針刺超亮面易清灰環(huán)保過濾材料產(chǎn)品的開發(fā)

(福建南紡股份有限公司，南平，353000)

袋式除塵器是利用濾料中的孔隙過濾原理實現(xiàn)氣固分離，以達(dá)到凈化空氣和回收濾物的目的。袋式除塵器除塵效率高。受污染的氣體通過袋式除塵器后，氣體中的煙塵和粉塵顆粒物會被濾袋捕集，其過濾效率可高達(dá)99.99%以上，粉塵排放濃度可達(dá)到10 mg/m3以下，從而實現(xiàn)大氣環(huán)境的治理。

1 清灰對濾袋使用性能的影響

淸灰效果是決定袋式除塵器使用性能的技術(shù)關(guān)鍵之一。淸灰正常，除塵系統(tǒng)才會穩(wěn)定、可靠地運行。淸灰不下或淸灰不徹底，則灰粉長時間累積會增加濾袋承重，增加運行阻力和能耗；同時，煙氣、煙塵中如SO2、SiO2、Fe2O3、CaO和MgO等無機物大量滯留在濾袋表面容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生酸性或堿性物質(zhì)腐蝕濾袋，影響濾袋使用壽命。

袋式除塵器的清灰方式主要分機械振動式清灰、脈沖噴吹清灰、反吹風(fēng)清灰、聲波清灰和聯(lián)合清灰五類，其中應(yīng)用最為普遍的是脈沖噴吹清灰。

2 清灰對濾料表面的要求

濾料的表面光滑程度對濾料的清灰效果和運行阻力有非常大的影響。在使用氣流反吹清灰的除塵器中，采用相同壓力、相同風(fēng)量的氣流進行清灰時，選用透氣量大、表面光滑度好的針刺氈做濾袋，其清灰效果要優(yōu)于透氣量小、未經(jīng)表面處理的濾料。為了實現(xiàn)易清灰，傳統(tǒng)的工藝是采用燒毛和壓光兩套設(shè)備進行表面熱軋?zhí)幚砘蜻M行聚四氟乙烯(PTFE)微孔薄膜覆膜處理。與未經(jīng)表面處理的針刺氈濾料相比，處理后濾料的清灰效果有很大改善。

進行表面熱軋?zhí)幚淼臑V料，不論是輕燒輕壓或重?zé)貕禾幚?，最終燒毛迎塵面還是呈現(xiàn)糙面效果。這種普通濾料(即傳統(tǒng)的針刺氈)在使用初期，由于濾料本身的孔隙較大，部分粉塵會穿過濾料排放出去，繼續(xù)使用后濾料表面的粉塵會逐漸滲入到濾料中并逐步附著在表面，導(dǎo)致濾料孔隙堵塞、糊袋，使設(shè)備運行阻力不斷增加，直至必須更換濾料為止。

覆膜處理的濾料雖然具有耐腐蝕、易清灰、過濾精度高的優(yōu)點，但覆膜處理的缺點是工藝復(fù)雜、成本高，且覆膜時局部破洞脫層以及使用后脫膜的現(xiàn)象也時有發(fā)生。另外，覆膜處理后濾料透氣度大幅下降，不利于氣流反吹清灰。

因此，在保證濾料達(dá)到較高的過濾精度情況下，要提高濾料的透氣度及提高表面光潔程度，使每次清灰動作都能順利清理表面灰粉，減少粉塵附著，降低運行阻力，這就必須對針刺氈濾料進行表面光滑化整理。

3 超亮面易清灰濾料產(chǎn)品的開發(fā)

通過大量的生產(chǎn)及應(yīng)用實踐，對傳統(tǒng)燒毛和壓光設(shè)備加以改進，探索了生產(chǎn)超亮面易清灰濾料產(chǎn)品的工藝。采用新工藝處理的濾料表面光滑程度比原先燒毛、壓光的表面更加平整光滑，尺寸穩(wěn)定性好，易清灰，阻力低，提高了濾料的使用性能。

3.1 工藝技術(shù)要求

3.1.1 針刺工藝

在針刺一步法復(fù)合過程中，應(yīng)合理選擇迎塵面、基布層和內(nèi)表層纖維的種類及配比，并合理選配基布規(guī)格，確保三層復(fù)合時不發(fā)生折皺、收縮及變形。針刺復(fù)合時必須嚴(yán)格控制牽伸過程和張力，保持持續(xù)恒定；基布層主動退卷時保持張力恒定，布幅松緊一致，不發(fā)生偏移；合理選擇針深，確保纖維、基布穿刺纏結(jié)充分，同時又不損傷或少損傷纖維和基布。

3.1.2 后整理工藝

為了使濾料產(chǎn)品迎塵面易清灰，需要對迎塵面進行燒毛易清灰處理。首先，要經(jīng)過一次壓光定型處理，定型過程中要合理設(shè)定工藝參數(shù)，如定型溫度、定型速度、軋輥壓力、穿布方式、收縮量和半成品厚度等，保證針坯得到充分定型，并保證濾料收縮率及透氣量在要求范圍之內(nèi)；然后，進行即燒即壓處理，燒壓時要合理調(diào)整燒毛工藝，如火口選擇、火口與布面距離、火口與軋點距離、燃?xì)饬髁?、壓光溫度、壓光速度、軋輥壓力、冷卻方式和成品厚度等，確保濾料迎塵面燒毛時立刻壓光冷卻，形成光滑超亮易清灰層。

3.2 工藝路線選擇

根據(jù)超亮面易清灰濾料產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝技術(shù)要求制定了工藝流程，見圖1。

開清1→梳理1→鋪網(wǎng)1基布開清2→梳理2→鋪網(wǎng)2→預(yù)針刺→主針刺→修面針刺→針刺氈→預(yù)定型→燒毛→近火口冷壓→小軋車→對邊成卷

圖1 超亮面易清灰濾料生產(chǎn)工藝

3.3 設(shè)備改造方案

3.3.1 傳統(tǒng)燒毛壓光生產(chǎn)線

許多濾料生產(chǎn)廠家的后處理燒毛壓光設(shè)備采用的是燒毛、壓光分體結(jié)構(gòu)，燒毛火口與軋車軋點距離較遠(yuǎn)，因燒毛熔化的纖維到達(dá)軋點之前已經(jīng)凝固，無法達(dá)到超亮面燒毛壓光效果。該后處理生產(chǎn)線工藝只能生產(chǎn)糙面效果的常規(guī)針刺氈，見圖2。

3.3.2 多功能超亮面易清灰燒壓一體生產(chǎn)線及操作技術(shù)要領(lǐng)

針對原普通針刺氈后處理生產(chǎn)線的燒毛、壓光分體式結(jié)構(gòu)的缺陷，對后處理工藝流程進行優(yōu)化，在不降低燒毛壓光生產(chǎn)線使用功能的基礎(chǔ)上，改裝低溫火口位置，實現(xiàn)燒毛近火口冷壓，達(dá)到超亮面燒毛壓光效果，以提高過濾性能和清灰效果。按上述思路，開發(fā)了一種環(huán)保過濾材料的超亮面燒毛壓

圖2 改進前普通針刺氈燒毛壓光生產(chǎn)線示意

光生產(chǎn)線。

拆除原低溫火口和擴幅輥，配置所需的支架、管道、調(diào)節(jié)裝置和電氣控制裝置，按圖3所示的相應(yīng)位置，把火口位置安裝在壓光機中輥下方，把擴幅輥改裝為張力可調(diào)裝置，中輥為固定結(jié)構(gòu)，用于對準(zhǔn)火口燒毛，并實現(xiàn)背面燒毛，保證燒毛后灰渣不掉入布面，上、下輥為活動結(jié)構(gòu)，用于操作時開啟和閉合。操作前，設(shè)定好相應(yīng)的工藝參數(shù)，提前點火，清理火口殘渣，調(diào)好火焰，當(dāng)氈布達(dá)到設(shè)定車速進入火口時，旋轉(zhuǎn)火口燒毛，燒毛后的針刺氈表面纖維未凝固前立即進入軋輥軋光，做到即燒即壓，形成超亮面燒毛壓光效果。設(shè)備啟動時排風(fēng)機聯(lián)動，先開啟后工作，設(shè)備停機后延時關(guān)閉，自動轉(zhuǎn)向，自動滅火，保證燃?xì)獍踩a(chǎn)。

圖3 改進后多功能超亮面易清灰燒毛壓光生產(chǎn)線示意

3.4 產(chǎn)品性能

采用改進后多功能超亮面易清灰燒毛壓光生產(chǎn)線生產(chǎn)的針刺氈濾料產(chǎn)品，其透氣率在200 Pa壓力下可穩(wěn)定在13～15 m3/(m2·min)之間，縱、橫向熱收縮率分別為0%和0.33%，縱、橫向斷裂伸長率分別為30%和40%，本體阻力小于1 200 Pa，除塵率達(dá)99.9%以上，是一款理想的環(huán)保除塵過濾材料。

4 結(jié)語

在未來5年，我國計劃投入1.75萬億元治理空氣污染，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值2015年將達(dá)到4.5萬億元，環(huán)保治理規(guī)劃也即將落定，環(huán)保產(chǎn)業(yè)迎來了發(fā)展的契機。國家對空氣污染防治問題的高度重視，使環(huán)保過濾材料產(chǎn)品的需求逐年擴大，超亮面易清灰環(huán)保過濾材料產(chǎn)品將迎來更大的市場空間。