金屬纖維氈濾袋 在高溫煙氣除塵領(lǐng)域的優(yōu)勢

隨著重化工工業(yè)的迅速發(fā)展，污染問題日益突出，煙塵顆粒污染物的排放控制越來越重要， 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、過濾精度穩(wěn)定、排放濃度低、環(huán)境友好等 優(yōu)點，可應(yīng)用在電廠燃煤鍋爐、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)展帶來了嚴重的環(huán)境污染問題，由于 空氣、水以及工業(yè)等環(huán)境污染帶來的經(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，煙塵類顆粒物應(yīng)是主要控制對象之一。從2014年7月1日開始，根據(jù)最新標準，重點地區(qū)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)點得到了廣泛應(yīng) 用，但也存在諸如糊袋、破袋、燒袋等問題，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(yīng)運而生。

1.  金屬纖維氈的結(jié)構(gòu)及過濾原理

金屬纖維氈由純金屬纖維經(jīng)過無紡鋪制后燒結(jié)而 成，采用梯度纖維層結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，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濾 效率，梯度結(jié)構(gòu)能實現(xiàn)較好的清灰效果。

金屬纖維氈濾袋的過濾方式與布袋類似，設(shè)計靈活，可直接替換用于現(xiàn)有的袋式除塵器結(jié)構(gòu)中。

含塵氣體進入除塵器中，并在引風機的作用下 由外表面向內(nèi)通過金屬濾袋，灰塵被攔截在濾袋的外表面，潔凈氣體由內(nèi)部被收集。隨著濾餅層厚度增加， 內(nèi)外壓差越來越大，可設(shè)計為定時或定壓反吹清灰。

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直接過濾，不需要采用復(fù)雜的降溫過程，因而可降低能耗，余熱還可以回收利用；同時可保護下游設(shè)備，使下游產(chǎn)品實現(xiàn)單相分離，解決了化工生產(chǎn)中存在的諸多無法實現(xiàn)分離而不得不增 加工藝鏈的問題。如電石爐應(yīng)用中，焦油在260℃以上 會氣化，金屬纖維氈在高溫過濾時不會使濾料發(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(dǎo)致析出就無法與灰塵有效分離。而目前市面上的PTFE、芳綸等高溫濾料的可耐溫最高為260℃， 且隨著溫度波動，性狀會發(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(jù)材質(zhì)不同，耐溫最高可達1000℃。

2.2 防燃防爆

近年來，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程中，都發(fā)生過布袋灰自燃現(xiàn)象；河北、吉林、山東煙臺等地的水泥廠煤磨 袋式除塵器也發(fā)生過著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(shè)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，可以有效減少此類事故的發(fā)生。

2.3 過濾精度穩(wěn)定

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

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(jù)袋式除塵器技術(shù)要求（GB/ T 6719 - 2009）：首先進行30次定壓（1000Pa）噴吹過程，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；接著進行1萬次老化 噴吹過程；然后再進行10次定壓噴吹恢復(fù) 過程；最后進行30次 定壓噴吹過程，得出老化后濾料的各項數(shù)據(jù)，結(jié)果見表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(diào)節(jié)排放濃度可以通過調(diào)整結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。

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 的滲透液會造成地下水、地表水污染，使用過的土地幾 十年甚至上百年都無法再利用。而金屬纖維濾袋由于是純金屬制品，可回收利用，不會對環(huán)境造成惡劣影響。

結(jié)論：

金屬纖維氈濾袋相比于現(xiàn)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，會越來越廣泛地應(yīng)用在電廠燃煤鍋爐、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)。