高性能玻纤除尘滤料国内外现状、发展趋势及市场前景

高性能玻纤除尘滤料国内外现状㊁发展趋势及市场前景

吴兵

(安徽省纺织工业设计院㊀２３０００１)

㊀㊀摘要:随着国内节能降耗㊁减排要求的日渐提高,高温工业烟气过滤产业市场空间巨大,我国已成为是世界最大的过滤材料市场.袋式除尘技术为目前工业除尘的主要方式,发展耐高温㊁高性能玻璃纤维除尘滤料具有广阔的市场前景.

关键词:玻璃纤维;除尘;滤料;现状;发展趋势;市场

一㊁国内外现状

工业烟尘㊁粉尘过滤方法可分为干法和湿法,干法又可分为机械方法(如旋风除尘)㊁电除尘和袋式除尘.湿法需耗费大量水资源,同时造成二

次污染,且对部分工业会降低温度㊁增加能耗,因此不是一种良好的除尘方法.旋风除尘效率低,一般只作为初级除尘.电除尘也有一定局限性,且对一些领域不能使用(如垃圾焚烧发电除尘).而袋式除尘方法,是当今国内外应用最广泛的㊁经济且除尘效率高㊁又可回收成品和半成品的一种良好除尘方法.

棉㊁麻㊁化纤㊁玻纤等材料均可用于制作袋式除尘中的滤袋,由于玻璃纤维(GF)具有高强度,耐高温㊁耐腐蚀㊁尺寸稳定性好㊁工业化生产性价比高等特点而成为一种优良的过滤材料,更是一种良好的高温过滤材料.国外发达国家,由于较早实现工业化,因而较早带来工业废渣㊁粉尘㊁废气废水污染等环境问题,较早引起政府及民众关注,除尘环保产品较齐全,产品性能较好,除尘效率较高.国外发达国家玻璃纤维过滤材料早已经实现产品系列化,可适应不同高温工业烟尘过滤要求.针对玻璃纤维耐磨耐折性能差的缺点,国外(如日本)早就将玻纤与聚四氟乙烯(PTFE)纤维制成复合滤料;针对微细粉尘过滤需要能满足小于１０um以下粒径排放浓度标准要求,发达国家上世纪末就研究开发出玻纤基材复合PTFE微孔薄膜的高性能滤材.

近十年来,我国玻纤滤材行业发展较快,产品主要分成三大类,即玻纤平幅过滤布袋㊁玻纤膨体纱滤袋和玻纤针刺毡.前二类主要应用石蜡乳剂型浸润剂生产,因此,其织物必须先经脱蜡再进行表面化学处理后才能缝制成袋.第二类由于大多采用国产膨化机生产,因此膨体纱膨化均匀度和强度保留较低,加上先已经脱蜡处理,产品的强度较低㊁使用寿命较短,且其憎水憎油性能不理想,对于高温高湿烟气除尘不能胜任,应用领域受到了限制.生产玻纤针刺毡的企业大多数自身不生产玻纤,产品质量不稳定且受限制.当然,国内一些厂家也进行把其它材料[如聚酰亚胺(P８４)]和玻纤进行复合针刺,以提高毡材耐磨耐折性能,但效果也不太理想.

随着经济的快速发展,中国已成为世界第一大钢铁㊁水泥生产国,第二大电力㊁有色金属生产国.但在工业发展的同时,也给环境保护带来了很大的压力.随着国家对环境保护的重视,我国大气污染物排放标准的不断提高,极大地促进和推动了袋式除尘技术的发展,我国已成为目前世界上最大的过滤材料市场.因此,国外过滤材料公司纷纷进军中国,并逐步融入中国市场,产品有向本地化方向发展的趋势.

最早进入中国市场的是美国Gore公司,随后德国BWF公司㊁美国Donaldson公司㊁意大利Testori公司㊁美国GE公司㊁英国Andrew公司㊁澳大利亚Alban y公司等国外过滤材料生产商也纷纷进军中国市场.其中Gore公司和Testori公司在上海缝制滤袋,Andrew公司和GE公司在上海㊁Donaldson公司和BWF公司在无锡㊁Alban y公司在苏州纷纷建厂生产滤料并缝制滤袋进行销售,对我国高温过滤材料(尤其是高温化纤毡和玻璃纤维覆膜滤料)的发展,具有较大的市场推动作用.

随着国外高性能㊁高价位玻纤复合PTFE薄膜滤材进入中国市场,国内一些科研单位和厂家也开始进行这种产品的研发,但由于①国内PTFE 微孔薄膜性能不过关,目前仍然依赖进口;②这种产品对玻纤基材要求非常高,国内在一些软件技术上尚跟不上工艺要求;③关键复合设备(部件),国内尚不能生产,也需要依靠进口;④复合工艺技术要求较高,国内尚处摸索阶段.因此,目前国内玻纤覆膜滤材主要依靠进口.

二㊁技术发展趋势

粉尘污染治理是环境污染治理的重要组成部分,工业粉尘尤其是高温烟气又是粉尘污染的重中之重,袋式除尘是高温㊁高湿等复杂工况烟气除尘最行之有效的除尘方式,而过滤材料又是袋式除尘器的核心构件.我国高温过滤材料的研发和生产尚处于起步阶段,进口高温滤料占据了国内市场的主要份额,为了提高高温㊁高湿㊁高腐蚀性烟气及微细粉尘除尘的过滤效果和滤料的使用寿命,同时也为了推进我国民族滤料行业的产品结构升级换代,必须自主研发高性能玻纤滤料以进一步推动了我国环保过滤材料产业的发展.

高效的空气过滤材料主要包括以下几方面的性能:①过滤效率高;②气流阻力小;③强度大;④均匀性好;⑤满足防水㊁防火㊁耐霉等特殊要求. 十二五 期间,环保过滤材料的发展趋势主要表现在以下几个方面:

１㊁由二维结构的机织过滤布向三维结构的非织造过滤布发展,由短纤化机织过滤布向长丝过滤布发展,由复丝加捻过滤布向单丝过滤布发展;２㊁由常规化纤过滤布向高效能㊁差别化㊁多功能的过滤布发展,由合纤滤布向覆膜滤料发展.

３㊁由常规玻璃纤维向采用高技术㊁高性能㊁高附加值的玻璃纤维复合聚四氟乙烯㊁碳纤维㊁芳香族聚酰胺纤维㊁金属纤维㊁陶瓷纤维等材料开发多功能的过滤材料发展.

４㊁过滤材料向耐高温㊁耐腐蚀㊁高吸附㊁长寿命袋式除尘材料方向发展.

三㊁市场前景分析

工业除尘主要有旋风除尘㊁水膜除尘㊁电除尘和袋除尘等多种方式.袋式除尘技术因为可以达到严格的排放标准而越来越受用户青睐,成为目前工业除尘的主要方式,并被广泛应用于电力㊁钢铁㊁水泥㊁有色㊁垃圾焚烧等诸多领域.高温过滤材料也与袋式除尘技术互为依托,相互促进,相辅相成,不断前进,目前已发展成为一个年产值近５０亿元的产业.

目前,中国经济总量已超日本正式成为全球第二大经济体.随着我国经济的快速发展,以资源㊁能源消耗性为主的重工业(建材㊁冶金㊁电力㊁化工等)也迅速发展,我国已成为世界第一大能源生产国,第一大钢铁㊁水泥㊁煤炭㊁化纤生产国;第二大电力㊁有色金属㊁化肥生产国.上述高耗能㊁高污染产业的发展,带来了严重的环境污染问题.«国家环境保护 十二五 规划»明确提出 十二五 期间我国要深化颗粒物污染控制.加强工业烟粉尘控制,推进燃煤电厂㊁水泥厂除尘设施改造,钢铁行业现役烧结(球团)设备要全部采用高效除尘器,加强工艺过程除尘设施建设.２０吨(含)以上的燃煤锅炉要安装高效除尘器,鼓励其他中小型燃煤工业锅炉使用低灰分煤或清洁能源[１].随着国内节能降耗㊁减排要求的日渐提高,工业烟气除尘任重道远,高温工业烟气过滤产业市场空间巨大,水泥㊁炭黑㊁冶金㊁火力发电㊁垃圾焚烧等均需要质优价廉过滤材料.

第一,就水泥工业而言,２０１４年我国水泥年产量２４．８亿吨,已占世界产量的的一半以上,连续３０年居世界第１位,粉尘排放超过１３００万吨.我国水泥消耗量也为世界第一.随着基本建设不断发展,水泥工业仍有较大发展前景,针对水泥超过４％的排尘量来看,可见其减排任务十分艰巨,因而需要大量高效除尘(去除微细粉尘)的高性能价廉滤材.若按袋式除尘占水泥行业新型干法生产线除尘市场份额的５０％,按目前每座５０００T/ D的水泥窑头窑尾需用滤料３万平方米计算,则高温滤料需求用量约５１００万平方米,若按滤料３．５年使用寿命计算,则平均年需求在１４００万平方米.从新建水泥生产线来看,预计今后我国水泥行业每年新增产能约２亿吨左右,折合高温滤料年需求用量将近３６０万平方米.

第二,就钢铁工业而言,我国已成为世界第一大钢铁生产大国.２０１４年,我国钢铁产量突破８．２亿吨,占全球产量的４７％以上,连续多年居世界第１位.钢铁工业是大气污染的主要来源之一,钢铁工业烟气除尘用高性能滤材用量也十分可观.以我国２０１４年钢产量,按宝钢应用袋式除尘的状况计算需要５７００万平方米,若按滤料３．５年使用寿命计算,折算后每年更换滤料１６００万平方米.

第三,就电力工业而言,我国电力需求很大,目前乃至今后一段时期,火力发电仍占我国电力供应的主导地位.２０１４年,我国火电发电量４１７３１亿千瓦时,占全国发电量的７５．２％.由于我国煤的含硫量高,为减少二氧化硫排放就必须进行脱硫,因此也大量需要高性能滤材.我国发电行业如果５０％用袋式除尘器,总计需要滤料６４００万平方米,若按滤料３．５年使用寿命计算,每年更换所需滤料将有１８００万平方米.

第四,就炭黑工业而言,我国已是世界第一大汽车生产国和世界汽配件生产大国,汽车工业的快速发展也推动炭黑工业的快速发展.截至２０１４年底,我国湿法造粒炭黑产能已达到７００万吨,居世界第一位.湿法造粒炭黑产能占炭黑行业总产能比例高达９４％.炭黑粉尘是环境污染的主要根源之一.湿法造粒炭黑从工艺源头减少了炭黑粉尘,规模效益高㊁节能减排效果好.然而要彻底根治粉尘污染,炭黑滤袋及炭黑收集系统显得尤为重要.因此适应炭黑工业高温㊁高湿㊁高酸性烟尘除尘的高性能玻纤PTFE覆膜滤材市场需求量将会有非常大的增长.

第五,我国工业垃圾㊁城市生活垃圾的焚烧发电是我国环保的需要,也是适应我国能源紧缺国情而进行循环经济的一大举措.按照国家政策规定:我国生活垃圾焚烧厂尾气净化必须采用袋式除尘器.而垃圾焚烧发电烟气除尘也绝非一般玻纤滤材能满足的,PTFE/GF混纺覆膜滤材是此行业的首选过滤材料.我国垃圾无害化处理,使得垃圾焚烧厂在国内快速发展.国家环保产业协会预计, 十二五 期间,我国仅垃圾焚烧烟气除尘和干法脱硫袋式除尘器对高温滤料的需求量将达４０~５０亿元/年.

另外,迫于我国环保压力,我国政府加大治理力度,采取行政手段强制治理,如要求对２０吨以上燃煤锅炉进行除尘改造,限期对较大工业锅炉进行改造,因此对高性能低价位覆膜滤材要求更为迫切.同时对于影响我国大气最为严重的PM２．５的细粉尘,袋式除尘器是水泥工业最终解决的装置. 十二五 期间,国家发改委㊁环保部已将影响我国阴霾天气的PM２．５超细粉尘列入治理规划,这对水泥工业的粉尘治理又提出更高的要求,也是袋式除尘器的机遇.

十一五 期间,根据环保相关部门的测算,我国环保总投入达到２．１６万亿元,占同期国内GDP的１．４１％. 十二五 乃至 十三五 期间我国将执行新的更为严格的国家大气环境污染控制标准,使高温袋式除尘市场迎来爆发式增长,我国环保投入将进一步加大,每年总投资超过１．０万亿元以上.由以上分析可见,在我国除尘滤料,尤其是耐高温㊁高性能除尘滤料具有十分广阔的市场发展前景.

参考资料

[１]国家环境保护 十二五 规划[J]．«中国环保产业»,２０１２,１６３(１):１２

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２㊀㊀２０１５年６月上第１１期科学技术