袋式除塵高溫濾料大匯總

  近年來，霧霾天氣頻繁襲擊我國大部分地區(qū)，PM2.5也成為大家耳熟能詳?shù)拿~。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(qū)為北非及我國的華北、華東和華中地區(qū)，我國大部分地區(qū)細顆粒物年均濃度接近80微克/立方米，約為世界衛(wèi)生組織規(guī)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(yè)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(yè)污染源中的三大殺手，因此治理PM2.5，工業(yè)除塵不可忽視。

  PM2.5的來源

  Source：IPE

  然而工業(yè)除塵并非易事，這是因為工業(yè)煙塵溫度較高，且常常含有酸性、堿性氣體，對應(yīng)用于工業(yè)除塵的技術(shù)、材料有較高要求。目前工業(yè)除塵主流的技術(shù)有兩種，分別是靜電除塵、袋式除塵；在此二者基礎(chǔ)上又衍生出了電袋復合除塵。

  三種除塵器技術(shù)經(jīng)濟性能比較

  Source：《工業(yè)煙塵廢棄中PM2.5的除塵技術(shù)概述》，廣發(fā)證券

  一、袋式除塵——工業(yè)除塵的主流技術(shù)

  目前我國電除塵技術(shù)已達到應(yīng)用成熟階段，袋式除塵技術(shù)正處于快速發(fā)展時期，但是隨著國家對工業(yè)煙氣污染控制要求不斷提高，電除塵技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足要求，采用袋式除塵技術(shù)和電袋復合除塵替代電除塵技術(shù)已經(jīng)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(zhì)量。

  袋式除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

  Source：三維絲招股書

  二、高溫濾料——袋式除塵的核心材料

  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(xiàn)，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(xiàn)不同的過濾效果，袋式除塵技術(shù)的變化與革新與濾料的變革也具有較強的相關(guān)性。

  目前，國內(nèi)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(yīng)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(jié)約能耗。

  三、主要高溫濾料介紹

  1、聚苯硫醚（PPS）——目前應(yīng)用最廣的高溫濾料

  簡介：聚苯硫醚纖維，具有穩(wěn)定的化學性質(zhì)、較高的熔點（285℃）和優(yōu)異的耐熱性，其阻燃性、耐化學藥品性和穩(wěn)定性也極其出眾，主要用在市政廢物焚燒爐、公用工程鍋爐、燃煤鍋爐、醫(yī)院焚燒爐、熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐上的脈沖袋濾器，是目前應(yīng)用最廣的高溫濾料。

  PPS纖維及PPS纖維濾袋

  從全球來看 2012 年 PPS 主要運用在汽車領(lǐng)域，日本 PPS 的33%、歐洲 PPS 的 50%都消費在該領(lǐng)域。我國消費結(jié)構(gòu)則以環(huán)保產(chǎn)業(yè)（過濾袋）為主，占比 30%左右，汽車零部件和電子電工產(chǎn)業(yè)緊接其后。

  主要生產(chǎn)企業(yè)：

  國內(nèi)與PPS相關(guān)上市企業(yè)有三維絲、新和成、旭光高新。其中旭光高新為全球產(chǎn)能最大的 PPS 樹脂生產(chǎn)商。

  海外 PPS 生產(chǎn)集中在美國（康菲石油）、日本（東麗工業(yè)、吳羽化工、迪愛生、出光興產(chǎn)、德國（拜耳集團），其中日本PPS產(chǎn)能產(chǎn)量均居世界第一。

  2、聚酰亞胺纖維（P84）——耐溫等級最高的除塵材料

  簡介：聚酰亞胺纖維，又稱芳酰亞胺纖維，是有均苯四酸二酐和芳香族二胺聚合得到聚酰胺酸預(yù)聚體，再通過溶液紡絲而制得的高性能纖維。

  聚酰亞胺纖維最早由奧地利蘭精公司開發(fā)，商品名“P84”。該壟斷性產(chǎn)品現(xiàn)隸屬于德國贏創(chuàng)，多用在除塵袋之中，素有“黃金絲”稱號。

  聚酰亞胺纖維綜合性能優(yōu)異，具有耐溫等級高、過濾性好、耐酸堿性等諸多優(yōu)勢，可用于水泥窯尾、垃圾焚燒、電廠等高溫環(huán)境。

  PI纖維及PI纖維濾袋

  另外，對于聚酰亞胺纖維產(chǎn)品來說，其具有獨特的纖維結(jié)構(gòu)——不規(guī)則葉片狀截面，比一般圓形截面增加了 80%的表面積，并帶來兩大優(yōu)點：

  1.增強了捕捉粉塵的能力；

  2.不規(guī)則的纖維截面因其內(nèi)應(yīng)力大小不同，分布不均勻而使纖維自然卷曲，而使纖維具有較強的抱合纏結(jié)力。因此在玻纖復合針刺氈中加入聚酰亞胺纖維，即使風速增大，氈層也不容易脫落。

  聚酰亞胺纖維截面圖

  主要生產(chǎn)企業(yè)：

  國外：德國贏創(chuàng)；

  國內(nèi)：長春高琦（深圳惠程控股）和江蘇奧神。

  3、聚四氟乙烯纖維——抗腐蝕性能最佳的除塵材料

  簡介：聚四氟乙烯纖維，國內(nèi)也稱“氟綸”。 最早由杜邦公司于 1953 年開發(fā)，1957年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。聚四氟乙烯纖維是以聚四氟乙烯為原料，經(jīng)紡絲或制成薄膜后切割或原纖化而制得的一種合成纖維。目前聚四氟乙烯纖維的生產(chǎn)方法主要有四種，包括乳液紡絲法、糊料擠出紡絲。

  聚四氟乙烯纖維繼承了聚四氟乙烯化學穩(wěn)定性好，使用溫度范圍廣，耐大氣老化，耐輻照，較低的滲透性等諸多優(yōu)點，主要用作高溫粉塵濾袋、耐強腐蝕性的過濾氣體或液體的濾材、泵和閥的填料、密封帶、自潤滑軸承、制堿用全氟離子交換膜的增強材料以及火箭發(fā)射臺的苫布等。

  PTFE纖維及PTFE濾袋

  聚四氟乙烯除塵濾袋有兩種形式：一種是聚四氟乙烯纖維覆膜于其他濾料（聚苯硫醚纖維、 P84聚酰亞胺纖維、玻纖等）制成的基布上，另一種是覆膜和基布均采用聚四氟乙烯纖維，加工制成針刺氈。100%聚四氟乙烯纖維濾袋的性能更佳。盡管性能優(yōu)越，但聚四氟乙烯纖維偏高的價格是制約其大范圍推廣的障礙。

  主要生產(chǎn)企業(yè)：

  國內(nèi)僅有幾家企業(yè)可以生產(chǎn)純聚四氟乙烯濾料（主要有上海凌橋保設(shè)備廠有限公司，上海大宮新材料有限公司、浙江戈爾泰斯環(huán)保特材科技有限公司等）；國外則以蘭精公司為主。

  4、芳綸纖維——用途最為廣泛的除塵材料

  簡介：芳綸纖維是一種高性能合成纖維，最早由杜邦公司開發(fā)，具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸堿、重量輕、耐熱阻燃等優(yōu)良性能，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。目前市場上已實現(xiàn)商業(yè)化的芳綸品種包括間位芳綸和對位芳綸，以及少量的改性產(chǎn)品芳綸II和芳綸III等。

  間位芳綸具有耐高溫、阻燃、絕緣性能，主要應(yīng)用于高溫防護服、電絕緣和高溫過濾領(lǐng)域。對位芳綸的應(yīng)用則主要利用其高強高模特點，應(yīng)用于個體防護、防彈裝甲、力學橡膠制品、高強纜繩、石棉替代品。

  Nomex纖維及Nomex纖維濾袋

  高溫除塵領(lǐng)域是間位芳綸最主要的消費市場。由于性價比與玻纖、PPS相比不占優(yōu)勢，芳綸纖維目前在高溫過濾行業(yè)的占有率僅為 5%左右。較之其他纖維，芳綸纖維濾袋突出的性能是其在高溫應(yīng)用環(huán)境下極低的收縮率， 250°C 環(huán)境下使用1000 小時仍能保持 1%的收縮率。

  主要生產(chǎn)企業(yè)：

  國際：美國杜邦、日本帝人等

  國內(nèi)：泰和新材、圣歐集團等

  5、芳砜綸簡介

  簡介：芳砜綸屬于對位芳綸系列，學名為聚苯砜對苯二甲酰胺纖維，它是一種在高分子主鏈上含有砜基（——SO2——）的芳香族聚酰胺纖維，為三元無規(guī)共聚物。

  芳砜綸是制作袋式除塵器配套濾袋的優(yōu)良材料，不僅耐熱性良好，而且還具有優(yōu)良的抗熱氧老化的穩(wěn)定性，熱收縮小，能保持良好的尺寸穩(wěn)定性以及良好的抗酸性能等，可在高溫下長期使用，非常適用于耐高溫濾料，價格相對P84、PPS、Nomex也較便宜。另外，芳砜綸的纖維摩擦系數(shù)小，用其制成的濾袋清灰容易；由于芳砜綸耐溫較高，因此可與PTFE（固化溫度260℃）熱壓粘合制成過濾效果好且穩(wěn)定的覆膜濾料。

  芳砜綸纖維濾袋

  主要生產(chǎn)企業(yè)：

  上海特安綸纖維

  6、玻璃纖維——最經(jīng)濟的高溫濾料材料

  簡介：玻璃纖維是一種傳統(tǒng)的過濾材料，也是中、高溫煙氣除塵中應(yīng)用最為廣泛的濾料。玻璃纖維按玻璃成分不同，可分為 C（中堿）玻璃纖維過濾材料和E（無堿）玻璃纖維過濾材料兩大類。

  玻璃纖維及玻璃纖維濾袋

  玻璃纖維耐高溫性能突出，可以在260℃ （中堿） /280℃（無堿）的溫度條件下長期工作。瞬間溫度可達350℃。強度高、伸縮率小，它的抗拉強度比其他各種天然、合成纖維都要高，優(yōu)良的耐腐蝕性能，能耐大部分酸（氫氟酸除外）的腐蝕。玻璃纖維表面光滑，過濾阻力小，有利于粉塵剝離。它不燃燒、不變形。經(jīng)過不同表面處理劑處理的玻璃纖維，具有柔軟、順滑、疏水、抗結(jié)露和收縮率低等優(yōu)點。玻璃纖維具有突出的尺寸穩(wěn)定性，拉伸斷裂強度高，耐腐蝕性強，表面光滑，憎水透氣，容易清灰，化學穩(wěn)定性好，因其價廉，當用戶要求低時，除塵設(shè)備制造廠也有采用玻璃纖維做脈沖袋濾器的。

  玻璃纖維主要生產(chǎn)企業(yè)：

  國外：歐文斯科寧、JohnsManville、PPG

  國內(nèi)：中國巨石、中材科技（收購泰山玻纖）和云天化（控股重慶國際）