各种耐高温滤料的性能和特点

各种耐高温滤料的性能和特点

1.4.1 玻璃纤维滤料

长期耐温260℃、瞬时耐温300℃；价格低廉；具有突出的尺寸稳定性、拉伸断裂强度高、耐腐蚀性强、表面光滑、憎水透气、容易清灰、化学稳定性好；能耐大部分酸（氢氟酸除外）的腐蚀，但室温下的强碱及高温下的中等碱性将侵蚀玻璃；缺点是水汽对玻纤有一定影响，抗折、耐磨性能较差，在高过滤风速、脉冲清灰或清灰剧烈时会降低滤料寿命。因此玻纤织物一般只是为了降低费用及在高温作业时选用[2]。

1.4.2 PPS（聚苯硫醚纤维）纤维滤料

PPS滤料(商品名Ryton, Torcon或Procon)，可长期耐温190℃，瞬时耐温240℃，是一种耐高温、耐酸碱、抗水解性能极好的滤料，具备了作为高性能纤维的各种特点；可抵抗多种酸、碱和氧化剂的化学腐蚀；具有较好的耐水解能力，特别适合在高湿的烟气中使用；典型用途是用于城市垃圾焚烧炉、公用工程锅炉、燃煤锅炉、医院焚烧炉、热电联产锅炉上的脉冲袋式过滤器中，也可用PPS纤维取代其他不耐高温或化学品及不耐潮湿的合成纤维滤料。但是PPS耐氧化性稍差，当烟气含氧量超过15%时，就不能使用该种滤料[3]。

1.4.3 芳香族聚酰胺纤维滤料

芳香族聚酰胺滤料(商品名Metamax, Nomex,Conex)耐温200℃,瞬时可耐240℃,耐磨耐折性能较优,耐碱尚可,耐酸性差,抗水解能力较差,但可进行拒水防油后处理,以改善其抗水解性能,适合在高温而无酸性、含水分较少的气氛中使用[5]。

1.4.4 P84（聚芳族酰亚胺纤维）纤维滤料

P84是一种耐高温合成纤维, 能连续暴露在240℃环境中。P84由一种缩聚型聚合物制成, 不耐水解。P84的截面呈三叶瓣形(如图1-1所示) , 因单纤维表面积增加, 能有效地捕集颗粒。P84是非热塑性纤维, 耐受脉冲清灰的磨损能力比玻璃纤维强, 因而在要求耐磨性好的工况下可用P84取代玻璃纤维。P84在没有化学品或水分存在的环境中工作得最好, 而在酸碱环境中P84易被腐蚀[2]。

图1-1.P84纤维的截面图

1.4.5 PTFE（聚四氟乙烯）纤维滤料

PTFE纤维是氟聚合物纤维中最具代表性的高性能纤维，其常温力学性能见表1-1[6]。

力学性能/单位参数力学性能/单位参数

相对密度2.1～2.2 弯曲弹性模量/kgf·cm-23500～6300

拉伸强度/kgf·cm-2140～250 压缩强度，1%变形/kgf·cm-243

拉伸弹性模量/kgf·cm-240000 压缩变形/83kgf·cm-24～8 伸长率/% 250～350冲击强度/kgf·cm-216.4 弯曲强度/kgf·cm-2110～140 对抛光面得摩擦系数0.04

由于PTFE具有内在稳定性和聚合物链结构的不活泼性以及与分子间力和链的有序功效，因而对高温和化学作用的联合影响具有极强的适应能力。其熔点为

327℃，瞬间耐温可达300℃，抗氧化能力强，不会水解，力学性能好，因而广泛作为垃圾焚烧炉上的除尘器滤料。

1.4.6多孔陶瓷纤维滤料

陶瓷材料的突出特点是具有优良的热稳定性和化学稳定性，它的工作温度可高达1000℃并且在氧化、还原等高温环境下具有很好的抗腐蚀性；但是陶瓷材料存在性脆、延展性和性很差的缺点，因此陶瓷材料很难单独使用[1]。

1.4.7烧结金属过滤材料

烧结金属过滤材料是一种常用的刚性过滤介质，包括烧结金属粉末、烧结金属丝网以及烧结金属纤维等，其过滤精度从0.05um到100um。金属多孔过滤材料的突出特点是具有很好的机械性能, 在常温下金属过滤材料的强度是陶瓷材料的%#倍"即使在700℃高温下其强度仍数倍高于陶瓷材料。金属过滤材料具有良好的导热性、韧性和优异的抗热震性能以及高温耐腐蚀能力。金属过滤材料具有很好的再生性能。另外，金属材料还具有很好的加工性和焊接性能[1]。

1.4.8 PANOF（聚丙烯腈预氧化纤维）纤维滤料

聚丙烯腈预氧化纤维(PANOF)是90年代开发出来的一种新型耐高温纤维，这种纤维具有不熔、不软化、不收缩、在300℃高温下性能稳定等特点，其极限氧指数高达55。该纤维目前的世界产量已达30000t/a以上，表1-2为常用的各种高温过滤材料的性能。

表1-2.常用的高温过滤材料的性能比较表

品名最高使用温度/℃力学特性化学稳定性

水解

稳定性

阻燃

性连续瞬时

抗

拉

抗

磨

抗

折

酸碱

氟

化

物

溶

剂

PPS 190 230 1 2 2 1 1 4 1 1 1 Nomex 200 250 1 1 1 2 3 3 1 3 1 玻纤260 300 1 4 4 3 1 4 1 1 1

P84 220 260 1 1 1 4 1 3 3 2 1

PTFE 260 300 1 3 1 1 1 1 1 1 1

注：表中表示的理化特性是原始特性，如经改性则会变化。1、2、3、4表示理化特性的优劣排序，依次为：优、良、一般、差。

1.5高温过滤材料的发展趋势

（1）高温过滤材料用的纤维原料将会朝复合纤维方向发展，这将起到扬长避短的作用，使两种纤维的优点充分被发挥出来，而克服了单一纤维作用时的缺点。如大量关于纤维增强复合陶瓷过滤材料的研究就是为了找到提高陶瓷过滤材料的韧性和抗热震性的方法。

（2）用非织造针刺工艺加工的非织造过滤材料由于其独特的三维空隙过滤机理，在将来将会成为高温过滤材料主要的加工方式。同时针刺过滤材料的结构会往渐进式的结构发展，即梯度结构（一般为3-4层），表面过滤层为超细纤维层面, 下层为开放孔状的粗纤维层,中间为基布增强层, 其截面结构如图2-2 所示[2]。该过滤毡的结构有利于提高过滤效率和降低运行阻力,并适合用于脉冲除尘器的高压清灰方式。

图2-2.复合滤料的梯度结构

1.6 本课题研究的目的和意义

当前，我国经济已进入高速发展阶段，以资源、能源消耗性为主的重工业（电力、建材、冶金、化工等）迅速发展，我国已成为世界第一大钢铁、水泥、煤炭、