中国高温过滤材料的发展现状

中国高温过滤材料的发展现状

近年来,随着国家对环保的日益重视,政府和民间资本在这一领域的投入越来越大,环保产业因而呈现出了高速发展的态势。钢铁、冶金、水泥、化工行业以及电力和垃圾焚烧炉等的烟气中的粉尘治理大量采用和准备采用袋式除尘法,这给高温滤料的发展带来了极好的机遇。

2008年我国袋式除尘行业的滤料总产值为29.1 亿元,比2007年的22 亿元增加7.1 亿元。2009年由于金融危机和行业结构调整的影响,总产值为24.1 亿元,虽比2008年有所下降,但高温过滤材料大幅增加,尤其是高端产品发展较快。

2009年,过滤材料行业效益较好的企业主要是那些为新型行业配套的厂家,如能够生产高端过滤材料,为燃煤电厂、大型新型干法水泥窑尾、窑头袋式除尘器配套的生产企业以及为垃圾焚烧行业配套生产的企业。

1袋式除尘用过滤材料的分类

按照过滤材料的加工方式和产品形式,滤料在发展过程中出现过如下产品:(1)208涤纶绒布;(2)729机织滤料;(3)针刺

毡滤料;(4)覆膜滤料。

其中,针刺毡滤料以基布为基础,在其上将纤维通过梳理成网或气流成网,通过针刺机将纤网进行针刺,形成上下勾连、具有三维结构的非织造滤料,再经烧毛、轧光、热定形等后处理制成成品。针刺毡纤维呈三维立体结构,过滤效率高,透气性好,阻力低,在过滤过程中阻力增长慢。在经过先进技术处理后,凭借细纤维和高密面层三维结构可具有更高的捕集效率、低阻力和堪比覆膜滤料的清灰能力,具有较好的可靠性,在业内获得了广泛的应用,成为目前袋式除尘器滤料的主流。针刺毡的出现开创了我国非织造滤料的时代,技术研发与成品改良层出不穷。目前,针刺毡按纤维材质结构等可分为10 余个种类、百余个型号。

覆膜滤料是以机织滤料或针刺毡滤料为基底,在其表面上覆一层经过双向拉伸制作成的微孔聚四氟乙烯薄膜。滤料覆膜后形成以表面过滤为主、疏油、疏水的过滤材料,具有过滤效率高、易清灰等特点。

2我国高温滤料的市场格局

2008年,我国滤料总产量中低端滤料约占40%,中端滤料约占40%,高端滤料约占20%。从环境治理和节能减排的要求和经济发展的状况来看,高端滤料的增幅呈快速增长的

态势,这也对新材料、新技术和新工艺提出了更高的要求。

一方面,我国各工业领域烟气和废气除尘主要采用电除尘和袋式除尘技术,早期使用的电除尘器设计指标和使用水平要求较低,排尘浓度在400 mg/Nm3左右,己难以满足排尘浓度在50 mg/Nm3以下和削减PM 2.5(直径小于2.5 μm)以下颗粒的要求,这给袋式除尘行业带来了新的发展机遇,开发使用寿命更长、净化效率更高的特种高性能纤维和滤料成为发展趋势。另一方面,各行业对烟气处理中除尘器的核心部件――滤料的技术和要求越来越高,尤其是快速发展的城市生活垃圾、工业垃圾以及医疗垃圾焚烧、发电等领域,特殊的高温、高湿、高腐蚀环境对滤料提出了更高要求。

目前,中国已成为全球最大的高温滤料市场。鉴于此,跨国滤料生产企业从2000年开始就在我国建立生产基地,因此目前的高端高温滤料市场基本还是国外企业占据主要份额。

近年来,国内企业逐渐成长并开始与国外企业竞争,在电力工业、水泥工业、垃圾焚烧业等领域占据了不少份额,国产高温滤料也已完全能够满足国内各种烟气除尘的要求,如世界最大的两台600 MW发电机组、2 100 t锅炉袋式除尘器所用超过15 万m2的PPS覆膜滤料就是国产产品。一些生产企业近年来快速发展,装备水平和研发实力不断提升,如际华三五二一公司、厦门三维丝等。目前,整个中国的高温滤料行业呈现出由国内外7、8 家规模较大的企业占据主要市场份

额的格局。图 1 是近几年我国高温过滤材料的产值情况。

3高温滤料的技术发展特点

3.1 高性能纤维的开发

随着应用领域要求的日益严格,高温滤料将继续向耐高温、耐高腐蚀、耐久性,低运行阻力、低能耗以及功能性方向发展。

在高温滤料的成本中,原材料占了很大的比重。目前应用较多的新型高性能纤维包括PPS、芳纶、PTFE和P84等。其中,前 3 种纤维自成功国产化后,价位有较大下降,高温滤料价格也有大幅度下降,性能基本保持相对稳定,有利于大范围推广。

虽然如此,高端滤料市场不管是火电厂用的PPS滤料,还是水泥厂用的P84滤料、玻纤覆膜滤料,垃圾焚烧炉用的PTFE滤料、玻纤覆膜滤料等附加值比较高的滤料,主要还是被美国和欧洲一些国家的滤料公司所垄断,在新建的大型项目上更是如此。

3.2 设备及工艺进步

我国滤料制造行业从最初的国产化到目前年产值超30

亿元,产业发展的一个明显特征是企业装备水平不断提高,一些老式梳理、针刺设备已被淘汰,新型梳理机、针刺机得到推广应用。

在开松、梳理和铺网工序上,由老式的机械棉箱改进为气压棉箱,并采用大毛仓,梳理机由单锡林单道夫改进为双锡林双道夫,并有少数企业采用带有自动称重和不匀度自动调整系统的梳理机械。由于梳理设备的进步,纤网不均匀度已可达到1% 左右。针刺机的针刺频率已达到 1 500 次/min,布针密度达到 5 000 针/m,针板已采用重量更轻的铝合金材料,整机由单针板改进为双针板。针刺机的技术进步提高了生产速度和滤料的制造质量,降低了能耗、占地面积及噪声。

在ITMA ASIA + CITME 2010上,由恒天重工股份有限公司研制的我国第一台四针板对刺针刺机首次亮相,其针刺频率可达 1 600 次/min,比之前的针刺机效率提高了25%,针板上下运动采用扇形齿轮握持型,避免了漏油;四板对刺提高了针刺效率,减少了工艺配台数量,节约了设备投入,且对刺动作在一台机器上完成,避免了对针刺布的意外牵伸,保证了针眼位置的准确性,提高了针刺布的质量。这种针刺非织造布适用于合成革基布、土工布、过滤材料等。

后处理已由过去的分单元进行烧毛、热定形、轧光、浸渍、涂层、干燥等处理改造为连续进行各种后处理工艺的一条龙后处理生产线,不仅提高了生产效率,更重要的是提高了