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近年來,霧霾天氣頻繁襲擊我國大部分地區,PM2.5也成為大家耳熟能詳的名詞。從NASA公布的一張PM2.5污染地圖來看,全球細顆粒物污染最嚴重的地區為北非及我國的華北、華東和華中地區,我國大部分地區細顆粒物年均濃度接近80微克/立方米,約為世界衛生組織規定的安全值(年均10微克/立方米)的8倍,空氣污染形勢嚴峻。
全球PM2.5污染地圖(2001-2016)
Source:NASA
目前我國工業污染是 PM2.5的最大來源,其中水泥制造、燃煤電站和鋼鐵冶金更是工業污染源中的三大殺手,因此治理PM2.5,工業除塵不可忽視。
PM2.5的來源
Source:IPE
然而工業除塵并非易事,這是因為工業煙塵溫度較高,且常常含有酸性、堿性氣體,對應用于工業除塵的技術、材料有較高要求。目前工業除塵主流的技術有兩種,分別是靜電除塵、袋式除塵;在此二者基礎上又衍生出了電袋復合除塵。
三種除塵器技術經濟性能比較
Source:《工業煙塵廢棄中PM2.5的除塵技術概述》,廣發證券
目前我國電除塵技術已達到應用成熟階段,袋式除塵技術正處于快速發展時期,但是隨著國家對工業煙氣污染控制要求不斷提高,電除塵技術已經不能完全滿足要求,采用袋式除塵技術和電袋復合除塵替代電除塵技術已經成為主流。
袋式除塵作用機理:利用特種纖維制成濾袋,將含塵氣體噴入濾袋中,用濾袋過濾和捕集粉塵,過濾效果取決于濾袋的質量。
袋式除塵器內部結構示意圖
Source:三維絲招股書
濾袋
Source:三維絲招股書
袋式除塵器的過濾作用是通過濾料實現,可以通過配備耐常溫(130℃以下)、耐高溫(130℃以上)、耐腐蝕、拒水防油、防燃防爆、長壽命(2~4年)等不同性能的各種濾袋來實現不同的過濾效果,袋式除塵技術的變化與革新與濾料的變革也具有較強的相關性。
目前,國內外用于煙氣治理的高溫濾料纖維主要有PPS(聚苯硫醚)、Nomex(芳香族聚酰胺)、 P84(聚酰亞胺)、PTFE(聚四氟乙烯)、玻璃纖維及PSA(芳砜綸)纖維等,實際應用中往往采用多種纖維配合。制作工藝有針刺氈、表面覆膜、乳液浸漬等,能達到表面過濾、梯度過濾的效果,不僅提高了粉塵捕集能力,而且減少了壓力損失,易于清灰,節約能耗。
耐高溫纖維濾料性能總結表
PPS | P84 | PTFE | 間位芳綸 | 芳砜綸 | 玻璃纖維 | |
過濾效果 | 好 | 最佳 | 好 | 好 | 好 | 一般 |
使用壽命 | 較短 | 較長 | 最長 | 較長 | 較長 | 最短 |
耐溫性能 | 較好 | 最佳 | 較好 | 較好 | 較好 | 好 |
耐酸堿 | 好 | 耐酸好、耐堿差 | 最好 | 一般 | 一般 | 好 |
耐氧化性 | 差 | 好 | 好 | 差 | 差 | 好 |
耐折性 |