針刺濾料過濾筒技術及應用探討
摘要:本文分析(xi)了針刺濾料過(guo)濾筒的技(ji)術特點、過(guo)濾原理及特性，并(bing)介紹了其(qi)在煙氣除塵領域中的應(ying)用及實例。
關鍵詞:針刺濾料;過濾筒;粉(fen)塵(chen)
1 針刺濾料過濾筒的特點
針刺濾(lv)(lv)(lv)料(liao)過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)筒為一(yi)體化(hua)的(de)(de)設計，安裝(zhuang)、維修快捷簡(jian)單(dan)，可適用于(yu)多(duo)種花板，被廣(guang)泛(fan)應用于(yu)過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)裝(zhuang)置(zhi)內，進行各種形式的(de)(de)過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)，如對水泥粉(fen)、炭黑(hei)粉(fen)、顏(yan)料(liao)粉(fen)、滑石(shi)粉(fen)、鐵氧(yang)化(hua)物、化(hua)學藥品粉(fen)塵(chen)等(deng)的(de)(de)過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)，汽車(che)、火(huo)車(che)的(de)(de)空氣(qi)過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)，化(hua)工、制藥、粉(fen)末冶金、鋼鐵、機(ji)械加工、造船、陶瓷、煙(yan)草、噴涂等(deng)行業(ye)超細粉(fen)塵(chen)的(de)(de)收(shou)集，貴(gui)重粉(fen)塵(chen)的(de)(de)回收(shou)，是新一(yi)代(dai)除塵(chen)的(de)(de)理想過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)元(yuan)件。
傳(chuan)統的(de)除塵(chen)布(bu)(bu)袋容(rong)易(yi)破裂或(huo)被鋼筋掛破，而針(zhen)刺(ci)濾(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)筒(tong)的(de)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)面積(ji)是(shi)傳(chuan)統布(bu)(bu)袋的(de)2～4倍(bei)，并(bing)可縮小(xiao)除塵(chen)器的(de)體積(ji)1/2～1/4，壽(shou)命也(ye)是(shi)傳(chuan)統布(bu)(bu)袋的(de)2倍(bei)，而且針(zhen)刺(ci)濾(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)筒(tong)孔隙率高(gao)，除塵(chen)效率高(gao)；濾(lv)(lv)(lv)筒(tong)濾(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)透氣性(xing)能(neng)極佳，過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)效果好，并(bing)可清洗，重復使(shi)用(yong)。由于(yu)半表面過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)的(de)特性(xing)，粉(fen)塵(chen)容(rong)易(yi)剝落，工作阻力低，低氣壓也(ye)可清灰，耗氣量少(shao)，節(jie)省(sheng)空壓機能(neng)源。針(zhen)刺(ci)濾(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)筒(tong)還具有耐酸堿、耐高(gao)溫、耐磨，不(bu)易(yi)破損(sun)，使(shi)用(yong)壽(shou)命長等(deng)優點(dian)，適合(he)多種(zhong)工況(kuang)條件下使(shi)用(yong)，能(neng)夠滿足不(bu)同的(de)使(shi)用(yong)要求。
2 濾筒的過濾材料
過(guo)濾(lv)筒(tong)的關(guan)鍵是濾(lv)材(cai)，針刺(ci)濾(lv)料(liao)(liao)過(guo)濾(lv)筒(tong)的過(guo)濾(lv)材(cai)料(liao)(liao)采用80%細(xi)旦1.0DPET短纖維加上20%細(xi)旦0.8DPET短纖維以及PET高(gao)強低伸(shen)基(ji)布，通(tong)過(guo)高(gao)速高(gao)密(mi)度細(xi)針針刺(ci)而成。濾(lv)料(liao)(liao)的過(guo)濾(lv)機理見下圖。
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針刺濾(lv)(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)(liao)牢固密實(shi)，密度(du)(du)可(ke)達到0.6g/cm3。由細(xi)(xi)旦纖(xian)(xian)維形成的精(jing)細(xi)(xi)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)(liao)，用高(gao)(gao)強低伸(shen)的基布作為骨架，使濾(lv)(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)(liao)具有(you)良好(hao)的過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)特性。如需(xu)生(sheng)產(chan)抗靜電(dian)的濾(lv)(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)(liao)可(ke)加(jia)不銹鋼等(deng)導電(dian)纖(xian)(xian)維或通過(guo)(guo)基布加(jia)導電(dian)紗產(chan)生(sheng)導電(dian)性能，然(ran)后(hou)對濾(lv)(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)(liao)進行硬(ying)(ying)挺化(hua)處理，針刺濾(lv)(lv)(lv)(lv)筒濾(lv)(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)(liao)的硬(ying)(ying)挺化(hua)采用耐高(gao)(gao)溫、耐腐蝕的高(gao)(gao)分(fen)子(zi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)，經降解加(jia)入發(fa)泡(pao)劑等(deng)其它(ta)助劑后(hou)，讓高(gao)(gao)分(fen)子(zi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)發(fa)泡(pao)，然(ran)后(hou)在高(gao)(gao)溫條件下，使高(gao)(gao)分(fen)子(zi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)交聯(lian)，重新組合，并產(chan)生(sheng)均勻(yun)微孔(kong)(kong)隙(xi)(xi)，使成網纖(xian)(xian)維與纖(xian)(xian)維之間(jian)相粘并產(chan)生(sheng)均勻(yun)微孔(kong)(kong)。由于布料(liao)(liao)(liao)本身孔(kong)(kong)隙(xi)(xi)均勻(yun)，涂上發(fa)泡(pao)后(hou)的高(gao)(gao)分(fen)子(zi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)后(hou)，產(chan)生(sheng)的孔(kong)(kong)隙(xi)(xi)更均勻(yun)，更細(xi)(xi)密，較軟的針刺布變成堅硬(ying)(ying)的剛性濾(lv)(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)(liao)，涂覆耐高(gao)(gao)溫發(fa)泡(pao)后(hou)的高(gao)(gao)分(fen)子(zi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)后(hou)均勻(yun)產(chan)生(sheng)1～3μm的微孔(kong)(kong)隙(xi)(xi)，孔(kong)(kong)隙(xi)(xi)率(lv)大于70%；過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)精(jing)度(du)(du)高(gao)(gao)，相對過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)效率(lv)（1μm）大于99.9%；工(gong)作阻(zu)力低，小于1200Pa，初(chu)阻(zu)力<200Pa，粉塵(chen)容(rong)易剝落，堵塞系數(shu)0.3～0.65，基本符合半表面過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)機理。
針刺(ci)濾(lv)料(liao)過濾(lv)筒的(de)(de)過濾(lv)介質采(cai)用(yong)的(de)(de)是合成纖維和(he)高(gao)性(xing)能(neng)、耐(nai)高(gao)溫(wen)的(de)(de)高(gao)分子(zi)材料(liao)，降(jiang)解(jie)速度低，這就確(que)保(bao)了濾(lv)筒在(zai)整(zheng)個使用(yong)壽命內的(de)(de)性(xing)能(neng)更(geng)為穩定，而且具有極好的(de)(de)過濾(lv)性(xing)能(neng)和(he)耐(nai)磨、耐(nai)腐蝕性(xing)能(neng)以(yi)及較低的(de)(de)維護(hu)成本，并能(neng)安全(quan)操作(zuo)。
3 針刺濾料過濾筒的技術參數
過濾(lv)(lv)(lv)筒端蓋(gai)與(yu)濾(lv)(lv)(lv)料(liao)之(zhi)間、端蓋(gai)與(yu)中心管之(zhi)間粘結的(de)密封(feng)膠采用聚氨酯膠粘劑，灌封(feng)后表面(mian)平整，耐(nai)高溫(wen)(wen)(wen)（130℃），粘接強度高，抗拉力(li)(li)大于(yu)(yu)800N，具有(you)優異的(de)耐(nai)振(zhen)動、耐(nai)溶劑、耐(nai)酸堿和良好(hao)的(de)耐(nai)氣候性。濾(lv)(lv)(lv)料(liao)可耐(nai)高溫(wen)(wen)(wen)150℃，在高溫(wen)(wen)(wen)下的(de)尺(chi)寸穩定性非(fei)常(chang)好(hao)，濾(lv)(lv)(lv)料(liao)的(de)抗拉強力(li)(li)高（大于(yu)(yu)900N/5cm），破(po)損壓(ya)力(li)(li)0.91MPa，透(tou)氣性好(hao)，透(tou)氣量大于(yu)(yu)200L/m2·s，過濾(lv)(lv)(lv)筒的(de)初阻力(li)(li)小(xiao); 濾(lv)(lv)(lv)料(liao)的(de)耐(nai)磨性和抗折性是普(pu)通濾(lv)(lv)(lv)筒濾(lv)(lv)(lv)料(liao)的(de)兩(liang)倍以上，經1萬次彎曲試驗正常(chang)，長(chang)期使用反吹壓(ya)力(li)(li)0.4～0.5MPa。
4 針刺濾料過濾筒的測試
將針刺濾(lv)料(liao)過(guo)(guo)(guo)濾(lv)筒(tong)(tong)折疊(die)制成(cheng)圓(yuan)筒(tong)(tong)，有效過(guo)(guo)(guo)濾(lv)面積為10.5m2。按照GB12625-90要求，將試(shi)驗過(guo)(guo)(guo)濾(lv)筒(tong)(tong)安裝在濾(lv)筒(tong)(tong)特(te)性測試(shi)臺(tai)上，用(yong)滑(hua)石粉(fen)作(zuo)試(shi)驗粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)，粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)濃度的波動控制在20%之內，利用(yong)滑(hua)石粉(fen)動態發塵(chen)(chen)(chen)，發塵(chen)(chen)(chen)時間(jian)不少于(yu)30分鐘(zhong)，反復過(guo)(guo)(guo)濾(lv)及清灰操作(zuo)五(wu)次。用(yong)微壓計測定過(guo)(guo)(guo)濾(lv)筒(tong)(tong)的阻(zu)力，用(yong)計數法檢(jian)測過(guo)(guo)(guo)濾(lv)筒(tong)(tong)的集塵(chen)(chen)(chen)效率，檢(jian)測結果如下：
（1）潔凈濾(lv)料初阻(zu)力120～170Pa，清洗之(zhi)后再生濾(lv)料阻(zu)力200～280Pa，動(dong)態運(yun)行阻(zu)力600～800Pa。濾(lv)料清洗之(zhi)后壓(ya)力越低(di)，過濾(lv)材料的回復性就越好。
（2）參照BIA測試(shi)標準，過(guo)濾(lv)風速(su)控制在(zai)0.056m/s。用(yong)計數法檢測過(guo)濾(lv)筒(tong)集塵(chen)效率(lv)，先將(jiang)過(guo)濾(lv)筒(tong)安裝在(zai)濾(lv)筒(tong)特(te)性測試(shi)臺上(shang)過(guo)濾(lv)空(kong)氣，然后使用(yong)光散射式激(ji)光塵(chen)埃粒子計數器，測定含(han)塵(chen)空(kong)氣和(he)潔凈空(kong)氣的同(tong)一粒徑擋的粒子個(ge)數，再求(qiu)出集塵(chen)效率(lv)。檢測結果為，大于1μm的顆粒的集塵(chen)效率(lv)是(shi)99.9%，集塵(chen)效率(lv)很高。
總之，該種(zhong)濾(lv)(lv)料表(biao)(biao)面(mian)光滑疏水，孔隙細(xi)小均勻，粉塵易脫落，過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)筒運(yun)行時容易清灰(hui)(hui)(hui)，粉塵難以(yi)進入(ru)濾(lv)(lv)料深處，大(da)(da)大(da)(da)降低了(le)濾(lv)(lv)料的堵塞系數。實(shi)(shi)際(ji)剖析0.7mm厚的濾(lv)(lv)料，其層斷(duan)面(mian)中含(han)有色微顆(ke)粒(li)層0.02～0.05mm厚，基本實(shi)(shi)現了(le)表(biao)(biao)面(mian)過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)，噴吹(chui)清灰(hui)(hui)(hui)效果(guo)顯著。從濾(lv)(lv)料初(chu)阻(zu)力(li)(li)和再生濾(lv)(lv)料阻(zu)力(li)(li)來看，濾(lv)(lv)料在(zai)長(chang)(chang)期(qi)運(yun)行過(guo)(guo)(guo)程中阻(zu)力(li)(li)上升速度緩慢，運(yun)行阻(zu)力(li)(li)低，并(bing)且(qie)具有良好的粉塵剝離性能，過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)筒運(yun)行時，低氣壓也可(ke)清灰(hui)(hui)(hui)，延長(chang)(chang)了(le)清灰(hui)(hui)(hui)周(zhou)期(qi)，大(da)(da)大(da)(da)提高了(le)過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)筒的使用壽命(ming)。
5 針刺濾料過濾筒與普通過濾筒在煙氣過濾中的應用比較
（1）針刺(ci)濾料過(guo)濾筒的濾料拉伸強(qiang)力、頂破強(qiang)度、耐磨性和使(shi)用壽命(ming)等都比普通同類產品(pin)高1倍以(yi)上。
（2）針刺濾料過濾筒(tong)剝(bo)離率高，堵(du)塞(sai)系數低，清(qing)灰效果(guo)明顯，清(qing)灰時間可(ke)延長(chang)。
（3）針(zhen)刺濾料過濾筒的運行(xing)阻力減小，動態(tai)運行(xing)平穩，降低了運行(xing)成本。
（4）針刺折疊式鋼(gang)性(xing)(xing)(xing)濾(lv)料均勻分布在濾(lv)筒(tong)上，最大限(xian)度地縮小了設備體積，應用(yong)于(yu)沉(chen)流(liu)式除塵(chen)器(qi)具(ju)有(you)安(an)裝(zhuang)方便，維護保養簡單，阻(zu)力(li)低且較穩定，能耗低，過(guo)濾(lv)筒(tong)使用(yong)壽命(ming)長，而且濾(lv)料表(biao)面(mian)光滑，可解決(jue)潮濕性(xing)(xing)(xing)、纖(xian)維性(xing)(xing)(xing)、聚結性(xing)(xing)(xing)粉塵(chen)的(de)過(guo)濾(lv)。
（5）針(zhen)刺濾(lv)料過(guo)濾(lv)筒的過(guo)濾(lv)介質(zhi)采用合成纖(xian)維和高(gao)性(xing)能(neng)、耐(nai)高(gao)溫(wen)的高(gao)分子材料，由于其具有(you)優良的物理化學(xue)性(xing)質(zhi)，可進(jin)行各種(zhong)形式的過(guo)濾(lv)，并且采用的纖(xian)維不同，耐(nai)溫(wen)范圍也(ye)不同。
（6）針刺過濾筒還(huan)可根據用(yong)途進(jin)行抗靜電處(chu)理(li)、化學處(chu)理(li)等(deng)。
（7）過濾(lv)筒(tong)可采用多種快(kuai)速拆裝(zhuang)接頭形式，專(zhuan)門用作袋式除塵(chen)器的(de)改造和配(pei)新型(xing)脈沖除塵(chen)器，省時省工。
6 針刺濾料過濾筒應用實例
（1）鋁電解工業
針刺濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)料(liao)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)筒(tong)(tong)主要是(shi)用(yong)在(zai)鋁(lv)(lv)電(dian)解(jie)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)凈(jing)化(hua)(hua)(hua)系(xi)(xi)統(tong)和(he)鋁(lv)(lv)用(yong)炭素除塵(chen)系(xi)(xi)統(tong)。由于鋁(lv)(lv)電(dian)解(jie)槽煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)凈(jing)化(hua)(hua)(hua)系(xi)(xi)統(tong)回收的(de)(de)(de)粉塵(chen)就是(shi)電(dian)解(jie)槽生(sheng)產使用(yong)的(de)(de)(de)原料(liao)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)(lv)，而且其產品(pin)成本較(jiao)高，因此(ci)，鋁(lv)(lv)廠都要盡(jin)量減少粉塵(chen)排放(fang)量。采用(yong)針刺濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)料(liao)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)筒(tong)(tong)，每臺電(dian)解(jie)槽煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)通(tong)過(guo)(guo)排煙(yan)(yan)(yan)管(guan)道匯集在(zai)一(yi)起進(jin)(jin)入凈(jing)化(hua)(hua)(hua)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)針刺濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)料(liao)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)筒(tong)(tong)式(shi)(shi)除塵(chen)器(qi)(qi)，與(yu)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)(de)氟化(hua)(hua)(hua)氫(qing)混(hun)合(he)，反(fan)應器(qi)(qi)和(he)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)筒(tong)(tong)上的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)(lv)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)層均可吸(xi)(xi)咐氟化(hua)(hua)(hua)氫(qing)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，吸(xi)(xi)附后的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)(lv)通(tong)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)筒(tong)(tong)式(shi)(shi)除塵(chen)器(qi)(qi)進(jin)(jin)行過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)分(fen)離后收集下來，一(yi)部(bu)分(fen)送到貯倉供(gong)電(dian)解(jie)槽生(sheng)產使用(yong)，一(yi)部(bu)分(fen)再返(fan)回到濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)筒(tong)(tong)式(shi)(shi)除塵(chen)器(qi)(qi)前(qian)的(de)(de)(de)煙(yan)(yan)(yan)道與(yu)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)(de)氟化(hua)(hua)(hua)氫(qing)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)混(hun)合(he)，使氟化(hua)(hua)(hua)氫(qing)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)充分(fen)被氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)(lv)吸(xi)(xi)附，保證較(jiao)高的(de)(de)(de)凈(jing)化(hua)(hua)(hua)效率，排放(fang)濃度<5mg/m3。
（2）水泥磨除(chu)塵器改造
除塵器入口濃度800g/m3，最細過濾粉塵精度1μm，粉塵含有一定量水分、油分，最高運行溫度120℃，采用頂裝式針刺濾料過濾筒，與原除塵器花板配合，除塵器改造費用很低，改造后的除塵器運行穩定、可靠。粉塵雖帶有一定粘性，但該種過濾筒清灰能力較強，清灰壓縮空氣0.4～0.5MPa，平均壓差能持續保持在1000Pa左右，出口排放濃度<50mg/m3，水泥磨(mo)產(chan)量提(ti)高了(le)約20%，除(chu)塵器(qi)風機耗電(dian)量降低近20%，磨(mo)機節電(dian)達18%以上(shang)。
參考文獻：（略）
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