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摘要：針對(duì)炭黑行業(yè)排放小于10mg/m3的需求，經(jīng)過性能對(duì)比，采用過濾性能更加優(yōu)越的玻纖復(fù)合氈覆膜濾料取代原來使用的玻纖復(fù)合氈濾料，成功降低炭黑生產(chǎn)的煙塵排放，滿足了客戶的排放要求，使用效果良好。

關(guān)鍵詞：玻纖復(fù)合氈；覆膜；效率；阻力；排放

前言

我國目前嚴(yán)格的環(huán)保政策下，袋式除塵器是工業(yè)煙氣處理的主要手段［1，2］，袋除塵及相關(guān)濾料產(chǎn)品也已經(jīng)成為工業(yè)煙塵凈化的主要手段［1-3］。炭黑是輪胎等橡膠制品工業(yè)的重要原料，在染料、印刷、塑料、涂料、冶金等行業(yè)也有廣泛的應(yīng)用，炭黑粉塵和含塵廢氣是炭黑工業(yè)的主要污染源［4-6］。炭黑煙氣具有含塵濃度大、微細(xì)粉塵顆粒所占比重大、溫度高、含水量高的特點(diǎn)，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(qiáng)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(tuán)與中材科技股份有限公 司聯(lián)系，希望提供合適的濾料，降低該集團(tuán)炭黑生產(chǎn)的煙塵排放，由目前排放12~18mg/m3降至10mg/m3以下。針對(duì)客戶的要求，同時(shí)根據(jù)煙氣的特性，在玻纖復(fù)合氈上進(jìn)行了覆膜處理，并且通過性能比較，采用玻纖復(fù)合氈覆膜濾料替代原來使用的玻纖復(fù)合氈濾料。為了保證PTFE覆膜濾袋的超低排放標(biāo)準(zhǔn)［8-10］，加強(qiáng)了濾袋的制作技術(shù)，確保滿足排放要求。2017年1月在該集團(tuán)日產(chǎn)300t炭黑生產(chǎn)線上應(yīng)用，使用1年多以來，排放指標(biāo)在5~8mg/m3，產(chǎn)品及服務(wù)得到客戶的認(rèn)可。

1玻纖復(fù)合氈覆膜濾料與玻纖復(fù)合氈濾料過濾機(jī)理比較

圖1中可以看出，玻纖復(fù)合氈覆膜濾料屬于表面過濾，玻纖復(fù)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(xì)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(xì)小粉塵可以穿過玻纖復(fù)合氈濾料，造成透濾，一部分留在濾料內(nèi)部，造成濾料運(yùn)行阻力上升，影響玻纖復(fù)合氈濾料的過濾效果和使用性能。

2玻纖復(fù)合氈覆膜濾料與玻纖復(fù)合氈濾料表面形態(tài)比較

圖2顯示的是玻纖復(fù)合氈的表面形態(tài)，它是通過纖維之間的物理纏結(jié)形成孔隙，然后粉塵在空隙上形成粉塵餅，通過粉塵餅進(jìn)行過濾，屬于深層過濾；圖3是膜的微觀結(jié)構(gòu)，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(jié)合在一起，即ePTFE膜與基材的結(jié)合點(diǎn)，如圖所示。結(jié)合點(diǎn)和結(jié)合點(diǎn)之間是處于自由狀態(tài)的ePTFE膜（白色部分）。這部分ePTFE膜沒有與基材進(jìn)行結(jié)合，呈現(xiàn)具有一定孔徑大小和高孔隙率，多層空間結(jié)構(gòu)。粉塵過濾主要靠這部分ePTFE膜實(shí)現(xiàn)表面過濾功能。

3玻纖復(fù)合氈覆膜濾料與玻纖復(fù)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(diào)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(jìn)行動(dòng)態(tài)過濾性能對(duì)比。

3.4測試結(jié)果

3.5測試結(jié)果對(duì)比分析3.5.1過濾效率玻纖復(fù)合氈覆膜濾料的過濾效率達(dá)到99.998%，遠(yuǎn)高于玻纖復(fù)合氈濾料的99.872%的過濾效率。3.5.2運(yùn)行阻力3.5.2.1老化期玻纖復(fù)合氈覆膜濾料老化過程阻力上升曲線如玻纖復(fù)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(duì)比可以看出，玻纖復(fù)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(fù)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(fù)合氈覆膜濾料阻力增加的絕對(duì)值與相對(duì)值都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于玻纖復(fù)合氈濾料，說明玻纖復(fù)合氈覆膜濾料運(yùn)行時(shí)清灰效果優(yōu)越，運(yùn)行阻力平穩(wěn)。3.5.2.2老化后測量期玻纖復(fù)合氈覆膜濾料，初始阻力321.2Pa；殘余阻力339.7Pa；第一周期時(shí)間9分2秒；第30周期時(shí)間6分35秒。玻纖復(fù)合氈濾料，初始阻力651.2Pa；殘余阻力720.6Pa；第一周期時(shí)間3分2秒；第30周期時(shí)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(fù)合氈覆膜濾料初始阻力為321.2Pa，殘余阻力是339.7Pa，第30個(gè)清灰周期時(shí)間為6分35秒；玻纖復(fù)合氈濾料初始阻力為651.2Pa，殘余阻力是720.6Pa，第30個(gè)清灰周期時(shí)間為1分57秒。殘余阻力低和清灰周期長，都說明玻纖復(fù)合氈覆膜濾料的過濾效果好，更反映了玻纖復(fù)合氈覆膜濾料運(yùn)行阻力低，可以大大節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

4小結(jié)

通過該集團(tuán)炭黑生產(chǎn)線一年多的使用，玻纖復(fù)合氈覆膜濾料使用效果更加良好，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）過濾效率高。使用玻纖復(fù)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(yùn)行阻力低。使用玻纖復(fù)合氈覆膜濾料的系統(tǒng)運(yùn)行阻力在1200Pa左右，玻纖復(fù)合氈濾料一般系統(tǒng)運(yùn)行阻力在1700Pa左右。（3）使用壽命長。玻纖復(fù)合氈覆膜濾料使用壽命可達(dá)3年，玻纖復(fù)合氈濾料使用壽命在2年左右。綜上所述，玻纖復(fù)合氈覆膜濾料的過濾效果高、運(yùn)行阻力低、使用壽命長，相比玻纖復(fù)合氈濾料而言，玻纖復(fù)合氈覆膜濾料的過濾性能更佳，更能滿足市場的需求。

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作者：劉鋒 徐濤 尹奕玲 費(fèi)傳軍 單位：中材科技股份有限公司