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水泥工业中的除尘滤料选择

文章作者:航宇环保   发布时间:2018-09-26
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袋式除尘设备作为目前水泥行业广泛应用的节能降耗设备,具有处理量大,除尘效率高,稳定性好,有效提高水泥回收率等特点,符合国家节能减排的产业政策,属于国家发改委重点鼓励发展的环保装备。

随着污染的加剧,国家对环境的保护也越来越重视。陆续出台相关政策,2013年12月,环境保护部会同国家质检总局重新修订并发布了《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915—2013)、《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(GB30485—2013)及其配套的《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》(HJ662—2013)等3项标准,新标准重点提高了颗粒物、NOx的排放控制要求。
  根据最 新的《水泥工业大气污染物排放标准》规定,水泥窑粉尘排放标准将由原来的50mg/Nm3(水泥窑等热力设备)和30mg/Nm3(水泥磨等通风设备)下降到30mg/Nm3和20mg/Nm3。
  伴随新标准的实施,水泥行业也走向了一场抗霾除尘之路。对于水泥生产过程中产生的粉尘,目前业内采用的除尘办法主要有电除尘和袋式除尘两种。
  基于不同的工艺特点,相比于袋式除尘,电除尘运行和维护成本较低,但同等规模下除尘效果略差。由于水泥工业粉尘量大,电除尘除尘效率受设备性能、企业管理水平、生产线工况等因素影响较大,除尘效率不一,国内仅少数水泥企业可以用电除尘实现国家排放标准。正因为如此,制约因素相对较少、除尘效率更高的袋式除尘成为当前更多水泥企业降低粉尘排放量的首 选。
  袋式除尘设备作为目前水泥行业广泛应用的节能降耗设备,具有处理量大,除尘效率高,稳定性好,有效提高水泥回收率等特点,符合国家节能减排的产业政策,属于国家发改委重点鼓励发展的环保装备。根据《水泥行业准入条件》,工信部于2010年11月印发《关于水泥工业节能减排的指导意见》将静电除尘器改造为布袋除尘器列为水泥行业节能减排重点建设工程。
  滤袋是袋式除尘器的核心。选用滤料的性能好坏直接关系到滤袋的使用寿命,也关系到除尘器的应用成败。滤料近几年来发展很快,且还在不断发展中,市场上不仅有国内开发的新滤料,还有国外的多品种的滤料,品种繁多,哇能各异,为我们提供了良好的选择机会。滤料的选用要依据水泥工业产尘设备的特点及其含尘气体与粉尘的物理化学性质来考虑,按选用的除尘器型号、清灰方式及各种适用的滤料来选用。
  一、对于水泥工业窑炉的高温烟气
  1)芳香族聚酰胺高温滤料。商品名为美塔斯(Metamax),耐温200℃,瞬间可耐240℃,耐磨、耐折性能较好,耐碱尚可,耐酸性差,抗水解能力也差,但可进行拒水防油处理,以适当改进其防水解的特性,适于高温而无酸性、含水份较少的烟气中应用。
  2)聚酰亚胺(P-84)高温滤料。耐温240℃,瞬间260℃,具有三叶形横截面过滤性能很好,抗氧化、耐酸、抗水解程度良好,耐磨、耐折性也好,耐碱差,适于在低含硫量的水泥炉窑中应用。
  3)氟美斯(FMS)高温滤料。它是由玻纤与一种或二种以上耐高温合成纤维混合及层状复合的复合滤料,可达到更高、更新的物理及化学性能。较之上述合成化纤滤料,其伸长率小、变形小、耐温高,耐腐蚀性好,高强低伸,尺寸稳定性更好,市场售价较低。较之玻纤滤料,其耐磨、抗折及剥离强度有明显提高,且过滤速度可提高至10m/min以上。此滤料还可经不同的表面化学处理与后整理技术,具有易清灰、拒水、防油、防静电等特点。有多种品种,如玻纤与P-84复合的FMS9806型,耐温260~300℃,耐酸碱程度有所提高,抗水解程度也有所提高,已用于各种高炉煤气及部分工业窑炉烟气的过滤,也已应用于水泥窑尾的脉冲布袋除尘器中,使用效果很好。过滤速度控制为0.9~1.0m/min。
  4)玻纤膨体纱过滤布。它是在玻纤平幅布基础上发展的新型织物,其纬纱由膨化纱组成,由于纱线膨松,其覆盖能力及透气性好,因而可提高过滤效率,降低过滤阻力,除尘效率可达99.5%。此种玻纤滤料的优点是耐高温、中碱玻纤可长期耐260℃,无碱玻纤280℃,瞬间可达350℃。尺寸稳定性好,同时其拉伸断裂强度高,优于合成化纤。其耐酸性能、中碱玻纤较好(HF酸除外),无碱较差;耐碱性在高温下较差,水汽对玻纤有一定的影响,耐折性最 差。为适应各种高温窑炉烟气过滤需要,对玻纤的缺点,南京玻纤研究院研制了对玻纤材料的各种表面处理的配方,以解决这些问题。经过配方处理的玻纤膨体纱已广泛、成功应用于各种水泥窑炉烟气的除尘。
  5)玻纤针刺毡。不仅具有玻纤织物滤料耐高温,耐腐蚀,尺寸稳定,强度高的特点,且由于毡层纤维呈三维微孔结构,孔隙率高,过滤阻力小,除尘效率较膨体纱高,可达99.9%以上,过滤速度可提高为0.9~1.0m/min。经表面配方处理的玻纤毡可用于低压脉冲袋式除尘器,适于各种水泥炉窑。
  6)覆膜滤料。它是在各种经过表面配方处理的高温合成化学纤维针刺毡、玻纤滤料、和常温涤纶毡上覆合多微孔聚四氟乙烯薄膜而制成的,它集中了各合成化纤与玻纤的优点与聚四氟乙烯(PTFE)薄膜表面光滑、憎水透气、耐腐蚀、化学稳定性好等优点,是一种较理想的表面过滤材料,过滤效率可高达99.99%,表面不易存留粉尘,清灰效果好,过滤阻力小而较稳定,过滤速度可有所提高,适用于各种反吹风及脉冲除尘器,适用于各水泥窑炉烟气和常温下各除尘设备的过滤,过滤后的烟尘排放浓度可低到30mg/Nm³以下,甚至5mg/Nm³以下。寿命长的可长达4年以上。
  二、对于水泥工业常温烟气
  1)涤纶针刺毡。涤纶纤维是一种应用极为广泛的常温滤料,长期使用温度不能超过130℃,瞬间150℃,过滤、耐磨、耐折等性能良好,耐酸一般,耐碱性较差,水解稳定性较差。涤纶针刺毡孔隙率高,透气性好,易清灰,过滤阻力低,寿命较长(可达2年),维护管理方便。排放浓度可<20mg/Nm³。为改善和加强其性能,近几年开发有高强度涤纶针刺毡,选用单丝强度为普通化纤长丝2~3倍的化纤高强工业用长丝做基布,其强度可为1600~2000N,伸长率可降低1/2,从而大大提高了滤料的抗冲击性及耐压水平,减少滤袋的变形和破损。还有一种超细纤维针刺毡,是以超细旦涤纶纤维针刺而成,由于纤维直径很细,致密度高、比表面积大、孔径小、孔隙率高、透气性能好,过滤性能大大高于一般涤纶毡,除尘效率可达99.99%,接近于覆膜滤料,且比覆膜滤料耐磨、耐冲击,适于常温下排放浓度要求较为严格(<15mg/m³)、粉尘粒径很细的过滤除尘。涤纶针刺毡可采用拒水防油剂经后整理工艺加工制成拒水防油涤纶毡,可应用于气体中含湿量较大的场合,滤料不易堵塞糊袋,易清灰,可延长滤袋寿命。
  2)涤纶针刺毡防静电滤料,是在针刺毡基布的经纱中掺人导电纤维纱或不锈钢纤维等导电材料而加工制成的各种防静电滤料,以防止由于粉尘与滤袋的磨擦而产生静电火花引燃引爆,或防止有些易荷电的粉尘积聚在除尘器滤袋表面上而不易清灰,导致除尘器阻力上升,适用于煤粉制备工艺易燃易爆粉尘的过滤除尘。 

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