近年来,雾霾天气频繁袭击我国大部分地区,PM2.5也成为大家耳熟能详的名词。从NASA公布的一张PM2.5污染地图来看,全球细颗粒物污染最严重的地区为北非及我国的华北、华东和华中地区,我国大部分地区细颗粒物年均浓度接近80微克/立方米,约为世界卫生组织规定的安全值(年均10微克/立方米)的8倍,空气污染形势严峻。
全球PM2.5污染地图(2001-2016)
Source:NASA
目前我国工业污染是 PM2.5的最大来源,其中水泥制造、燃煤电站和钢铁冶金更是工业污染源中的三大杀手,因此治理PM2.5,工业除尘不可忽视。
PM2.5的来源
Source:IPE
然而工业除尘并非易事,这是因为工业烟尘温度较高,且常常含有酸性、碱性气体,对应用于工业除尘的技术、材料有较高要求。目前工业除尘主流的技术有两种,分别是静电除尘、袋式除尘;在此二者基础上又衍生出了电袋复合除尘。
三种除尘器技术经济性能比较
Source:《工业烟尘废弃中PM2.5的除尘技术概述》,广发证券
目前我国电除尘技术已达到应用成熟阶段,袋式除尘技术正处于快速发展时期,但是随着国家对工业烟气污染控制要求不断提高,电除尘技术已经不能完全满足要求,采用袋式除尘技术和电袋复合除尘替代电除尘技术已经成为主流。
袋式除尘作用机理:利用特种纤维制成滤袋,将含尘气体喷入滤袋中,用滤袋过滤和捕集粉尘,过滤效果取决于滤袋的质量。
袋式除尘器内部结构示意图
Source:三维丝招股书
滤袋
Source:三维丝招股书
袋式除尘器的过滤作用是通过滤料实现,可以通过配备耐常温(130℃以下)、耐高温(130℃以上)、耐腐蚀、拒水防油、防燃防爆、长寿命(2~4年)等不同性能的各种滤袋来实现不同的过滤效果,袋式除尘技术的变化与革新与滤料的变革也具有较强的相关性。
目前,国内外用于烟气治理的高温滤料纤维主要有PPS(聚苯硫醚)、Nomex(芳香族聚酰胺)、 P84(聚酰亚胺)、PTFE(聚四氟乙烯)、玻璃纤维及PSA(芳砜纶)纤维等,实际应用中往往采用多种纤维配合。制作工艺有针刺毡、表面覆膜、乳液浸渍等,能达到表面过滤、梯度过滤的效果,不仅提高了粉尘捕集能力,而且减少了压力损失,易于清灰,节约能耗。
耐高温纤维滤料性能总结表
PPS | P84 | PTFE | 间位芳纶 | 芳砜纶 | 玻璃纤维 | |
过滤效果 | 好 | 最佳 | 好 | 好 | 好 | 一般 |
使用寿命 | 较短 | 较长 | 最长 | 较长 | 较长 | 最短 |
耐温性能 | 较好 | 最佳 | 较好 | 较好 | 较好 | 好 |
耐酸碱 | 好 | 耐酸好、耐碱差 | 最好 | 一般 | 一般 | 好 |
耐氧化性 | 差 | 好 | 好 | 差 | 差 | 好 |
耐折性 |