陶瓷纤维滤料采用针刺法制造，玄武岩纤维滤料可采用机织法和针刺法制造。

玄武岩纤维是以天然玄武岩矿为原料，经高温熔化拉制成型的一种高性能无机纤维。使用温度为-269～200℃，吸湿性小于1%，具有高强低伸的特点，耐温、耐酸碱腐蚀、耐折，耐水解性能优于玻璃，耐酸腐性能优于PPS纤维。我国已试制成功6.5μm细旦玄岩纤维，并开发玄武岩短切原丝、玄武岩基布、玄武岩缝纫线及玄武岩机织滤料，用于燃煤锅炉、有色金属冶炼以及焚烧炉烟气净化。表3-33为国产玄武岩机织滤料的性能参数。

表3-33 玄武岩机织滤料性能参数

注：摘自洪源玻纤科技有限公司样本资料。