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表1 高温烟气来源含尘气体特性
总之,高温气体除尘是在高温条件下直接在高温端进行气固分离,实现气体净化的一项技术,它可以最大程度地利用气体的物理显热、化学潜热和动力能以及最有效地利用气体中的有用资源,同时,必须对PM5或PM2.5以下的超细颗粒物能进行有效的捕集和清除,达到环保标准出口浓度10mg/Nm³~50mg/Nm³以下和后续热能利用工艺的要求。最有潜力能解决上述问题的高温除尘技术当首选高温烟气过滤除尘技术。因此,高温烟气过滤理论和技术不仅属于挑战性强且亟需开发的科技难关,也成为电力、能源和相关加工工业的研究热点,也是过滤行业的重要研究课题,更是国内外跨世纪的高新技术。
3 高温烟气用过滤纤维介质应用现状
高温过滤除尘技术是近几年以来在颗粒物捕集方面最具发展前途的技术之一。过滤介质是高温过滤技术的核心,可称为“心脏”。过滤介质的好好直接影响过滤效果以及过滤寿命。过滤单元根据过滤材料是否由纤维或颗粒组成可进行相应分类,即过滤纤维材料和颗粒层过滤材料。长期以来,这项技术在电厂除尘技术推动下不断前进,但焦点也开始转向化工和过程处理工业。高温过滤技术目前主要是纤维过滤。当前主要指耐高温纤维过滤。纤维状材料具有比表面积大的优点,因而就具有较低的压降和较高的过滤效率。因此,纤维过滤被得到广泛关注和使用。
由于工作温度高、气体腐蚀性强等特点,对高温气体除尘用过滤材料有很高的要求。过滤材料必须满足过滤特性、使用寿命、价格等方面的要求。目前,天津工业大学研究机构认为P84(聚酰亚胺纤维)、Basofil(三聚氰胺纤维),PPS(聚苯硫醚纤维),Nomex(间位芳香族聚酰胺纤维)为四种高性能耐高温纤维。虽然PBO纤维(PBO是聚对苯撑苯并恶唑纤维(Poly-Phenylene benzobisthiazole)的简称)是20世纪有机和无机纤维中之最,具有十分优异的性能。纤维具有达到650/℃也不分解,1000/℃仅分解28%的热氧化稳定性。耐老化,超高强度。可以加工成高温过滤滤材。但由于纺丝技术没有大的突破和价格昂贵等特点,并没有产业化和工程化实际应用案例。
实际使用的在高温端(200~300/℃)适用的纤维有P84,聚四氟乙烯(PTFE)及玻璃纤维等。特殊高温端(大于300℃),可选用的纤维有陶瓷纤维、碳纤维、高硅氧纤维及玄武岩纤维等。目前,国内外的经验表明能适应200℃以下工作温度过滤材料主要有P84(聚酰亚胺纤维),PTFE(聚四氟乙烯纤维),CF(CeramicFiber,陶瓷纤维),BF(玄武岩纤维)等。
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