對于整臺鍋爐布袋除塵器而言,濾袋是其核心部件。濾料質量直接影響除塵器的除塵效率,濾袋的壽命又直接影響到除塵器的運行費用。
選取合適的濾料,我們主要考慮以下問題:
1) 煙氣溫度:溫度是選擇濾料的首要考慮因素,包含連續使用溫度和瞬間波動溫度。
2) 煙氣的化學成分:煙氣的酸堿性及水分含量的高低,將直接影響濾袋的結露與否,并影響濾料的耐腐蝕性能及使用壽命。
3) 煙塵的濃度及粒徑:特別影響濾料的克重及表面處理方式。
4) 煙塵的附著力及凝聚性:影響清灰效果。
5) 集塵效率:影響濾料的針刺纖維粗細(旦數)及濾料的品種。
6) 清灰方式:不同的清灰方式影響濾料的克重、厚度、品種。
7) 用戶的價位及使用壽命要求。
根據除塵器技術附件的要求可選用的濾料基本上有如下四種:
Ⅰ、聚四氟乙烯(PTFE)針刺氈:
該材料化學性質穩定,幾乎不受任何酸、堿物質的侵蝕,使用溫度可達250℃/280℃(連續/瞬間),而且極易清灰,非常適應電廠鍋爐塵氣的治理,是第一優選濾料。但該濾料的價格較高(約100美元/米2),除塵設備的一次投資較大,一般用戶很難接受。
Ⅱ、氟美斯(FMS)針刺氈:
該材料是玻璃纖維與PPS、P84、N0MEX等的物理復合濾料,該材料價格相對較低(約90-140元/米2),使用溫度可達260℃,不受鍋爐溫度變化的影響;組成濾料的纖維經過一定的化學處理,也可處理鍋爐燃燒尾氣 。但由于其主要成分為玻璃纖維,抗折性能較差,致使濾料的使用壽命(一般小于1年)較短,過濾精度(除塵效率)較差。因此,該濾料僅可作為一種短期行為采用。另外,由于國內廠家的不規范競爭以及沒有有效的制造檢測標準,該濾料質量非常參差不齊,現在鍋爐上基本沒有采用。
Ⅲ、聚苯硫醚針刺氈:
聚苯硫醚(PPS)濾料是由東洋紡生產的Procon或東麗公司生產的Torcon材料制成,是一種耐強酸、耐強堿、耐有機溶劑、耐水解性能出色的化學材料,而且在耐化學藥品性方面僅次于PTFE。在所有溶質中都不溶解,不可能受水解侵蝕,其纖維生產由熔化-織-工藝組成。該材料熔點為286℃,臨界氧指數(LOI)為34。因此,具有很強的難燃性和耐水解性。常見的商品有Ryton(萊通、萊頓)、Procon等。
在技術參數中經常提到PPS纖維能夠在190℃下連續工作并且可耐200℃的瞬間溫度。但這些數值只代表在實驗室的理想條件下所可能達到的溫度,我們只能把它看作表示纖維特性的指標。在實際的操作過程中,煙氣的化學攻擊迫使我們在低的多的溫度下使用PPS纖維。
在給定的煙氣成分下,我們首先要確定最高的持續溫度。第二,發生意外的最高溫度必須納入考慮范圍。評價整體瞬間高溫對過濾介質的損害必須不僅要考慮到溫度,還要考慮高溫的持續時間和發生次數。
活躍的氧能夠攻擊PPS分子中的S鍵并與之結合。后果表現為PPS纖維變成深棕色且變脆。在最嚴重的氧化反應下,纖維層會裂開并與基布分離。大氣中氧氣的含量是21%,但在室溫下氧化反應很慢,不能對PPS造成傷害。一旦溫度上升到100℃,PPS就只能承受更低的氧氣含量了。由于PPS容易氧化,因此必須考慮氧化劑的成分。根據Arrhenius規則,操作溫度每升高10度,化學反應速度就會增加一倍。這會使濾袋使用壽命明顯縮短。由于PPS易氧化,因此不僅需要限制它的持續使用溫度,同時需要限定瞬間溫度,過高的溫度會使纖維產生熱氧化過程。
PPS針刺氈常用的化學處理方式有:
CS17 防水防油處理
CS18 表面涂抹PTFE泡沫
CS30 防火花處理
CS31 防火花防水防油處理
聚苯硫醚纖維可用于生產煙氣過濾用的針刺氈。由于該材料出色的化學性能,可以勝任氣體成分復雜的場所。如工業窯爐、工業鍋爐的煙氣除塵,其典型的應用條件如下:
溫度 ≤190℃(連續)
<200℃(峰值)
O2 ≤10%(V/V)
H2O 無限制(不包括液態水)
SO2 2500ppm
NOx 500ppm
同時,在濾料的制造廠家上,我們選用著名專業制造廠家無錫必達福(BWF)或上海博格生產的濾料,其纖維全部進口,而且基布和纖維全部由PPS制成,無任何其他成分。同時,其針刺氈生產設備及工藝、檢測全部為進口設備。同時,濾袋的制作上,長度方向無任何縫線,提高了濾袋的的強度。
綜上所述,PPS從性能價格比來分析,適合工業鍋爐的煙氣除塵。加之在除塵器設計過程中,我們充分考慮了高溫(旁路)、密封、降低氧氣含量(不采用冷風降溫、不采用水噴淋降溫)等限制PPS使用壽命的不利因素,該過濾材料是電廠鍋爐尾氣除塵的較理想濾料。
其技術指標如下:
a. 織布 聚苯硫醚
基布 聚苯硫醚
b. 克重: 550g/m2
c. 厚度: 2.0mm
d. 密度: 0.33g/cm3
e. 空隙體積: 76%
f. 斷裂強度(縱向): 83N/200*50mm
g. 斷裂強度(橫向): 141N/200*50mm
h. 使用溫度(連續): ≤190℃
i. 使用溫度(瞬間): 200℃
j. 透氣量: 150L/ dm min@200 Pa
k. 190℃下熱收縮率: <1%
l. 斷裂伸長(縱向): 27%
M. 斷裂伸長(橫向): 32%
N. 表面處理:熱定型、單面砑光、防油防水處理
因而,本案濾料我們根據除塵器運行環境和介質情況選用無錫必達福(BWF)或上海博格生產的優質聚苯硫醚針刺氈:PPS/PPS551CS17、聚苯硫醚,耐溫190℃瞬間200℃,單位重量≥550g/㎡。
此濾袋為表面過濾型濾料,不覆膜,而且經過防水防油處理,能清灰徹底,減少了粉塵在濾袋表面形成粉層后板結的可能;濾料壽命長,加上我們在除塵器結構方面的改進,保證了濾料30000小時的正常使用壽命。布袋在保值期內失效率<0.5%。布袋在壽命期內失效率<1%。
布袋底部采用三層包邊縫制,無毛邊裸露,底部采用加強環布,濾袋合理剪裁,盡量減少拼縫。拼接處,重疊搭接寬度不小于10mm,提高袋底強度和抗沖刷能力。同時濾袋底部距離進風口的水平距離、設備進風導流系統的設計與濾料的使用壽命有著極大的關系。我公司設計生產的設備充分考慮了這些內容,保證除塵器正常運行。