滤料分类及性能分析

滤袋是布袋除尘器的核心部件，滤袋性能参数直接决定布袋除尘的性能。评价滤料的过滤性能主要从滤料的透气性、分级过滤效率、断裂强度、耐温、耐酸碱等方面考虑。工程上是根据含尘气体或烟气的性质选择滤料。由于滤料的各项参数和指标相互关联，相互制约，因此这里主要从透气性、分级过滤效率、清灰能力方面分析滤料的过滤性能。
　　1、滤料分类
　　布袋除尘滤料纤维分纤维和化学纤维，早期多用纤维，纤维的耐酸碱性和纤维固有结构特性直接影响滤料的性能，在使用中有的局限性。近年来主要用合成纤维，合成纤维在强度、耐高温及结构上优于纤维。
　　滤料按纤维织造方式分为织造布及非织造布两类，织造布又分斜纹、平纹、缎纹及大斜纹布。对于过滤形式来讲，织造布滤料为平板式二维结构过滤，只有形成的粉尘初层后才能达到较高的过滤效率。非织造布比织造布有好的透气性、孔隙率、捕集效率和三维结构特性，目前滤料多采用非织造(针刺)编织方式，但不少纤维固有特性使得其仍需机织成形。
　　按纤维耐温性能分为常温、高温和超高温滤料。一般认为耐温低于130℃的为常温或中低温滤料，130~280℃为高温滤料，280℃以上为超高温滤料。超高温滤料主要有玄武岩、钛棉和陶瓷管纤维，但玄武岩纤维尚未成规模化生产，也无实际应用实例，钛棉和陶瓷管纤维一般作为刚性滤料应用于石油化工行业，其耐温可达1500℃。
　　2、滤料性能分析
　　常用布袋除尘滤料过滤方式主要有表面过滤、表层过滤和深层过滤3种。
　　深层过滤材料，如针刺滤料，其孔隙与粉尘物料粒径相当，过滤过程中粉尘需先在滤料表面形成一层多孔状粉尘初层后才能达到较好的过滤性能，过滤中粉尘易嵌入滤料孔隙，降低滤料透气性造成过滤阻力上升，但较清洁状态下滤布效率有明显提高，纤维细度和针刺密度、密实度(克重)直接影响滤布的过滤性能。
　　表面过滤材料表面为微孔膜或纤维层，微孔孔隙小于烟气粉尘粒径，烟气经过滤布粉尘被捕集在滤料表层，这种材料捕集效率高且清灰效果好。各类覆膜滤料均属此类。但覆膜的膜过滤能力、膜与基布粘结力直接影响滤布性能，膜一旦被破坏，滤袋性能急剧下降。
　　表层过滤材料采用梯度纤维层结构，又称为“梯度滤料”，其径向截面显示前层为纤维，后层为粗纤维层，纤维按照气流方向呈渐扩管状梯形结构。实验表明这种材料、低阻，清灰效果较好。水刺布、梯度纤维复合滤料均属此类。目前这类滤料发展迅速。水刺纤维与其他纤维细度相差数倍，滤料的过滤性能值得期待，其大优势在于捕集微细颗粒的效果明显。
　　采用深层过滤机理的滤袋，粉尘容易嵌入滤料深层，滤料在粉尘初层作用下提高过滤性能的同时也增加了系统的动力损失，因此粉尘在滤料表面的粘结力大大增加，清灰过程需强度大的反向力。以脉冲清灰方式为例，深层滤料清灰气量及清灰压力明显高于其余两类滤料。相比之下，表面过滤和表层过滤的滤料则具有较好的过滤性能。对粒径大于5μm的粉尘，几乎任何材质布袋过滤均能达到近100%的捕集效率，但对PM1.0乃至亚微米粒子则捕集效率较低，深层粗纤维针刺毡效率下降明显，因此对微细粒子的分级效率可作为滤料的性能评价因素之一。
　　用纤维针刺滤料和表面微孔结构的覆膜滤料处理粒径小的粉尘具有广的适应性。目前对过滤纤维滤料结构的研究不断深入，不同类别纤维分层设计成的复合滤料，采用异型纤维叠加、滤料结构优化等措施，使滤料性能大大提高。
　　综上所述，新型过滤纤维、异型纤维、特殊结构滤料编织形式是目前提高和改良滤料技术的主要方法，为满足不同工况需要，通过采用后处理手段对滤料某些特殊性能进行调整，以提高滤布过滤性能和使用效果。常用的后处理主要有热定型、涂层、覆膜、热轧光、化学剂处理和预涂层等。