脈沖布袋收塵器技術(shù)向大型化發(fā)展及濾料材質(zhì)結(jié)構(gòu)選擇
1、袋式除塵主機(jī)技術(shù)
脈沖布袋收塵器最早應(yīng)用于18世紀(jì)80年代。1881年德國實(shí)現(xiàn)了機(jī)械振動清灰袋式除塵器的商業(yè)化生產(chǎn)，是Betn工廠的專利產(chǎn)品；1930年開始出現(xiàn)反吹氣流清灰方式。1954年H.J.Hersey發(fā)明了逆噴吹氣環(huán)清灰技術(shù)，使得袋式除塵器實(shí)現(xiàn)了除塵和清灰的連續(xù)操作，處理量提高數(shù)倍；1957年T.VReinauer發(fā)明了脈沖型袋式除塵器，不僅實(shí)現(xiàn)了操作和清灰連續(xù)，濾袋室的壓力損失更趨于穩(wěn)定，處理氣量進(jìn)一步增大，而且內(nèi)部無運(yùn)動部件，濾布壽命更長且結(jié)構(gòu)簡單。20世紀(jì)70年代以后，袋式除塵器技術(shù)向大型化發(fā)展。美、日及歐洲等國家和地區(qū)，相繼開發(fā)了大型袋式除塵器應(yīng)用于燃煤電站鍋爐、干法水泥口轉(zhuǎn)窯窯尾和電爐除塵。
我國的袋式除塵技術(shù)起步于上世紀(jì)六七十年代，至今也有五十幾年的歷史。50年代初期主要從前蘇聯(lián)整機(jī)引進(jìn)袋式除塵器；60至70年代我國有少數(shù)幾個設(shè)計(jì)研究單位引進(jìn)、仿照國外技術(shù)生產(chǎn)袋式除塵器；70年代后期出現(xiàn)少數(shù)袋式除塵器生產(chǎn)廠家。80年代起，我國開發(fā)、研制、生產(chǎn)了大型反吹風(fēng)布袋除塵器、分室反吹風(fēng)袋式除塵器和長袋低壓脈沖袋式除塵器。但是，在使用過程中因?yàn)榍寤也焕仍虿⑽慈〉幂^好的效果，袋式除塵器的發(fā)展出現(xiàn)“停滯”階段。90年代至今，是我國袋式除塵技術(shù)的迅速發(fā)展期，濾料技術(shù)迅速發(fā)展、清灰控制技術(shù)不斷完善，袋式除塵器應(yīng)用飛速增加。隨著大型脈沖噴吹袋式除塵器的研制成功，袋式除塵器也向大型化發(fā)展。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提高，在工業(yè)進(jìn)步及科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的推動下，袋式除塵器整機(jī)技術(shù)和過濾技術(shù)特別是高溫濾料技術(shù)均獲得高速發(fā)展，不少產(chǎn)品還實(shí)現(xiàn)了批量出口，并呈逐漸加大趨勢。2006年，中國己成為全球袋式除塵器及濾袋市場增加最快的地區(qū)，袋式除塵器及濾袋使用量己連續(xù)5年以20%以上的速度高速增長。目前，中國袋式除塵器整機(jī)臺數(shù)及濾袋年使用數(shù)量僅次于美國和歐洲，有發(fā)展成為全球最大市場的趨勢。
2、濾料技術(shù)
(1)濾料材質(zhì)
20世紀(jì)50年代以前，我國濾料材質(zhì)選用以天然纖維、羊毛和棉花等為主。70年代以后，無機(jī)纖維和合成纖維逐漸發(fā)展。玻璃纖維是應(yīng)用最為廣泛的無機(jī)纖維，具有耐高溫、抗拉強(qiáng)度大、價格低等優(yōu)點(diǎn)，但抗彎性差、不耐磨、不能處理含HF氣體的煙塵，因而在使用上也有一定的局限性。合成纖維具有強(qiáng)度高，耐腐蝕性好，耐溫性及耐磨性等優(yōu)點(diǎn)。目前常用的合成纖維主要有：美塔斯(metamax)，P84(聚酞亞胺)、PPS(聚苯硫醚)、PTFE(聚四氟乙烯)、芳綸纖維、芳礬綸纖維(PSA)等。
濾料由原來的單一材質(zhì)發(fā)展為混合材質(zhì)、復(fù)合材質(zhì)以及纖維涂層。纖維尺度由原來混合尺度發(fā)展為單一尺度、不同尺度；纖維形狀由原來的圓柱形發(fā)展為橢圓形、多葉形；超細(xì)纖維、雙組分纖維的出現(xiàn)使得濾料材質(zhì)的選用更為廣泛。
(2)濾料結(jié)構(gòu)
20世紀(jì)70年代以前，濾料全部采用機(jī)織布。機(jī)織濾料在對空氣進(jìn)行過濾時，顆粒容易穿透，所以在濾塵初期和清灰后捕集效率較低，且透氣性差，阻力較大，含塵量也小。20世紀(jì)70年代，出現(xiàn)了起絨機(jī)織布。濾塵效果優(yōu)于機(jī)織布過濾材料，對大顆粒和纖維性粉塵具有較高的過濾效率，如208滌綸絨布。但該濾料在濾塵初期和濾布清灰后粉塵層被破壞時，捕集效率會顯著下降。70年代末，開發(fā)出了729聚醋機(jī)織濾料，具有高強(qiáng)低伸、集塵清灰性能好和使用壽命長等特點(diǎn)。但是，該濾料捻度較小，易破損。
從改革開發(fā)到80年代末，出現(xiàn)了針刺氈，并得到廣泛應(yīng)用。針刺氈具有三維結(jié)構(gòu)、過濾效率高、表面光滑平整易于清灰等優(yōu)點(diǎn)。20世紀(jì)90年代初，我國開發(fā)出了聚四氟乙烯微孔覆膜濾料，在過濾風(fēng)速、處理風(fēng)量、壓力損失、濾袋壽命及節(jié)約能源等方面都優(yōu)于其他針刺氈濾料。
近幾年，出現(xiàn)了梯度濾料。梯度濾料有表層超細(xì)纖維層、細(xì)纖維層、基布、粗纖維層4層構(gòu)成，前窄后寬的梯形結(jié)構(gòu)使得濾料具有高效、低阻的特點(diǎn)。
(3)濾料過濾方式
濾料過濾方式隨著濾料結(jié)構(gòu)的發(fā)展而發(fā)展，由深層過濾發(fā)展為表面過濾、表層過濾。常規(guī)針刺氈多為深層過濾材料，一般為機(jī)織基布與纖維網(wǎng)復(fù)合針刺而成的復(fù)合濾料。常規(guī)濾料形成粉塵層后具有較高的除塵效率，但粉塵粒子常浸入濾料的內(nèi)部，細(xì)微粒易于堵塞濾料的孔眼使壓力損失增加，粉塵殘留率較高，清灰較為頻繁。
覆膜濾料一般為表面過濾。薄膜微孔孔隙與煙氣粉塵粒徑相當(dāng)，主要優(yōu)點(diǎn)在于捕集效率較高，清灰效果較好。因此，膜的質(zhì)量和覆膜技術(shù)決定了濾料的性能及使用壽命。
脈沖單機(jī)除塵器表層過濾材料多采用梯度纖維層結(jié)構(gòu)，對傳統(tǒng)針刺氈引入表面超細(xì)纖維層，產(chǎn)生表層過濾效果，把傳統(tǒng)針刺氈“表層+深層”過濾方式轉(zhuǎn)變?yōu)樘荻柔槾虤?ldquo;表層”過濾。濾層功能分別為：表層過濾，基層強(qiáng)度，底層抗磨損。梯度結(jié)構(gòu)使濾料內(nèi)層不易集塵，保持濾料長期運(yùn)行而阻力上升變化速度緩慢，清灰效果也較好。
(4)濾料后處理技術(shù)
后處理可以改善濾料物理化學(xué)性能，為更好地適應(yīng)工況要求，延長濾料使用壽命，后處理技術(shù)也隨之發(fā)展。
20世紀(jì)70年代，在機(jī)織布表面進(jìn)行起絨處理，提高機(jī)織布過濾性能。隨后針對煙塵特性，進(jìn)行防靜電、防水防油處理；使粉塵具有良好的剝落性，提高清灰性能；為增加濾料的潤滑性和減少因?yàn)閾锨斐傻膿p傷，采用化學(xué)劑處理(針對玻纖主要采用硅酮處理)。
80年代末期，隨著國家環(huán)保局確定的重大科研攻關(guān)項(xiàng)目—“袋除塵技術(shù)研究”的推動下，濾料逐漸應(yīng)用到高溫領(lǐng)域。為提高針刺氈濾料性能，減小應(yīng)力對濾料的影響，提高濾料強(qiáng)度，在燒毛、軋光的基礎(chǔ)上采用了熱定型處理；為防止潮解性粉塵、酸性氣體結(jié)露對濾袋造成的“糊袋”，采用預(yù)涂層。20世紀(jì)90年代后，以脈沖噴吹類強(qiáng)力清灰逐漸成為首選設(shè)備，對濾料耐溫、耐腐蝕性能、過濾性能及強(qiáng)度等提出更高要求，PTFE覆膜、涂層開始應(yīng)用；化學(xué)劑處理(綜合采用硅酮和PTFE樹脂、石墨等)，提高濾料的耐溫、耐腐蝕性能，減小摩擦。
CD系列長袋低壓脈沖清灰袋式除塵器的發(fā)展，使得袋式除塵技術(shù)具有占地面積少、濾袋長(6m甚至8m)、設(shè)備阻力小等特點(diǎn)，采用軋光、覆膜、化學(xué)劑綜合處理加強(qiáng)濾袋耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)低伸、耐磨性。
近幾年，脈沖單機(jī)收塵器趨于大型化，袋式除塵器同時完成收集產(chǎn)品和控制外排兩種任務(wù)，如(水泥磨機(jī))，采用多種后處理技術(shù)結(jié)合，包括軋光、涂層及化學(xué)劑等處理使得濾料更具耐溫、耐磨、耐腐蝕性。此外，覆膜處理濾料逐漸被應(yīng)用于袋式除塵器的新領(lǐng)域—垃圾焚燒煙氣凈化。為提高了濾料耐溫、耐水性和耐溶劑性，對濾料用纖維或?yàn)V料采用整體PTFE乳液浸漬處理也在被廣泛應(yīng)用。
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