孙影：玄武岩纤维覆膜滤料在垃圾焚烧工况中的应用
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会议详情
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【会议背景】
在“垃圾焚烧袋滤技术与高温滤料”研讨会上，来自营口洪源玻纤科技有限公司的高级工程师孙影介绍了玄武岩纤维覆膜滤料在垃圾焚烧工况中的应用。
玄武岩纤维膨体覆膜滤料在生活垃圾焚烧行业的应用 一 连续玄武岩纤维简介 连续玄武岩纤维（Continuous Basalt Fiber）是一种新型的高技术纤维，属于无机非金属纤维，是一种无污染的绿色工业材料，具有综合性能好、性价比高等特点，被誉为21世纪的新材料。 二 洪源玻纤生产的玄武岩纤维在玄武岩纤维行业中的位置 我公司是国内最先将玄武岩纤维应用于高温袋式除尘领域的企业，同时，也是国内唯一一家将玄武岩纤维制品专业服务于袋式除尘行业的原料生产商。我们从研发，到小试，到中试，到规模化生产一共经历了7年的时间，始终围绕高温滤料的工况特点进行改进，相继投入研发费用700多万元，经历了无数次的失败和失望，（记忆中最让人痛心的一次就是我们用了2个多月的时间，花了70多万元砌的一台熔炉，生产了15天就报废了）但是我们没有退缩，最终战胜了种种困难，取得了今天的成绩。目前，洪源玻纤生产的连续玄武岩纤维的单纤维直径可以做到5微米以下，这个细度是目前已知的在世界范围内最细的。大家都知道，无机纤维的单纤维直径越细，它的耐折性就越好。而优秀的耐折性能恰恰就是做高温过滤材料所必需的。 三 洪源玻纤生产的连续玄武岩纤维的技术特点（一） 1.采用玻纤池窑的生产工艺 经过多年的摸索，我们知道，虽然玄武岩矿石在世界各地分布很广，但适合做成连续纤维的并不是很多，同时，即使是适合做连续纤维的同一产地的矿石的稳定性也非常不好，因此，我们认识到，想要生产出高品质的连续玄武岩纤维就必须要保证融化的均一性。最后我们在借鉴玻纤池窑拉丝工艺的基础上自行研发了适合做连续玄武岩纤维的池窑法工艺，其特点是，矿石熔融时间长，距离长，采用一次融化两次澄清的工艺，使得进入拉丝漏板的玄武岩液的均化程度最好，这样就保证了纤维成纤后的均匀率，同时也提高了拉丝的稳定性。 2.单独为高温滤料开发的浸润剂 玻纤和玄武岩纤维虽然都属于无机纤维类，但他们的化学组分差异很大，表现出来的化学和物理性能差异也很大。由于玄武岩纤维表面张力大，纤维之间抱合力差，容易产生静电，弹性模量大等诸多原因。因此，我们通常使用在玻纤上的浸润剂并不适合用在玄武岩纤维的拉丝过程中。 三 洪源玻纤生产的连续玄武岩纤维的技术特点（二） 我们在总结了十多年从事玻纤生产经验的基础上，聘请国内外行业 内专家重新设计配方和涂覆工艺，经过200多次试验，最后取得了成功。我们使用在玄武岩纤维上的浸润剂的特点是纤维间抱合力好，纺织过程中不产生静电，织物与PTFE乳液的结合力非常好，烘干后不变色，不碳。 3.漏板的温控技术 玄武岩纤维的融化温度和成纤温度都比玻纤高很多，因此对于温控的要求很高，尤其是成型漏板的温度变化对玄武岩纤维均化和线密度的影响特别大。针对于以上问题，我们将拉丝漏板分为三段，采用分区采信号同步控制的具有世界最先进温控水平的技术，使漏板的温度波动被锁定在千分之三以内。 四 玄武岩纤维的主要技术指标 从此表可以看出，玄武岩纤维的化学稳定性还是非常好的，同时它的热稳定性也不错，强力很高，一级耐水解，耐折性也非常好，以下我们还会涉及到其与其它纤维的性能的对比。 五 连续玄武岩纤维应用在高温除尘领域的优势 1 .耐高温 玄武岩纤维的静态使用温度是零下260度到零上650度之间，我们认为它的动态使用温度应该在350度左右。 2 .耐化学腐蚀 连续玄武岩纤维在袋式除尘器中允许工作的PH值为1—14，它可以在我们已知的无论烟气性质呈酸性或碱性的各种除尘工况里应用。例如燃煤锅炉，垃圾焚烧，炭黑，造纸，水泥，钛白粉等。 3 .高温下强力增加 连续玄武岩纤维有一个很有趣的特性也是很适合做滤料的特性就是它会在160至250度区间内强力增加10%—30%。 4 .不变形 连续玄武岩纤维的断裂伸长率很小，几乎不变形，尤其是在高温下的尺寸稳定性特别好，这也使得用它做的滤袋更加可靠。玄武岩纤维伸长率仅为2%左右，这一特性足以保证使其设计制作长径比大的滤袋具有足够的抗拉强度和尺寸稳定性能。 5 . 玄武岩纤维滤料的容尘量很低 由于玄武岩纤维表面很光滑，单纤维直径很细，比表面积大，截面是规整的圆柱状，使得由它织造成的织物的过滤精度很高，同时透过表层进入织物里的粉尘颗粒也不会在滤料内部停留，会被排放出去，滤料不会被堵塞。 七 玄武岩纤维的缺点 1 . 高温下变形大，不适合做针刺毡 通过我们多年反复的在除尘工况里的实验发现，如果做成纯的玄武岩纤维的针刺毡，它可能在常温下会和玻纤毡区别不大，但是在高温条件下会很快产生毡的面层和基布脱离的现象，很短的时间就破损了。我们分析应该是玄武岩纤维的弹性模量大，它恢复变形的能力很强，导致高温下毡的抱合力的急剧衰减使面层脱落。因此，我们不建议客户选择纯的玄武岩纤维毡做为高温工况下使用的滤料，希望客户选择使用机织的玄武岩纤维滤料或使用面层不超过30%玄武岩短纤维的复合滤料。 2 .不耐氢氟酸和浓磷酸 连续玄武岩纤维和其他无机纤维一样，它很容易被氢氟酸腐蚀，同时，对于烟气中磷酸含量高，且温度低于180度的除尘工况也不适用。 3 . 价格比玻纤高很多 由于玄武岩纤维制造过程复杂，技术和研发成本高，使得我们现在制取的玄武岩纤维的单价过高，不利于大面积的推广使用，但是玄武岩纤维的市场价格还是远低于目前我们在滤料行业中使用的很多高性能化学纤维的价格的。我们也有信心在3—5年内大幅的降低玄武岩纤维的成本，为我们的袋式除尘行业做些微薄的贡献。 八 洪源玻纤连续玄武岩纤维的主要产品和制作方法 洪源玻纤的MA501玄武岩纤维膨体覆膜滤料是用部分或全部膨体纱织造成的机织物滤料，在生产过程中强力不会被破坏。MA501滤料整体经过PTFE混合溶液的浸渍处理，然后表面通过热轧复合一层聚四氟乙烯薄膜，薄膜微米级的孔径使得覆膜滤料几乎能截留含尘气流中的全部粉尘，具有极高的过滤效率。另外由于PTFE具有自洁性与憎水性，覆膜滤料很容易清灰，同时粉尘不会深入滤料内部，即使有一些细小粉尘进入滤料内部逐渐也会被吹出去，因而能在不增加运行阻力的情况下保证气流通过的最大量。它将传统滤料的“深层过滤”变成了“表面过滤”。由于聚四氟乙烯滤料薄膜表面非常光滑和憎水,在过滤时,所收集的粉尘饼优于传统的滤料。我们洪源玻纤的MA501滤料与普通过滤布相比：在相同的容尘量下,透气量好，过滤阻力小。其过滤风速可提高1/3,系统阻力降低1/4,可收集粒径0.5μm以上的颗粒粉尘，捕尘率99.99%以上。无论耐温性、耐酸碱、过滤效果等方面都可以充分满足垃圾焚烧，燃煤锅炉及类似工况的过滤要求。 1 . 滤料后处理工艺 洪源玻纤在产品的后处理上拥有独特的生产工艺，利用我公司的独有配方”聚四氟乙烯（PTFE）混合溶液”对产品进行整体浸渍处理，实现单根纤维表面进行镀膜的作用，等于包覆一层PTFE薄膜，同时在纤维的表面和交叉点形成PTFE保护膜，使纤维之间的抱合度增强，同时提高纤维的抗氧化性、耐折性、抗水解性、对酸碱气体的抗腐蚀能力，缓解其性能衰老。进一步提高了滤料的整体强度和耐化学性能，同时，在产品覆膜时有利于过滤材料和PTFE膜的结合、增加覆膜牢固度，为产品的后续加工和使用打下好的基础。玄武岩纤维滤布经过PTFE混合溶液的浸渍处理，可以进一步提高滤料的过滤精度。通过PTFE混合溶液的浸渍、烘干、热定型等后处理，提高滤料的耐高温性能和尺寸稳定性的同时减小孔径大小，最大程度提高过滤精度。 2 表面覆膜工艺 MA501滤料整体浸渍处理后在滤料表面通过热轧复合一层PTFE膜。覆膜滤料具有除尘效率高、排放浓度低、运行阻力小、过滤速度高、清灰效果好、使用寿命长和运行费用低等特点。 覆膜处理是在热复合机器上完成的，通过拉伸、牵引将PTFE微孔薄膜伸展开，再经过高温热轧使其与滤料完美结合，制成一种耐高温高性能过滤材料。 MA系列产品的机织过滤布与PTFE微孔膜之间结合的牢固度高，对0.5微米以下的微细粉尘可以达到99.99％以上的收尘效率，接近于零排放。同时，具有优良的表面过滤特性，可延长滤料的使用寿命２～３倍，完全能达到国家环保总局发布的《袋式除尘器用覆膜滤料》技术要求，可广泛应用于燃煤锅炉、水泥、冶金等行业的高温烟气的过滤. 覆膜滤料的过滤性能好，系统运行阻力低，通过“表面过滤”替代以往的“深层过滤”，无需普通滤料的粉尘层参与过滤，压差降低，节省风机电耗，减少清灰次数并延长清灰周期，有效的降低了设备的投资及运行费用；同时覆膜滤料的过滤效率高，表面光滑且易预涂灰，磨擦系数低，清灰时粉尘剥离性好；耐化学腐蚀性好，耐高温。MA501连续耐温高达280℃，瞬间耐高温可达320℃以上。它不像普通滤料那样产生滤料表面粉尘越粘越多，造成糊袋、板结、压差迅速上升等现象；薄膜表面光滑及憎水性，即使有潮湿粉尘粘结，在清灰外力的作用下，也容易脱落，保持过滤阻力平稳。 玄武岩纤维作为一种新型纤维材料，具有优良的性价比，许多应用领域正在不断开拓。玄武岩纤维作为过滤材料的生产工艺、技术更新以及产品的升级换代还需要更多有识之士不懈的努力和深入的研究。 营口市洪源玻纤科技有限公司运用国内外最先进的设备及工艺，生产出了具有我们自主知识产权和独有技术的MA501玄武岩纤维膨体覆膜滤料。 我们愿意携同更多相关科研院校，主机生产企业和同行为玄武岩纤维在过滤材料行业的推广应用贡献自己的力量。 【会议日程】
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