炭黑行業玻纖復合氈覆膜濾料的應用范文

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摘要：針對炭黑行業排放小于10mg/m3的需求，經過性能對比，采用過濾性能更加優越的玻纖復合氈覆膜濾料取代原來使用的玻纖復合氈濾料，成功降低炭黑生產的煙塵排放，滿足了客戶的排放要求，使用效果良好。

關鍵詞：玻纖復合氈；覆膜；效率；阻力；排放

前言

我國目前嚴格的環保政策下，袋式除塵器是工業煙氣處理的主要手段［1，2］，袋除塵及相關濾料產品也已經成為工業煙塵凈化的主要手段［1-3］。炭黑是輪胎等橡膠制品工業的重要原料，在染料、印刷、塑料、涂料、冶金等行業也有廣泛的應用，炭黑粉塵和含塵廢氣是炭黑工業的主要污染源［4-6］。炭黑煙氣具有含塵濃度大、微細粉塵顆粒所占比重大、溫度高、含水量高的特點，除此之外，它的煙氣中含有H2、CO等可燃性氣體，含有CO2、NOX、SO2等酸性氣體，煙氣具有較高腐蝕性［7］。因此要選擇具有較高強度、較好透氣性、較高除塵效率、較高耐溫性能、較好的耐腐蝕性及耐酸性、較好的清灰性能的除塵濾袋濾料。2016年山東某集團與中材科技股份有限公 司聯系，希望提供合適的濾料，降低該集團炭黑生產的煙塵排放，由目前排放12~18mg/m3降至10mg/m3以下。針對客戶的要求，同時根據煙氣的特性，在玻纖復合氈上進行了覆膜處理，并且通過性能比較，采用玻纖復合氈覆膜濾料替代原來使用的玻纖復合氈濾料。為了保證PTFE覆膜濾袋的超低排放標準［8-10］，加強了濾袋的制作技術，確保滿足排放要求。2017年1月在該集團日產300t炭黑生產線上應用，使用1年多以來，排放指標在5~8mg/m3，產品及服務得到客戶的認可。

1玻纖復合氈覆膜濾料與玻纖復合氈濾料過濾機理比較

圖1中可以看出，玻纖復合氈覆膜濾料屬于表面過濾，玻纖復合氈濾料屬于深層過濾（通過形成的濾餅過濾），表面過濾可以過濾更加細小的粉塵（5μm以上的的粉塵可以100%攔截），有極佳的過濾效果和清灰性能；而細小粉塵可以穿過玻纖復合氈濾料，造成透濾，一部分留在濾料內部，造成濾料運行阻力上升，影響玻纖復合氈濾料的過濾效果和使用性能。

2玻纖復合氈覆膜濾料與玻纖復合氈濾料表面形態比較

圖2顯示的是玻纖復合氈的表面形態，它是通過纖維之間的物理纏結形成孔隙，然后粉塵在空隙上形成粉塵餅，通過粉塵餅進行過濾，屬于深層過濾；圖3是膜的微觀結構，平均孔徑在2μm左右，圖4顯示，通過熱壓覆合工藝，ePTFE膜的一部分與基材通過基材上的處理劑結合在一起，即ePTFE膜與基材的結合點，如圖所示。結合點和結合點之間是處于自由狀態的ePTFE膜（白色部分）。這部分ePTFE膜沒有與基材進行結合，呈現具有一定孔徑大小和高孔隙率，多層空間結構。粉塵過濾主要靠這部分ePTFE膜實現表面過濾功能。

3玻纖復合氈覆膜濾料與玻纖復合氈濾料過濾性能測試比較

3.1測試條件入口粉塵濃度：5g/m3；過濾速度：2m/min；噴吹壓力：0.5MPa；脈沖寬度：50ms。

3.2測試用氧化鋁粉塵粒徑分布

3.3測試方法首先調整期是在1000Pa定壓噴吹30次；然后間隔5s，噴吹，老化10000次；老化后的測量期是在1000Pa定壓噴吹30次，進行動態過濾性能對比。

3.4測試結果

3.5測試結果對比分析3.5.1過濾效率玻纖復合氈覆膜濾料的過濾效率達到99.998%，遠高于玻纖復合氈濾料的99.872%的過濾效率。3.5.2運行阻力3.5.2.1老化期玻纖復合氈覆膜濾料老化過程阻力上升曲線如玻纖復合氈濾料老化過程阻力上升曲線如圖6所示，初始阻力152.2Pa；殘余阻力425.9Pa。從10000次的老化期阻力上升曲線對比可以看出，玻纖復合氈覆膜濾料的初始阻力是244.4Pa，殘余阻力為289.3Pa，增加了44.9Pa，較初始阻力上升了18.4%；而玻纖復合氈濾料的初始阻力是152.2Pa，殘余阻力為425.9Pa，增加了273.7Pa，較初始阻力上升了180%。玻纖復合氈覆膜濾料阻力增加的絕對值與相對值都遠遠低于玻纖復合氈濾料，說明玻纖復合氈覆膜濾料運行時清灰效果優越，運行阻力平穩。3.5.2.2老化后測量期玻纖復合氈覆膜濾料，初始阻力321.2Pa；殘余阻力339.7Pa；第一周期時間9分2秒；第30周期時間6分35秒。玻纖復合氈濾料，初始阻力651.2Pa；殘余阻力720.6Pa；第一周期時間3分2秒；第30周期時間1分57秒。從老化后的測量期1000Pa定壓噴吹30次比較，可以看出，玻纖復合氈覆膜濾料初始阻力為321.2Pa，殘余阻力是339.7Pa，第30個清灰周期時間為6分35秒；玻纖復合氈濾料初始阻力為651.2Pa，殘余阻力是720.6Pa，第30個清灰周期時間為1分57秒。殘余阻力低和清灰周期長，都說明玻纖復合氈覆膜濾料的過濾效果好，更反映了玻纖復合氈覆膜濾料運行阻力低，可以大大節省運行費用。

4小結

通過該集團炭黑生產線一年多的使用，玻纖復合氈覆膜濾料使用效果更加良好，主要表現在以下幾個方面。（1）過濾效率高。使用玻纖復合氈覆膜濾料的排放濃度5~8mg/m3，滿足排放＜10mg/m3的需求。（2）運行阻力低。使用玻纖復合氈覆膜濾料的系統運行阻力在1200Pa左右，玻纖復合氈濾料一般系統運行阻力在1700Pa左右。（3）使用壽命長。玻纖復合氈覆膜濾料使用壽命可達3年，玻纖復合氈濾料使用壽命在2年左右。綜上所述，玻纖復合氈覆膜濾料的過濾效果高、運行阻力低、使用壽命長，相比玻纖復合氈濾料而言，玻纖復合氈覆膜濾料的過濾性能更佳，更能滿足市場的需求。

參考文獻

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作者：劉鋒 徐濤 尹奕玲 費傳軍 單位：中材科技股份有限公司