耐高温除尘过滤材料的研发现状及趋势
科技进展耐高温除尘过滤材料的研发现状及趋势
白暋媛暋马新安暋杨家密(陕西省纺织科学研究院,陕西西安,710038)暋暋摘要:暋探讨袋式除尘器用耐高温除尘过滤材料的发展现状及研发趋势。简述了除尘过滤材料的性能要求和发展进程。分析了涤纶、聚苯硫醚纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、玻璃纤维等常用过滤材料纤维的优缺点和应用现状。梳理了针刺加固和水刺加固两种加工工艺的应用情况,剖析了我国除尘过滤材料存在的问题。认为:耐高温过滤材料还应在高性能纤维的开发和应用、除尘过滤材料的结构设计和后整理、功能性差别化过滤材料的研发和回收等方面进行研究并完善。暋暋关键词:暋耐高温除尘过滤材料;袋式除尘器;聚苯硫醚;聚四氟乙烯;针刺工艺;水刺工艺暋暋中图分类号:TS174暋暋文献标志码:B暋暋文章编号:1000灢7415(2019)10灢0078灢04
DevelopmentStatusandTrendofHighTemperatureResistanceDustRemovingFilterMaterialBAIYuan暋MAXin曚an暋YANGJiami(ShaanxiTextileScienceInstitute,ShaanxiXi曚an,710038)暋暋Abstract暋Developmentstatusandresearchtrendofhightemperatureresistancedustremovingfiltermaterialforbagtypedustcollectorwerediscussed.Propertyrequirementsanddevelopmentprocessofdustremovingfiltermaterialwerebrieflydescribed.Advantages&disadvantagesandapplicationstatusofcommonfiltermaterialssuchaspolyester,polyphenylenesulfidefiber,aromaticpolyamidefiber,polytetrafluoroethylenefiber,polyimidefiberandglassfiberwereanalyzed.Twoprocessingtechnologiesapplicationofneedlepunchingreinforcementandwaterpunchingreinforcementwassortedout.Problemsofdustremovingfiltermaterialsinourcountrywereana灢lyzed.Itisconsideredthathightemperatureresistancefiltermaterialshouldberesearchedandimprovedinthedevelopmentandapplicationofhigh灢performancefiber,structuredesignandfinishingofdustremovingfilterma灢terials,researchandrecyclingoffunctionaldifferentialfiltermaterials.暋暋KeyWords暋HighTemperatureResistanceDustRemovingFilterMaterial,BagTypeDustCollector,Poly灢phenyleneSulfide,Polytetrafluoroethylene,NeedlePunchingProcess,WaterPunchingProcess
1暋背景
随着资源、能源耗费大,且污染严重的重工业迅速发展,我国已成为原煤、钢铁、水泥和化纤生产第一大国,电力、有色金属和化肥生产第二大国[1]。2016年,我国工业烟尘排放量已超过8暳106t,主要来自煤炭、钢铁、水泥等。由此引起的空气污染物排放问题也受到了国家的高度重视,环保部门对钢铁行业、有色冶金行业、水泥行业以及火力发电、垃圾焚烧和沥青搅拌等行业的
作者简介:白媛(1985—),女,工程师,2036638138@qq.com收稿日期:2019灢04灢22高温烟气除尘要求越来越严格,排尘浓度标准已由原来的200mg/m3提高到30mg/m3~50mg/m3,有些地方甚至要求控制在20mg/m3~30mg/m3,电除尘已难以达到要求。袋式除尘具有超高的除尘效率,实际应用中除尘效率可达99.99%。粉尘排放浓度达到10mg/Nm3以下,有的甚至达到1mg/Nm3,基本上达到零排放[2]。而且粉尘比电阻、烟气成分、烟气量等对除尘效率影响较大的因素对袋式除尘器的除尘效率影响甚微[3],因此,作为细微粉尘排放控制的有效手段,袋式除尘器已被广泛应用于20多个行业,使用比例达60%以上,部分行业达到100%。其中,水泥行业袋式除尘使用比例已达80%左右,钢铁、有色行业袋式除尘使用比例已达95%左右,城市生暱87暰CottonTextileTechnology暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋第47卷暋第10期2019年10月棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄活垃圾焚烧发电、固体废弃物和医疗废弃物焚烧行业,使用比例已经达到100%,电力行业袋式除尘应用比例也将突破20%,未来还有很大开发空间。过滤材料(以下简称滤料)作为袋式除尘的关键部件,其性能优劣直接关系到除尘器性能。2暋除尘滤料的性能要求及发展进程
国家标准GB/T6719—2009《袋式除尘器技术要求》中要求,滤料的滤尘性能必须大于等于99.5%,防静电滤料静电半衰期必须小于1s,滤料的耐腐蚀性能必须大于等于95%,淋水等级应大于等于4级,疏油性应大于等于3级,阴燃性滤料在火焰中只能阴燃,不能产生明火,离开火焰,阴燃自行熄灭[4]。国家标准GB50505—2009《高炉煤气干法袋式除尘设计规范》适用于低压脉冲带式除尘和反吹风袋式除尘两种高炉煤气袋式除尘的新建、扩建和改造项目设计[5]。该规范规定了滤料材质和滤袋规格,规定滤料的耐受温度不低于200曟,且具有强度高、韧性好、耐腐蚀和透气性好等性能;脉冲除尘滤袋宜采用120mm、130mm、150mm、160mm等规格,长度宜采用6m~8m,并根据脉冲阀配置确定。该标准的滤袋材质目前多是以芳纶为主的合成纤维针刺毡和以玻璃纤维为主、混配有其他合成纤维的复合针刺毡。当前,除尘滤料已广泛应用于电力、钢铁、水泥、垃圾焚烧等行业,随着我国对环保的重视,国家对火电厂的烟尘排放标准趋于严格,GB13223《火电厂大气污染物排放标准》从20世纪90年代后经历了4次改版,每个版本烟尘排放限值都会更低,重点地区达到20mg/m3。钢铁行业的煤需求量仅次于电力,每生产1t钢铁所需燃料中近80%都将变成废弃物,以粉尘的形式排出,污染巨大,钢铁行业污染物排放标准将大气颗粒污染排放限值最低控制在30mg/m3,部分省、市级城市地方标准达到10mg/m3以下。水泥行业除尘,之前大多采用电除尘,其除尘后粉尘排放浓度较高,达不到日趋严格的国家大气污染物排放要求,国家政策要求水泥窑电除尘装置在2015年实现电改袋式除尘的改造工程,因此,袋式除尘在水泥行业的应用将日渐广泛。CJJ90—2009《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》要求生活垃圾焚烧烟尘,必须使用袋式除尘器,为袋式除尘器的应用提供了有力保证。随着国内排放标准的逐渐严格,耐高温滤料的需求量和市场空间进一步增大,国内现行的滤料大都还是使用涤纶等普通纤维经纯纺、混纺和后整理等方式制成,高性能纤维的应用量还不大,这就对高性能纤维的应用研究提出了新要求。我国袋式除尘滤料从20世纪50年代开始到21世纪10年代大致经历了4个时期。第一时期,我国的袋式除尘滤料由最开始的普通工业机织布发展到了208涤纶绒布,用于常温工业场所。第二时期,20世纪80年代,开始了由传统织造滤料走向非织造滤料的技术革命性转变,耐高温针刺滤料开始推广应用[6]。第三时期,20世纪90年代,国产覆膜滤料开始迅速推广使用,标志着我国滤料进入世界先进水平行列。第四时期,21世纪以来,随着国家对环保的重视,新标准要求电厂除尘一律由原来传统的电除尘改袋式除尘,燃煤电厂的普及应用,使袋式除尘市场急剧扩大,芳纶、PPS等高性能纤维陆续国产化,也带动了耐高温滤料产业的迅速发展。3暋除尘滤料常用纤维及加工工艺
3.1暋常用纤维袋式除尘器用耐高温滤料通常为耐温大于130曟的滤料。考虑到原料成本优势,目前国内用的最多的还是涤纶混纺滤料,还有近几年研究较多的聚苯硫醚纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、玻璃纤维等[7灢8]。涤纶滤料耐酸、耐弱碱,耐磨性、耐腐蚀性、回复性好,导电性能差,涤纶滤料连续使用温度可达130曟,瞬间最高温度150曟。由于良好的成本优势,一直在国内耐高温滤料市场占有较大份额,随着国内滤料标准的严格化,研究者们在涤纶复合多功能滤料方面增加了研发投入。王成东采用针刺加固的方式,将涤纶和PTFE纤维复合纤维层以上下两层夹心的方式同涤纶长纤和不锈钢纤维制成的混合基布复合在一起,形成涤纶复合过滤材料,该滤料具有耐腐蚀、防水、防油、防静电、过滤精度高等特点,正常工作温度可以达到160曟[9]。李刚在涤纶中旦纤维针刺毡迎尘面针刺加固了涤纶超细纤维面层,再经过PTFE乳液浸渍处理,该滤料尺寸稳定性好,使用温度高,耐腐蚀性好,过滤易清灰性好[10]。近几年,随着环保标准严格化,各行业工况的个性化,国内学者在暱97暰第47卷暋第10期2019年10月暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋CottonTextileTechnology棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄棄高性能纤维应用方面也加大了研发力度。聚苯硫醚纤维(PPS)具有极佳的阻燃性能,且燃烧时表现出较低的延燃性和烟密度,耐酸碱、抗水解性能较好,特别适合高温烟尘过滤,但其耐氧化性能较差,在烟尘氧体积分数超过15%时就不能使用。因此,国内PPS滤料基本都是复合滤料,主要包括PPS覆膜滤料、PTFE浸渍的PPS滤料、PPS/P84复合滤料等。芳香族聚酰胺纤维即芳纶,耐高温滤料主要是芳纶1313,其具有高强度、高模量、轻质、耐碱性好等特性,但耐酸性和抗水解性差。国内一般会给芳纶针刺毡做PTFE浸渍处理后再应用,以提高其过滤效率,延长过滤材料的清灰周期,大大减少粉尘残留量,降低粉尘的排放精度[11]。聚四氟乙烯纤维(PTFE)具有优异的耐高温、耐腐蚀、低摩擦因数、阻燃等性能,广泛应用于燃煤电厂、垃圾焚烧、钢铁厂、化工厂等工业领域的烟尘过滤,但其缺点是价格高,国内PTFE覆膜和浸渍复合滤料产品已普遍使用。聚酰亚胺纤维耐高温性能和抗氧化性能优于PPS,但耐酸和抗水解性能差,耐碱性差,适合在含硫量低的工况下使用,随着该纤维的国产化应用,其应用市场也将进一步扩大。玻璃纤维是中、高温烟尘过滤中应用较多的材料。其高温下收缩率低、粉尘剥离性好,清灰能耗低,价格优势大,但耐磨、耐折性差,不能满足复杂高温烟尘过滤的要求,应用受到限制[12]。近年来,还有部分高性能纤维耐高温滤料也在相继开发,如:碳纤维、PBO纤维、芳砜纶、不锈钢纤维、玄武岩纤维等,结合纤维自身特点,采取气流成网、水刺加固等方法制成耐高温滤料,满足各种工况的实际需求。3.2暋加工工艺目前市面上的耐高温除尘滤料多数是以针刺加固的方式加工,水刺加工滤料尚处于起步阶段。针刺加固是将梳理成网或气流成网的纤维网,或者两层纤网中间加有基布的纤网,经多道针刺形成上下勾连、具有三维结构的材料,其具有较高的过滤效率和透气性,经一定的整理后,具有更高的捕集效率和清灰能力,是目前除尘滤料的主流[13]。李兵涛等将PI纤维机织布作为夹心层的针刺PI滤料,经聚四氟乙烯乳液与环氧酚醛树脂为主的耐高温水解整理液浸轧、焙烘等,使滤料表面形成PTFE包覆膜,具有抗油拒水、耐高温等性能[14]。窦皓等通过针刺加固的方式将芳纶针刺材料与玻璃纤维机织布进行“三明治暠复合,研究针刺密度对针刺滤料力学性能、透气性等的影响。结果表明,该滤料在针刺密度为400刺/m2时,材料的强力、透气性、孔径分布等性能达到最优[15]。贺湘兵对玄武岩基/PPS针刺滤料的性能进行了研究。研究结果表明,PPS纤维在230曟以上耐高温性能差,耐碱性和耐硫酸性能好,但耐盐酸和耐硝酸性能一般,斜纹玄武岩基/PPS滤料的力学性能优于平纹基布滤料,烧毛轧光处理使滤料厚度减小,透气量、平均孔径减小,过滤效率提高。单面覆膜使滤料孔径减小,过滤阻力变大,对孔径小的粒子过滤效率大幅提高[16]。由于针刺对滤料有损伤,近几年有研究者开始了水刺滤料的研究。翁美玲等人采用水刺工艺将PPS/PTFE纤网和经过预针刺的上下层夹有PPS基布的PPS纤网加固起来,制成复合水刺滤料,具有耐高温、高效、低阻和较长的使用寿命[17]。王萍采用玄武岩纤维为原料,利用气流成网及水刺加固的方式制备了玄武岩纤维水刺滤料。研究发现,100%的玄武岩纤维不能形成连续网,当玄武岩纤维与芳纶1313混纺比为50/50时,气流成网效果最佳;研究还发现,水刺加固的材料表面更光滑,孔径分布相对集中,材料纵横向强力好,过滤效率好[18]。李培君将金属丝网作为增强材料,和不同单位面积质量PPS纤网经过预针刺,再用水刺工艺进行加固,最后经烧毛轧光整理得到滤料。研究表明,铝制冲缝网强力过低,不适合做滤料基网,其他金属丝网经纬强力都高于普通基布强力。滤料孔径和基网目数呈正比关系,随滤料克重的增大而减小,金属丝网增强PPS水刺滤料的尺寸稳定性好,耐高温、耐腐蚀性能好,符合现行国家标准。金属丝网的加入提高了滤料的耐用性,但硬挺度也提高,给清灰造成一定困难,需进一步研究[19]。
高温环保过滤材料的开发与研制探讨
高温环保过滤材料的开发与研制探讨
发表时间：2019-06-25T16:38:12.197Z 来源：《基层建设》2019年第7期 作者： 徐新杰
[导读] 摘要：在社会进步和生活水平的提高中，人们对生态环境更加关注，实现绿色发展成为发展中的重要战略任务。
南京际华三五二一特种装备有限公司 江苏南京 210007
摘要：在社会进步和生活水平的提高中，人们对生态环境更加关注，实现绿色发展成为发展中的重要战略任务。我国近年来在发展中取得了伟大成就，但钢铁、水泥、划线、有色金属和化肥等生产中，也排放了大量的烟尘，高耗能、高污染的产业发展带来的不仅是经济
增长，也包括严重的环境污染问题。而环境污染问题则进一步危害到人们的身体健康，要实现可持续发展，对环境状况进一步优化，需要
加快对高温环保过滤材料的研发，使其更好地过滤污染物，减少对环境的污染破坏。本文主要了解高温环保过滤材料的开发与研制，进一
步掌握其中的重要性问题。
关键词：高温环保；过滤材料；开发；研制；性能和特点
工业发展可以有力带动经济发展，为其正常运转提供动力，但对于当前其发展中产生的环境问题，我们需要对其加大重视力度，实现工业与环境保护的和谐发展。高温环保过滤材料主要应用于高污染行业，以清除生产过程中产生的灰尘等，一些高温环保材料可以有效清
洗工业设备，并且起到缓解环境问题的作用。我们要认识到高温环保过滤材料研发的必要性，通过研究促进其进一步发展。
1 开发和研制高温环保过滤材料的必要性
我国经济发展中，工业建设贡献了很大力量，而其发展需要消耗大量能源和资源，对环境也会造成极大的破坏，由于环境污染也会产生巨大的经济损失。在重工业生产中，其排放的主要是高温烟气，其组成为烟尘颗粒物。袋式除尘技术的出现和应用，降低了烟气出口的
烟尘浓度，使得烟尘排放问题得以缓解，在改善环境方面发挥着积极作用。因此对构成袋式除尘器的高温环保过滤材料是十分有必要进行
开发的。
我国古代纺织技术中最早应用了过滤技术，在之后的发展中，过滤材料的耐热性、耐腐蚀性和透气性等性能得以提升，并降低了生产成本，在市场推广中产品品种也更加多样。我国在过滤材料研发中取得了一定成果，其中的聚四氟乙烯微孔覆膜滤料可以满足各种企业除
过滤材料发展现状
过滤材料发展现状
过滤材料的发展现状主要集中在以下几个方面：
1. 纳米过滤材料：纳米技术的发展使得制备高效过滤材料成为可能。纳米过滤材料的孔隙大小可以控制在几个纳米至几十纳米之间，能够有效过滤掉微小颗粒、细菌和病毒等微生物。同时，纳米过滤材料还具有较大的比表面积和高通透性，可以提高过滤效率和流量。
2. 纳滤膜：纳滤膜是一种常用的过滤材料，通过选择性分离的原理将溶质从溶液中过滤出来。纳滤膜的孔隙大小一般在1-100纳米之间，可以过滤掉溶质的颗粒、胶体等。目前，通过改变膜材料的组成和结构，以及调控膜孔结构的方法，已经可以制备出具有不同孔径和分离性能的纳滤膜。
3. 生物仿生过滤材料：生物仿生过滤材料是利用生物体自然界的过滤机制设计和制备过滤材料。例如，莲花叶片的微结构和表面特性可以使得水滴和污物无法附着，从而实现了自洁效果，并具有一定的过滤功能。借鉴生物结构和机理，开发出具有高效过滤性能的仿生过滤材料已成为研究的热点之一。
4. 多功能复合过滤材料：为了提高过滤材料的效率和功能，研究人员还将不同材料组合在一起制备复合过滤材料，以实现多功能的过滤效果。例如，将纳米材料与活性炭相结合，可以同时去除颗粒和有机物等污染物。此外，还有利用电化学反应、化学吸附等原理制备的新型复合过滤材料广泛应用于水处理、空气净化等领域。
总体而言，过滤材料的发展趋势是实现更高效、更环保的过滤效果，同时具备多功能性能。纳米技术的应用、生物仿生设计和复合材料的结合将推动过滤材料的不断进步和创新。
高温气体介质过滤除尘技术和材料的发展
Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｍａｙ．２００２（Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１０２）
引言 高温气体介质过滤除尘技术和材料的发展
况春江 方玉诚 安泰科技股份有限公司
高温气体除尘是在高温条件下直接进行气固分
离，实现气体净化的一项技术，它可以最大程度地
利用气体的物理显热、化学潜热和动力能以及最有
效地利用气体中的有用资源，因此，它不仅成为电
力、能源和相关加工工业的研究热点，也是过滤行
业的重要研究课题。 在现代工业生产过程中，涉及含尘气体在高温
下直接净化除尘和应用的领域十分广泛，如能源工
业中煤的气化联合循环发电（ＩＧＣＣ）工艺流程的
高温煤气，石化和化工工业的高温反应气体，冶金
工业高炉与转炉高温煤气，玻璃工业的高温尾气，
锅炉、焚烧炉的高温废气等。高温工业气体含有大
量的物理显热、化学潜热、动力能以及可利用的物
质，如固体催化剂，它的合理利用有着十分巨大的
经济价值。高温气体的净化除尘是实现高温气体资
源合理利用所必不可少的关键技术，同时也是一项
先进的环保技术。
在诸多高温气体净化除尘工艺技术中，介质过
滤净化除尘技术有着显著的优点。它利用耐热性优
良的高温过滤介质实现气固分离，达到气体净化和
资源回收的目的。不仅可以最大程度地利用气体的
物理显热，提高能源利用率，同时可以简化工艺过
程，节省工艺设备投资，也避免了湿法除尘所带来
的二次水污染。
一、国内外研究现状
高温气体除尘技术的开发研究始于上个世纪７０
年代，美国能源部制定了庞大的研究计划，开展了
以陶瓷过滤介质为主的高温气体过滤除尘技术的开
发，德、日、英等发达国家也都开展了类似的研究
工作。其主要目标是实现被称之为跨世纪新技术的
煤的洁净燃烧联合循环发电工艺技术（ＩＧＣＣ，ＰＦ— ＢＣ）的商业化。９０年代中期，高温气体过滤除尘
技术取得了很大的进展。首先是一批先进的高性能
过滤材料的开发为高温气体介质过滤除尘技术的工
探析高温环保过滤材料的开发与研制
探析高温环保过滤材料的开发与研制
发表时间：2019-08-13T15:38:22.850Z 来源：《防护工程》2019年9期 作者： 王新
[导读] 高温环保过滤材料的研究则是充当了气体清洁工的作用，保证排到大气的气体的安全性，为人们努力创造着自由呼吸的空间。
广州化学试剂厂
摘要：主要探讨了普通工况和特种工况条件下的过滤材料开发研究，尤其从工艺、性能等方面进行了阐述，说明了所研制的高效过滤材料能够满足市场的需要。
关键词：耐高温：环保：过滤材料：发展方向
引言
高温环保过滤材料是针对钢铁、电力、水泥、垃圾焚烧等行业所产生的环境问题应运而生，主要的作用是清除垃圾焚烧炉灰尘、清除电力燃煤炉灰尘，进行钢铁高炉煤气净化以及水泥新型干法生产线的除尘。袋式除尘器所配用的高温环保过滤材料有效地对工业设备进行
清洁，同时对环境问题起了很大的缓解作用。
一、高温环保过滤材料的开发和研制的必要性
经济的发展的大部分成就都是靠工业带动的，但是当经济的发展主要靠以消耗资源、能源为主的重工业来带动的时候，对环境是极具伤害性的，每年由于环境污染问题所造成的经济损失不计其数。重工业排放的气体主要是高温烟气，其组成的部分就是烟尘颗粒物，而袋
式除尘技术的出现使得烟尘排放问题得到有效的缓解，袋式除尘技术可以使烟气出口的烟尘浓度小于30mg/m3，这对环境的改善起了极大
的推动作用，同时这也决定了要对构成袋式除尘器的高温环保过滤材料进行开发的必要性。最早的过滤技术源于中国古代的纺织技术，后
来随着西方工业技术的发展，西方国家将化学和物理技术融入过滤技术的开发之中，使得过滤材料的耐热性，耐腐蚀性，透气性等多种性
能都有了不同程度的提高，而且生产成本更加的低廉，产品品种更加多元化在市场推广过程中深受行业的欢迎。我国在20世纪70年代对玻
璃纤维进行了开发。在80年代，又开发出了合成纤维针刺毡和芳矾纶针刺毡滤料，这是我国过滤材料开发过程中的质的飞跃。20世纪80年
燃煤锅炉耐高温防酸复合过滤材料的研究与开发
２００６年第３期 产业用纺织品 应用
ｊ｜１． ＿ 燃媒锻 耐蒿温防酸复 遴滤材 。篓 ０
０ ｉ｜ ｜ｌ ｉ． ｜ ｜｜ ｚ｜Ｉ 霍 ＿ ｜
。｜ｌ＿ — 。＿． 吴婉林 陆银权 陆卫棒“吴春峰 （“上海ｌ华成针刺材料有限公司，．上海 ２ｏ １６０９） ｊ¨＿ ．｜ ０
摘要：论述了我国燃煤锅炉高温烟气袋式除尘的发展方向和烟气的主要脱硫处理技术，介绍了燃煤锅炉专 用耐高温防酸复合过滤材料的研发状况。 关键词：燃煤锅炉，复合过滤材料．脱硫，防酸 中图分类号：ＴＳ１５６．６２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—７０９３Ｉ２００６）０３—００２９—０３ 我国燃煤锅炉高温烟气除尘目前采用的主要 方式是电除尘，但其最大的不足是除尘效率低，且 受粉尘比电阻的影响，很难达到国家规定的排放标 准，烟气粉尘严重影响了人们赖以生存的环境，而 袋式除尘器除尘效率高，能达到９９．９９％，且不受 粉尘比电阻的影响。近年来随着国家对环境质量 要求的提高，燃煤锅炉的排放标准也越来越严，一 些发达国家燃煤锅炉烟气粉尘排放标准为２５—３Ｏ ｍｇ／Ｎｍ ，我国现行标准为２００ ｍｇ／Ｎｍ 以下。若 采用袋式除尘器，其粉尘排放浓度可达到５０ ｍｇ／ Ｎｍ’以下，大大低于国家现行标准。现在有些环保 设备制造商正在研究开发脱硫除尘一体化的袋式 除尘设备。若开发成功，则袋式除尘器在燃煤锅炉 烟气除尘上的使用必将得到进一步的推广。 １ 国内燃煤锅炉高温防酸过滤材料 的发展前景 早在上世纪８Ｏ年代初，国外火力发电厂燃煤 锅炉就已经开始推广袋式除尘技术，特别是澳大利 亚近９０％火电厂燃煤锅炉采用袋式除尘器。而在 我国目前还未得到有效推广，关键在于袋式除尘的 技术和过滤材料的使用寿命达不到要求，还因我国
收稿日期：２００６一Ｏ１—１８ 作者简介：吴婉林，男，１９５６年生，高级工程师。现任上海华成 针刺材料有限公司总经理。 用于电力生产的煤种较复杂，这些都影响了袋式除 尘在电力行业的推广。２００１年内蒙古呼市丰泰电 厂２台２０万ｋＷ机组成功引进了国外先进的袋式 除尘技术以及２００３年河南焦作电厂改造的成功， 为国内袋式除尘器在燃煤锅炉上推广应用提供了 许多宝贵的经验。 我国现有火力发电装机容量２亿ｋＷ，２００４年 电力缺口在３ ０００万ｋＷ以上。随着国民经济的 高速发展，大力发展电力势在必行，特别是火力发 电厂的新建和扩建改造，将为袋式除尘器的发展提 供很好的机遇。如果按１ ｋＷ装机容量使用过滤 材料０．８ Ｉｎ 计算，若有５０％机组使用袋式除尘器， 则配套的过滤材料需用量将达到８ ０００万Ｉｎ ，再加 上垃圾焚烧炉的高温烟气除尘用过滤材料，预计今 后５年过滤材料的需求量将达到１亿Ｉｎ ，过滤材 料国产化已经成为许多权威人士的共识。生产过 滤材料的专业厂家必须与时俱进，投入更多的精力 来加大燃煤锅炉和垃圾焚烧炉高温烟气除尘过滤 材料的开发研究。 ２ 国内外主要烟气脱硫技术
过滤材料发展现状 2
过滤材料发展现状
过滤材料是一种应用广泛的功能性材料，可以用于固液分离、气固分离、水处理等众多领域。随着工业化的不断深入，人们对过滤材料的需求也越来越大，所以过滤材料的发展也在不断壮大。
过滤材料的种类繁多，常见的有滤纸、滤布、滤网等。其中，滤纸是最常用的过滤材料之一。滤纸具有良好的过滤性能，能够有效地分离固体颗粒和液体。同时，滤纸的制造工艺也在不断改进，不仅可以提高过滤效率，还能够承受更大的压力。
滤布是一种以纤维素为基材，经过纺织机械加工而成的过滤材料。它具有良好的耐温性和耐腐蚀性，适用于高温、酸性或碱性环境中的过滤作业。滤布的发展主要体现在材料选择和加工工艺上，不仅可以选择更适合特定工况的材料，还可以通过加工改变其表面性状，以提高过滤效果。
滤网是一种以金属丝、合成纤维或者塑料材料制成的过滤器材，其开孔率较大，具有很高的过滤速度和通量。滤网的发展主要关注于材料的选择和生产工艺的改进，以提高其耐温性、耐酸碱性和耐腐蚀性。
除了传统的过滤材料，近年来，纳米过滤材料也逐渐崭露头角。纳米过滤材料利用纳米孔和纳米纤维的特殊结构，具有高效、高通量的过滤性能。这种材料可以有效分离纳米级以下的微小颗粒和溶质，适用于饮用水处理、空气净化等领域。目前，纳米过滤技术已经得到了广泛应用，并且在不断向深度、高效方向发展。
总的来说，过滤材料的发展现状可以用几个关键词来概括：多样化、高效率、高耐受性和纳米化。随着科学技术的不断进步，人们对过滤材料的要求也在不断提高。未来，我们可以期待更多新材料和新工艺的出现，以满足不同领域对过滤材料高性能的需求。
高温烟气过滤陶瓷的研究及应用现状
龙源期刊网
高温烟气过滤陶瓷的研究及应用现状
作者：田维 税安泽 柯善军
来源：《佛山陶瓷》2016年第12期
摘 要：随着经济的快速发展，我国工业排放的高温烟气粉体日趋增多，高温烟气粉尘的排放不仅污染环境，而且造成大量的热能浪费。高温烟气除尘再利用是一项有效利用气体热能的技术，其中过滤关键部分为高温烟气过滤陶瓷材料。本文主要对国内外多种高温过滤陶瓷的研究及应用现状展开对比，阐述各种高温烟气过滤材质的优缺点。并指出现阶段高温过滤陶瓷研究及应用所面临的问题，以期为后续研究提供参考。
关键词：高温烟气；过滤陶瓷；抗热震性
1 引言
高温烟气除尘是指在高温条件下直接对烟气进行气固分离，实现气体净化的一项技术，它可以最有效地利用气体的物理显热、化学潜热和动力能以及最大程度地利用气体中的有用资源。因此，它不仅成为电力、能源和相关加工工业的研究热点，也是过滤行业的重要研究课题。
由于陶瓷材料具有优良的热稳定性和化学稳定性，它的工作温度可高达1000℃，并且在氧化、还原等高温环境下具有很好的抗腐蚀性，因此，陶瓷材料是高温气体除尘的优良选材。
2 国外研究及开发现状
上世纪70年代，国外就开展了对高温气体除尘技术的研究开发工作。早期，美国能源部开展以无机膜过滤介质为主的高温气体过滤除尘技术的开发，德、日、英等发达国家也都开展了类似的研究工作。上世纪90年代中期，高温气体除尘技术取得很大进展。首先，一批先进的高性能无机膜过滤材料的开发为高温气体过滤除尘技术的工业化应用奠定了基础；其次，高温除尘工艺技术的提高，如系统高温密封和过滤元件试片自保护密封技术、过滤元件试片再生技术、气体在线检测技术以及系统自动控制技术等，也都大大推动了高温气体过滤除尘技术的工业化应用[1～2]。
Sawada等[3]对陶瓷过滤材料的抗热震性进行了理论和试验分析研究。他采用以下计算公式对不同材料的抗热震性因子R进行了计算，计算公式为：
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国外高温工业过滤除尘技术研究现状
俄罗斯B.L.Krasnyi 等深入研究多孔陶瓷过滤元件后认为：利用多孔陶瓷作为过滤元件具有很多优点，如高的使用温度和高的耐热性、耐腐蚀、抗振性，能同时除去粉尘及氮氧化物等。但该种陶瓷必须利用特殊工艺进行生产，以便控制其孔径和孔径分布。这种多孔陶瓷根据拓扑学规律可以分为两类，即有组织性和无组织性微观结构材料。无组织性微观结构的陶瓷由粉末和纤维或两者混合而成。由粉末制得的多孔陶瓷开孔率为20%~45％，孔径为5~400μm。而由纤维制得的多孔陶瓷其开孔率为30%~90％，孔径为5~200μm。有组织性微观结构的多孔陶瓷包括网状、细胞状、蜂窝状等结构，其结构由预置系统决定。网状结构的材料由纺织或编织机制得的陶瓷纤维所制成，其开孔率为20%~80％，孔径约20~200μm；但是由于其高温下使用寿命短，用压缩空气喷吹清灰再生后易破坏，所以未能得到广泛应用。由陶瓷片充填细胞状泡沫多孔脉石制得的细胞渗透陶瓷材料其开孔率为75%~95％，孔径为200~500μm；而采用特制钢模挤压可塑性陶瓷粉末或其与纤维质混合物所制得的细胞渗透材料，其生坯干燥焙烧后开孔率为50%~80％，方形开孔尺寸约800~7000μm。B.L.Krasnyi 等最终研制出FKI-45 除尘器，属袋式除尘器。装置中采用盘状多孔渗透陶瓷制造管状过滤器件，直径为60~62mm，厚度约8~23mm，可以耐1000℃高温。
全美从事陶瓷除尘技术的机构很多，其中Westinghouse（西屋）是最典型的一个。其陶瓷管高温气体过滤技术较为成熟，具有以下特点：
德国Schumacher 公司、美国西屋公司、日本的AsahiGlass 公司等[10]已开发出烛状陶瓷过滤器，除尘效率均达99%以上。烛状陶瓷过滤器适用于高温（260~1093℃）、高压（1.0~3.0MPa）条件下尘粒去除。当输入载荷达0.5%时，输出尘粒粒度小于0.5μm，浓度低于5×10-6，满足高温高压煤（烟）气净化要求。英国Grimethorpe 电厂测试了烛状陶瓷过滤器特性。因为热冲击和材料在高温下疲劳破坏，烛状陶瓷过滤器极易在支撑头处损坏。脉冲喷射清洗时，会引起补丁式堵塞，影响过滤特性，并极易引起支撑环断裂、扭曲、错位。交叉流式过滤器，极易在角部断裂，并在过滤体中形成纵向裂缝。因为热应力和其它应力集中，会引起材料破坏，故应改进其材质、安装结构和密封效果。
中国高温过滤材料的发展现状
ｗｗｗ ｔｅｘｌｅａｄｅｒ ｃｏｍ ｃａ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｒｅｐｏ￣特别报道
中国高温过滤材料的发展现状
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｓｔａｔｕｓ Ｑｕｏ ｏｆ Ｄｏｍｅｓｔｉｃ Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｆｉｌｔｅｒ Ｍｅｄｉａ
近年来，随着国家对环保的日益重视，政府和民间资本
在这一领域的投入越来越大，环保产业因而呈现出了高速
发展的态势。钢铁、冶金、水泥、化工行业以及电力和垃圾焚 烧炉等的烟气中的粉尘治理大量采用和准备采用袋式除尘
法，这给高温滤料的发展带来了极好的机遇。
２００８年我国袋式除尘行业的滤料总产值为２９．１亿元，
￣Ｌ２００７年的２２亿元增加７．１亿元。２００９年由于金融危机和
行业结构调整的影响，总产值为２４．１亿元，虽￣Ｌ２００８年有
所下降，但高温过滤材料大幅增加，尤其是高端产品发展
较快。
２００９年，过滤材料行业效益较好的企业主要是那些为
新型行业配套的厂家，如能够生产高端过滤材料，为燃煤电
厂大型新型干法水泥窑尾、窑头袋式除尘器配套的生产企
业以及为垃圾焚烧行业配套生产的企业。
１ 袋式除尘用过滤材料的分类
按照过滤材料的加工方式和产品形式，滤料在发展过
程中出现过如下产品：（１）２０８涤纶绒布；（２）７２９机织滤料；
（３）针刺毡滤料；（４）覆膜滤料。
其中，针刺毡滤料以基布为基础，在其上将纤维通过梳
理成网或气流成网，通过针刺机将纤网进行针刺，形成上下
勾连、具有三维结构的非织造滤料，再经烧毛、轧光、热定
形等后处理制成成品。针刺毡纤维呈三维立体结构，过滤效
率高，透气性好，阻力低，在过滤过程中阻力增长慢。在经
过先进技术处理后，凭借细纤维和高密面层三维结构可具
有更高的捕集效率、低阻力和堪比覆膜滤料的清灰能力，具
有较好的可靠性，在业内获得了广泛的应用，成为目前袋式
除尘器滤料的主流。针刺毡的出现开创了我国非织造滤料
的时代，技术研发与成品改良层出不穷。目前，针刺毡按纤
高温除尘技术发展和耐高温滤材的市场前景
《化工装备技术》第２３卷第５期２００２年 １ ９
高温除尘技术发展和耐高温滤材的市场前景
宋景郊 （中国纺织工业协会高新技术推广应用委员会） 摘 要 分析了我国高温除尘技术的现状，介绍了高温除尘器和耐高温滤材的种类 及其机理，并就耐高温滤材的市场前景和发展趋势作了较详细的阐述。 关键词 过滤 高温除尘 滤材 １ 概述 ２１世纪的中国将是一个越来越重视环境 问题的国家。随着当今世界科学技术的进步，人 们环保意识的增强，环境治理观念已由末端治 理转向源头治理。即减少污染。中国实施可持 续发展战略，要求现代企业在追求经济效益的 同时，不能有损环境效益、生态效益和社会效 益．实现低耗、高效、无污染的生产方式。在 化学工业、石油工业、冶金工业、电力工业等 工业生产中，产生的高温含尘气体，如化学合 成用原料气、炉窑气、反应器烧焦及煤燃烧所 产生的高温烟气，都需要对这些高温含尘气体 进行除尘，也就是说在高温条件下进行气固分 离。在高温除尘技术开发研究方面，应当立足 于高起点，使得工业发展高效益、低能耗和减 少排放，达到节能、环保和减少粉尘对设备磨 损、延长设备使用寿命的目的。 高温除尘技术是国内外一项跨世纪的高新 技术．我国和世界各国都在开发这项技术。在 高温除尘领域，一个很重要的方面是解决高温 烟气的净化问题。高温除尘技术与洁净煤技术 有密切关系。我国是一个能源结构以煤炭为主 的发展中国家，煤炭占中国总能源的３／４，以煤 ＊宋景郊．男．１ ９３６年５月生．高级工程师 Ｅ海市．２０００４２。 炭为能源的火力发电占总电力生产的８Ｏ 。煤 炭燃烧转为电能，但在生产这一洁净能源形式 的同时，也给环境带来了严重威胁，所产生的 大量粉尘和ＳＯ。等有害气体严重地污染了环 境。在我国，大气污染就是以煤烟型污染为主 要特征。因此，研究洁净煤技术，将节约资源、 降低能耗、技术进步和环境保护作为一个整体， 是实现我国国民经济可持续发展的重要战略举 措。 高温高效除尘技术具有如下特点：所要净 化的含尘气体温度高，在６００ Ｃ～１４００ Ｃ；颗粒 细，烟尘颗粒ｄ 小于５ ｍ～１０／￣ｍ，甚至在亚微 米级；净化标准高，要求出口浓度为１０ｍｇ／Ｎｍ。 ～５０ｍｇ／Ｎｍ 。高温高效除尘技术要求高，采用 简单的气固分离除尘设备是远远达不到如此苛 刻要求的。 ２高温除尘技术发展现状 （１）高温旋风除尘器 其分离机理为离心分离。结构简单．造价 低，分离效率较低，不适合于除尽粒径小于５～ １ｏ ｍ的颗粒，达不到环保要求，只能用于高温 除尘的预处理。