金屬纖維氈濾袋 在高溫煙氣除塵領(lǐng)域的優(yōu)勢

隨著(zhù)重化工工業(yè)的迅速發(fā)展，污染問(wèn)題日益突出，煙塵顆粒污染物的排放控制越來(lái)越重要， 在高溫煙氣除塵方面，金屬纖維氈濾袋以其耐高溫、防燃防爆、過(guò)濾精度穩定、排放濃度低、環(huán)境友好等 優(yōu)點(diǎn)，可應用在電廠(chǎng)燃煤鍋爐、油田油氣分離、煤氣凈化、電石爐、水泥制造、化工催化劑回收、垃圾焚 燒、電爐煉鋼等高溫煙氣除塵行業(yè)。

近年來(lái)我國以資源、能源消耗性為主的重化工（電 力、建材、冶金、化工等）工業(yè)迅速發(fā)展，已成為世界 第一大鋼鐵、水泥、煤炭、化纖生產(chǎn)國，第二大電力、 有色金屬、化肥生產(chǎn)國。2014年，我國的燃煤量為42.6 億噸。重化工的發(fā)展帶來(lái)了嚴重的環(huán)境污染問(wèn)題，由于 空氣、水以及工業(yè)等環(huán)境污染帶來(lái)的經(jīng)濟損失每年高達 1000億元以上。

重化工工業(yè)大氣污染物以高溫煙氣為主，煙塵類(lèi)顆粒物應是主要控制對象之一。從2014年7月1日開(kāi)始，根據最新標準，重點(diǎn)地區顆粒物排放濃度控制在20mg/m3 [1] 以下。目前，在鍋爐煙氣除塵中，袋式除塵器由于除塵 效率高、投資成本低、排放濃度低等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應 用，但也存在諸如糊袋、破袋、燒袋等問(wèn)題，這就對袋 式除塵器中的濾料提出了更高的要求。在這種情況下， 金屬纖維氈濾袋應運而生。

1.  金屬纖維氈的結構及過(guò)濾原理

金屬纖維氈由純金屬纖維經(jīng)過(guò)無(wú)紡鋪制后燒結而 成，采用梯度纖維層結構，迎塵面為超細纖維，后層為粗纖維層，纖維空隙呈喇叭梯形結構，全部為貫通孔。如圖1所示。

表層超細纖維層可以保證濾料的較高過(guò)濾 效率，梯度結構能實(shí)現較好的清灰效果。

金屬纖維氈濾袋的過(guò)濾方式與布袋類(lèi)似，設計靈活，可直接替換用于現有的袋式除塵器結構中。

含塵氣體進(jìn)入除塵器中，并在引風(fēng)機的作用下 由外表面向內通過(guò)金屬濾袋，灰塵被攔截在濾袋的外表面，潔凈氣體由內部被收集。隨著(zhù)濾餅層厚度增加， 內外壓差越來(lái)越大，可設計為定時(shí)或定壓反吹清灰。

2 金屬纖維氈的優(yōu)勢

2.1 耐高溫

金屬纖維氈可用于高溫時(shí)直接過(guò)濾，不需要采用復雜的降溫過(guò)程，因而可降低能耗，余熱還可以回收利用；同時(shí)可保護下游設備，使下游產(chǎn)品實(shí)現單相分離，解決了化工生產(chǎn)中存在的諸多無(wú)法實(shí)現分離而不得不增 加工藝鏈的問(wèn)題。如電石爐應用中，焦油在260℃以上 會(huì )氣化，金屬纖維氈在高溫過(guò)濾時(shí)不會(huì )使濾料發(fā)生堵塞。再如用于貴金屬回收行業(yè)，有些貴金屬在高溫下呈 氣態(tài)，如果降溫導致析出就無(wú)法與灰塵有效分離。而目前市面上的PTFE、芳綸等高溫濾料的可耐溫最高為260℃， 且隨著(zhù)溫度波動(dòng)，性狀會(huì )發(fā)生很大改變。金屬纖維的材質(zhì)有很多種，如316L、310S、哈氏合金、鐵鉻鋁合金等。根據材質(zhì)不同，耐溫最高可達1000℃。

2.2 防燃防爆

近年來(lái)，一些行業(yè)中粉塵爆炸事故頻發(fā)，給人民的生命和財產(chǎn)安全帶來(lái)了很大傷害。2014年8月2日，江蘇省昆山市中榮金屬制品有限公司拋光車(chē)間發(fā)生特大粉塵b爆炸事故，造成75人死亡，185人受傷；太鋼、包鋼、 首秦等高爐煤氣全干式布袋除塵過(guò)程中，都發(fā)生過(guò)布袋灰自燃現象；河北、吉林、山東煙臺等地的水泥廠(chǎng)煤磨 袋式除塵器也發(fā)生過(guò)著(zhù)火燒毀全部布袋或者爆炸事故。這些事故的原因有很多，但都和未設置合理的除塵器或 者除塵器濾料有關(guān)。如果選用純金屬濾料，可以有效減少此類(lèi)事故的發(fā)生。

2.3 過(guò)濾精度穩定

袋式除塵器在高溫下工作時(shí)，由于熱膨脹效應，布袋的孔徑會(huì )增大，而金屬材料在允許溫度范圍內性狀穩定。目前排放能達標的布袋應用較多的是PPS覆膜濾料 及PTFE濾料。經(jīng)檢測的濾料都是廠(chǎng)家稱(chēng)可攔截1μm粉塵 的濾料。表1是幾種材料的對比。在有壓力的情況下，柔性布袋的泡點(diǎn)較金屬纖維氈低，說(shuō)明氣泡較容易從布袋孔中冒出。所以在實(shí)際使用中，布袋孔徑受到溫度和壓力的雙重作用，孔徑會(huì )增大，過(guò)濾精度會(huì )受到影響。而金屬纖維氈濾料不會(huì )出現這種問(wèn)題。

2.4 排放濃度低

VDI檢測是國際上通用的袋式除塵器濾料檢測標準 儀如圖2）。根 據袋式除塵器技術(shù)要求（GB/ T 6719 - 2009）：首先進(jìn)行30次定壓（1000Pa）噴吹過(guò)程，測試和 計算濾料的初始除塵效率、出口粉塵濃度及殘余壓降；接著(zhù)進(jìn)行1萬(wàn)次老化 噴吹過(guò)程；然后再進(jìn)行10次定壓噴吹恢復 過(guò)程；最后進(jìn)行30次 定壓噴吹過(guò)程，得出老化后濾料的各項數據，結果見(jiàn)表2。由表2中可以看出，金屬纖維氈的排放濃度可接近“零排放”。調節排放濃度可以通過(guò)調整結構來(lái)實(shí)現。

2.5 環(huán)境友好

目前，大部分失效的布袋并未得到妥善處理處置， 幾乎均被作為垃圾處理掉了，或被焚燒，或被掩埋。但其焚燒后會(huì )產(chǎn)生HF等有毒有害氣體及大量粉塵，造 成大氣二次污染；合成化學(xué)纖維的生物降解性差，填埋 的滲透液會(huì )造成地下水、地表水污染，使用過(guò)的土地幾 十年甚至上百年都無(wú)法再利用。而金屬纖維濾袋由于是純金屬制品，可回收利用，不會(huì )對環(huán)境造成惡劣影響。

結論：

金屬纖維氈濾袋相比于現有的濾料，具有耐高溫、 透氣性好、壓力損失小、耐腐蝕、易于加工成型等優(yōu)異 的性能，會(huì )越來(lái)越廣泛地應用在電廠(chǎng)燃煤鍋爐、油田油 氣分離、煤氣凈化、電石爐、水泥制造、化工催化劑回 收、垃圾焚燒、電爐煉鋼等高溫煙氣除塵行業(yè)。