高溫脈沖袋式除塵器有許多優(yōu)點:可減少過濾前冷卻氣體的設(shè)備投資和運用費用,減少用 于降溫的稀釋氣流凈化;可避免結(jié)露引起的設(shè)備腐蝕;減少維護費和延長設(shè)備使用壽命;處理 過程簡單;減少投資、安裝、維護費用和便于回收有價值物料。能用于高溫煙氣過濾的纖維過 濾材料主要有金屬纖維、石墨纖維和陶瓷纖維。
高溫脈沖袋式除塵器濾料
設(shè)計高溫脈沖袋式除塵器要解決四個方面問題,即結(jié)構(gòu)問題、淸灰問題、濾料問題和密封 問題。其中主要是濾料問題。
1.金屬纖維濾料
(1)技術(shù)通用性金屬纖維一般為多晶結(jié)構(gòu),但鎢絲為單晶所構(gòu)成。因組成的材料不同, 物化性能有所差異。金屬纖維一般具有耐高溫、較高的強度和良好的導(dǎo)電性能。不銹鋼絲可以 混紡在紡織品中以消除靜電,用不銹鋼絲織成過濾布,燒結(jié)金屑纖維氈可用作氣體的過濾 材料。
燒結(jié)不銹鋼絲金屬纖維是在溫度550?600*0下燒結(jié)而成為半剛性的過濾單元?能承受近 600C的髙溫。不銹鋼纖維很長,直徑1?30Mm。纖維隨機排列形成一定厚度的過濾層。它有 很高的孔隙率、較低的阻力和很高的容塵負荷。其性價比優(yōu)于紡織和無紡不銹鋼纖維濾料。
(2)制造方法金屬纖維可用線材拉伸法、熔紡法、粉末冶金法、薄膜切割法等多種方法 來生產(chǎn)。線材拉伸法是的方法,各種金屬纖維幾乎都可以用此種方法生產(chǎn)。這種方法是 用線材為原料直接進行拉伸,得到纖維。但生產(chǎn)直徑小于100pm或更細的纖維時,由于生產(chǎn) 成本的提高和線材斷裂等問題,此法受到限制,如要生產(chǎn)直徑為10pm或更細的金屬纖維時, 則將核心線材裝進護套或基體之中,護套和基體是一種具有延伸性的材料,用拉伸法將整個絲 條拉延到預(yù)定的橫截面,再將護套或基體材料用侵蝕劑除掉。熔紡法是先將金屬加熱熔融,然 后將熔體從成形模中噴射出來,施以氣體的壓力或離心力以加快成形的速度,使金屬纖維維持 足夠的長度。粉末冶金法用于那些熔點很高的難熔金屬,先將這種金屬加工成粉末,然后使用 某種黏合劑,在高溫下通過適當?shù)膲耗D壓,再進一步壓實或燒結(jié)成纖維。
2.陶瓷纖維濾料
(1)技術(shù)性能陶瓷纖維技術(shù)性能如表6-7所列。
早期的硅鋁陶瓷纖維同傳統(tǒng)的紡織和無紡纖維一樣做成濾料。20世紀70年代研制出陶瓷 紡織纖維,纖維成分含鋁、硼和硅。' 經(jīng)過近30年的不斷改進,其新一代陶瓷紡織纖維濾袋可 承受近800X:的髙溫。目前,陶瓷紡織纖維濾袋已在許多髙溫煙氣凈化中使用。盡管陶瓷紡織 纖維濾袋在性能上有很大改進,但這種陶瓷濾料的問題是纖維很脆,易斷。
(2)制造方法如下
①化學(xué)氣相反應(yīng)(CVR)法。它是以B203為原料,經(jīng)熔紡制成B203纖維,再于較低濃 度氨氣中加熱,使^03與氨氣反應(yīng)生成硼氨中間化合物,再將這種晶型不穩(wěn)定的纖維在張力 下進一步在氨氣或氨與氮的混合氣體中加熱至1800TC,使之轉(zhuǎn)化為BN纖維,其強度可高達 2. IGPa,模量 345GPa。
②化學(xué)氣相沉積(CVD)法。即將鎢芯硼纖維氮化而成,首先將硼纖維加熱至560t進 行氧化,再將氧化纖維置于氨中加熱至1000?1400X:,反應(yīng)約6h即可制得BN纖維。
③有機前軀體法。由聚硼氮烷熔融紡絲制成纖維后,進行交聯(lián),生產(chǎn)不熔化的纖維,再 經(jīng)裂解制成纖維。
Si3N4纖維有兩種制法:①以氣硅烷和六甲基二硅氮烷為起始原料,先合成穩(wěn)定的氫化聚 硅氮烷,經(jīng)熔融紡絲制成纖維,再經(jīng)不熔化和燒制而得Si3N4纖維;②以吡啶和二氣硅烷為原 料,在惰性氣體保護下反應(yīng)生成白色的固體加成物,再在氮氣中進行氨解得到全氫聚硅氮烷, 再于烴類有機溶劑中溶解配制成紡絲溶液,經(jīng)干法紡絲制成纖維,然后在惰性氣體或氨氣中于 1100?12001溫度下進行熱處理而得氮化硅纖維。
SiBN3C纖維也是采用聚合前軀體法生產(chǎn)的,是的陶瓷纖維,起始原料為聚硅氮烷, 經(jīng)熔融紡絲、交聯(lián)、不熔化和裂解后而得纖維產(chǎn)品。
SiC)2纖維主要是通過與制備高硅氧玻璃纖維一樣的工藝制得的,先制成玻璃料塊,再進 行二次熔化,用鈾金坩堝拉絲爐迸行熔融紡絲,溫度約1150X:,得到纖維或進一步加工成織 物等成品后用熱鹽酸處理,除掉B203HNa20成分,再燒結(jié)使纖維中Si02的質(zhì)量分數(shù)達到 95%?99%,另外,還有以Si02為原料,配置成高黏度的溶膠后進行紡絲,得到前軀體纖維,再加熱至lOOOt,便可制得純度為99. 999%的石英纖維。此外,還可用石英棒或管用氫 氧焰熔融拉成粗纖維,再以恒定速度通過氫氧焰或煤氣火焰高速拉成直徑為4?l(Vm的連續(xù) 纖維,Si02含量為99.9%,
3.玄武巖纖維濾料
玄武巖濾料主要由Si02、A1203、Fe203, CaO、MgO、K20、Ti02等多種氧化物陶瓷成 分組成。
(1)技術(shù)性能玄武巖纖維的密度2.65g/Cm3,拉伸長度4100?45000MPa,研制強度可 達4840MPa,模童為225GPa,皆優(yōu)于E-玻纖和S?玻纖,軟化點9601:,使用溫度為 900X:,在70X;的溫水中其強度可保持1200h,而一般玻纖只有200h,伸長率為3.1%,單絲 直徑為7?17Mm,熱導(dǎo)率為0.031?0.038W/(m ? K),燒結(jié)溫度1050*C,在400"C下的強度 保持率為82%,電阻率為lX10l2fl ? cm,介電損耗角正切(在1MHz頻率下)為0.005,比 E-玻纖低50%,耐熱介電性能,耐酸、減性也比玻纖好,隔熱、隔音性能也好,對電磁 波可反射或吸收,屏蔽性好。與樹脂復(fù)合時,其黏合強度比玻璃纖維和碳纖維高,可以碳纖維 制成混雜復(fù)合材料,使其抗拉強度、模蛩和其他性能都得到明顯提高。其耐髙溫、抗燃性優(yōu) 良,過濾凈化特性突出。玄武巖針刺氈性能如表6-8所示。
(2)制造方法首先將玄武巖礦石破碎至50imn大小,然后將它投入專用的池窯中,在 1450?1500"C溫度下熔融,再將熔體導(dǎo)人熔融槽并用鉑銠噴絲板紡成直徑9?15Mm、長度無 限的玄武巖連續(xù)長絲,每次可制成200?400條細絲,冷卻后在細絲上涂覆油劑,以保持其柔 軟性,然后將該長絲繞在收絲機上,擺紗并制成所要求線密度的絲束,干燥后經(jīng)質(zhì)檢、包裝而 得連續(xù)長絲產(chǎn)品。若要生產(chǎn)短切纖維,則將絲束切斷成所需長度的短纖成品。此外,還可通過 熔噴法生產(chǎn)超細的玄武巖非織造布。