介紹了水泥行業的爐窯等高溫煙氣除塵工況對濾料技術要求，分析了聚四氟乙烯微孔薄膜與各種針刺氈復合濾料性能特點。指出聚四氟乙烯微孔薄膜復合濾料能夠滿足在水泥行業等高溫腐蝕性煙氣除塵工程的使用要求，具有較為廣闊的應用前景。

　　我國水泥產量持續增長，連續22年產量居全球第一，技術不斷進步，廣泛采用新型干法水泥窯技術，為節能減排所作的貢獻受到社會贊譽。以2007年為例，全國關停立窯生產企業520家，淘汰立窯水泥熟料與上年相比增長17%，粉塵污染物排放量得到一定程度抑制。日產能4000，5000，10000t規模的生產線，全線采用袋式除塵器已不鮮見，處理風量為幾十萬m3/h到數百萬m3/h的袋式除塵器在水泥生產企業已不稀罕，特別是窯尾高溫煙氣也已采用袋式除塵器，發展勢頭令人鼓舞。

　　但是隨著我國經濟發展和人們生活質量期望值的提高，《國家環境保護“十二五”規劃》、水泥行業“十二五”規劃出臺及新的《環境空氣質量標準》(GB3095—2012)實施，對水泥行業的除塵要求愈來愈高，從宏觀層面看，水泥行業的節能減排任務依然十分艱巨。

1、水泥行業除塵的濾料技術

　　水泥工藝的含塵氣體參數差異較大，其中窯尾排放的煙氣由于高溫以及含塵濃度、粉塵粒徑、含濕量以至于風量有較大的變化波動范圍，還含有SOx、NOx等有害腐蝕性氣體。因此用于窯尾的袋式除塵器濾料的選用要充分考慮到耐溫耐濕、耐腐蝕、抗氧化、耐水解等綜合性能，要從粉塵和氣相污染物的排放限值，一次投資和經常運行費用，使用壽命的比較加以確定，在這一方面已有不少工程技術人員作過研究，并積累了不少頗為有益的經驗。

　　由于我國水泥生產規模龐大，對濾料的需求量十分可觀。例如5000t/d熟料生產線的窯尾處理風量約100萬m3/h，10000t/d的窯尾處理風量則達約200萬m3/h，所用濾袋的一次投資和經常費用不能小視，從全國規模考慮，濾料有其使用合理、可靠、經濟性的意義不言而喻。

　　1.1、玻璃纖維濾料

　　水泥煙氣除塵用玻璃纖維濾料已有較長歷史。這是由玻璃纖維的性能和國家社會經濟發展水平決定的。玻璃纖維有諸多優良性能，主要是抗拉強度較高、耐高溫、耐腐蝕、幾何尺寸穩定、表面光滑、價格相對便宜。其缺點是抗折性能差，這是玻纖用于濾料的一個致命性缺點。

　　1.2、聚四氟乙烯纖維

　　聚四氟乙烯(PTFE)由于優異性能，得到廣泛應用。可以毫不夸張地說，PTFE的使用水平一定程度上反映了該國的技術經濟發展程度。

　　PTFE的主要優異性能有：良好的耐溫性能(正常使用溫度為-250～260℃，瞬時可承受290℃高溫)和耐濕性能，極其穩定的化學物理性能，耐強酸、強堿、油脂、酮、醚等侵蝕，能耐王水腐蝕，被譽為“塑料之王”;物理力學性能好，靜摩擦系數在塑料中為最小，自潤滑性能優良;不吸水，不被水解;對氧作用的極其穩定性，即抗氧化能力極強;阻燃性好，極限氧指數(LOI)高達95%以上。

　　1.3、聚苯硫醚(PPS)

　　PPS有良好的性能，化學物理穩定性好，能耐酸堿腐蝕，與其他高性能濾材相比，價格不是很高。其一個主要缺點是抗氧化能力較差，使用壽命受到人們的質疑。

　　1.4、聚酰亞胺(P84)

　　P84的性能優良，是一種公認的高性能濾料，但是其耐水解能力較差，此外價格昂貴。在工程使用上受到一定的限制。

　　國內外廣泛應用的P84、PPS、PTFE和玻璃纖維等的性能各有特點，但是綜合看，PTFE的優點更突出。例如正常使用溫度，PTFE明顯高，抗酸堿腐蝕性能明顯要好。水泥行業窯尾等高溫煙氣除塵目前采用PPS濾料居多，但是其對氧化劑(例如O2)敏感，抗氧化性能還不夠。而P84則耐水解能力較低。濾料的抗氧化和耐水解在工程實際使用有十分重要的意義。抗氧化是濾料介質對因受氧元素作用可能發生的氧化可承受能力。對PPS，在氧過量的煙氣中，如有大量的氧存在，其能夠攻擊PPS分子中的硫(S)鍵，并與之結合生成硫氧化物(SOx)，使PPS纖維顏色變深變脆，強度降低。因此，在有較多氧的氣氛中，PPS濾料的使用要謹慎。

　　以聚縮型聚合體加工成的合成纖維不耐水解，在水泥行業，特別是機窯頭尾、烘干裝置的尾氣等，如用P84等就有可能出現水解。所用的濾料不僅要能耐高溫、腐蝕，又要能耐水解或抗氧化，或同時具備。

2、復合濾料的開發及應用

　　PTFE有塑料之王的美稱，其性能之優異已為工程技術界共識，在燃煤電站鍋爐、垃圾焚燒、水泥行業機窯的煙塵除塵已得到成功應用，但是相對于玻璃纖維價格較高。玻璃纖維也具有相當優良的性能，這2種纖維的技術性能和經濟性向我們提出了這樣的思路：能否將這2種纖維復合，以盡可能提高其性價比。國外公司已有此種復合濾料的產品。國內生產廠家也進行了研發，并已成功研發這種具有高性能的復合纖維，而且性價比與國外公司產品相比明顯高。

　　2.1、PTFE/玻纖復合濾料

　　其優點：

　　①PTFE纖維的使用溫度高，長期使用為260℃，瞬時能承受280～290℃的高溫，與玻璃纖維的使用溫度大致匹配，即兩者的耐高溫性能同時相得益彰;

　　②PTFE纖維的橫斷面呈近似六邊形，比表面積增加，較圓形斷面的纖維表面積增加近60%，即此種纖維表面捕集灰塵微粒的效應強，可充分提高除塵效率，而玻璃纖維的斷面為圓形，此2種纖維的復合可避免玻纖圓形斷面的相對弊端;

　�、跴TFE纖維由于其橫斷面為近似六邊形，且表面不像玻纖那樣光滑，有較好的抱合纏繞力。玻纖表現相對光滑和圓形橫斷面所帶來的抱合粘合力較差的缺點得以彌補。當然這還要由特定的工藝條件保障。玻璃纖維表面還需經必要的改性處理;

　　④PTFE長纖維與玻纖復合可以機織成布，也可以采用一定的工藝過程切斷成短纖維，經開松、梳理、針刺等多道工藝成氈，最后加工成濾袋�？p紉用線為PTFE縫紉線。

　　2.2、PTFE微孔薄膜覆膜濾料

　　PTFE微孔薄膜是一種具有很多微孔，且孔徑可達亞微米至幾微米的、且較均勻的一種高分子膜。從電鏡掃描(SEM)照片(見圖1)可以看出，這種膜是由縱橫交錯的纖維構成的三維結構膜，具有PTFE固有的一切優異特性。

圖1 PTFE微孔薄膜電鏡照片

　　膜分離技術是一種新型的分離技術，其應用十分廣泛。膜分離技術既可用于氣相成分分離，也可用于氣固兩相分離，除塵是氣固兩相分離技術的實際應用。

　　作為過濾介質，PTFE薄膜必須滿足的基本條件是具有多孔性，即有足夠大的空隙率，從而能憑借篩分、攔截、擴散和慣性碰撞、以至靜電效應等多種捕集機理實現氣固分離。分離效率與微孔薄膜的幾何結構、孔徑、固相微粒物性參數、氣相物性參數和流動特性參數(包括雷諾數Re)等多種因素有關，這一方面已有許多經實際使用效果驗證的研究成果發表。

　　覆膜濾料能實現表面過濾，代替未覆膜濾料的深層過濾(見圖2)，從而使除塵效率提高一個數量級，而濾料的阻力可降低15%～25%，是一種當之無愧的節能環保產品。應當說明，深層過濾濾料的運行阻力隨使用時間而增加，覆膜濾料的運行阻力經不長時間即保持定長，盡管初期短時間其阻力略高于未覆膜濾料(見圖3)，此外覆膜濾料因清灰容易，剝離率高，可降低清灰脈沖頻率，延長脈沖周期，可節省脈沖氣用量。此外，脈沖閥是以脈沖累計使用次數為其壽命的判斷依據，脈沖周期的延長即表明增長了脈沖閥壽命，增加了除塵器的運行可靠性。以上的分析說明，覆膜濾料從另一角度節省袋式除塵器所需的資源和能源，延長了濾袋壽命，提高了設備可靠性。

圖2 表面過濾和深層過濾示意圖

圖3 覆膜與未覆膜濾料的運行阻力示意圖

3、結束語

　　(1)PTFE有極好的耐酸堿腐蝕、耐高溫、耐高濕、耐水解和抗氧化的優異性能，水泥行業爐窯和電站燃煤鍋爐、垃圾焚燒等的煙氣除塵領域具有廣泛的應用前景。

　　(2)復合濾料綜合具有單一濾料的優點，PTFE/玻纖復合濾料具有一定的優勢。

　　(3)袋式除塵器是控制粉塵的重要設備，濾料是其核心技術，選用時，要綜合考慮技術經濟因素，對特殊氛圍、工況苛刻的煙氣必須選用高性能濾料，例如PTFE。

　　(4)PTFE薄膜具有優異性能，其覆膜得到的濾料是重要的節能減排產品。國內技術已和國外先進技術水平相當。