復合型耐高溫、耐腐蝕濾料氟美斯（FMS）

產(chǎn)品特點與應用

摘  要：文章簡述了國內(nèi)外各種高溫濾料產(chǎn)品的結構特點，著重對英斯瑞德公司FMS濾料的產(chǎn)品技術、性能特點進行了分析，介紹了FMS濾料的生產(chǎn)工藝及過程，列舉了FMS濾料的應用領域和應用效果及應用前景。

關鍵詞：耐高溫、耐腐蝕濾料氟美斯（FMS）產(chǎn)品，技術、性能特點、生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品結構，應用

1.前 言

隨著環(huán)境保護和環(huán)境治理日趨嚴格的要求，大氣環(huán)境污染治理就變得越來越重要。尤其是對冶金、鋼鐵、發(fā)電、碳黑、水泥、垃圾焚燒等行業(yè)高溫煙（粉）塵的排放要求日趨嚴格，為此袋式除塵技術正逐步成為除塵領域的主導技術。其中對濾料的應用范圍與性能要求,尤其是對耐高溫、耐腐蝕和長壽命的濾料需求更為迫切。過去，國內(nèi)企業(yè)大量使用進口耐高溫、耐腐蝕纖維針刺濾料，如在電力行業(yè)及燃煤鍋爐上使用的萊頓（Ryton）也稱普抗（Procon）針刺氈；在垃圾焚燒爐上使用的P84針刺氈；在瀝青混凝土攪拌及一些冶煉廠、鋼鐵廠使用的美塔斯（Metamax）耐高溫針刺氈。由于濾料需要更換,僅北京市每年就需要更換價值1000萬元以上的耐高溫、耐腐蝕過濾材料。

對此英斯瑞德公司經(jīng)多年的生產(chǎn)經(jīng)營實踐和國內(nèi)外的市場調(diào)研，根據(jù)國內(nèi)外環(huán)保行業(yè)對過濾材料的使用工藝要求，采用非織造針刺法工藝及*的后整理技術研制開發(fā)出了耐高溫、耐腐蝕、透氣（風）量大、使用壽命長的系列氟美斯（FMS）過濾材料。產(chǎn)品技術處于國內(nèi)水平，*，是傳統(tǒng)無機纖維針刺氈、純耐高溫化纖氈的換代產(chǎn)品。該產(chǎn)品耐溫、耐磨、耐折性能好，出口排放濃度低。不僅可以替代進口原料生產(chǎn)過濾材料，節(jié)約大量外匯，而且可以拉動國內(nèi)相關產(chǎn)品市場。                       

2. 目前國內(nèi)高溫過濾材料品種及產(chǎn)品的特點

目前國內(nèi)主要的生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品可以歸為兩大類：

2.1.1利用國產(chǎn)原料生產(chǎn)的

• 中堿、無堿連續(xù)玻璃纖維機織布；
• 玻璃纖維短切針刺過濾氈。

2.1.2進口耐高溫化學纖維生產(chǎn)的

• 芳綸針刺過濾氈；
• PPS針刺過濾氈；
• P84針刺過濾氈；
• 聚四氟乙烯（PTFE）化學纖維針刺過濾氈。

2.2高溫過濾材料化學結構

從產(chǎn)品的化學結構上分析，無機纖維的主要成份為 SiO₂，經(jīng)加熱熔融由高速旋轉(zhuǎn)拉絲機拉制成纖維，雖然保留了高溫熔體的方向性結構，抗拉強度很高，但它耐磨、耐折以及耐機械加工的性能都遠不及有機耐高溫纖維，所以盡管價格便宜，但使用壽命短，使用功能受到限制，不適用于高風速，率、小占地面積除塵器及脈沖除塵器。

有機耐高溫纖維基本上都屬于高科技纖維，主要使用的有：METAMAX纖維（芳族聚酰胺）、PPS（聚苯硫醚）纖維、P84（聚酰亞胺）纖維，每種纖維各自有其抗化學侵蝕的特性，加工性能好，使用壽命長，綜合性能優(yōu)異。但受自身化學性質(zhì)的影響，這些高科技纖維的工況適應性也有各自的局限性，簡述如下：

2.2.1 METAMAX纖維為水解性纖維，當高溫時其化學成份會與煙氣中水份產(chǎn)生反應很快水解而損壞，在水份含量為20%，溫度190℃下使用壽命只有半年多，另外耐SO_x的侵蝕性不好，因此在燃用高硫煤的電廠往往不能應用。

2.2.2 PPS缺點是抗氧化性較差，要求O₂含量小于14%（Vol）、NO_X小于600mg/Nm³,若O₂含量達到12%，建議溫度降到140℃，總之氧含量越高，所使用的溫度就要越低，因溫度每增加10℃，化學反應成雙倍的增加。

2.2.3 P84纖維及其濾料有一定的水解性，使用在水汽含量小于35%Vol的氣氛中。另外SO_X會使濾料壽命降低，在垃圾焚燒爐等場合應用必須有脫硫裝置。

從經(jīng)濟角度講，這些高科技纖維目前主要依靠進口，每年耗費大量外匯，且價格十分昂貴，使企業(yè)運行成本增高，用戶難于承受其經(jīng)濟負擔。
    2.2.4 FMS產(chǎn)品的研制成功，改變了袋式除塵產(chǎn)品的市場格局，提高了針刺過濾材料的性能價格比，由于針刺氈生產(chǎn)技術水平的大幅度提高，用戶可以根據(jù)自己不同的工況條件選擇不同的FMS產(chǎn)品，

與進口耐高溫化學纖維相比FMS產(chǎn)品的優(yōu)點主要體現(xiàn)在高性能價格比上。性價比高意味使用成本的降低。因此FMS產(chǎn)品頗具國內(nèi)、國外市場的競爭能力?？梢栽趪鴥?nèi)逐步取代進口纖維及其制品。而且其取代進口纖維和無機纖維針刺氈的空間十分廣闊，在所有進口化纖材料和無機玻纖材料濾料的使用領域內(nèi)，FMS針刺氈幾乎都可以涉及。

3. 氟美斯(FMS)系列產(chǎn)品技術特點

FMS針刺氈的技術特點在于將有機耐溫化纖與無機化纖進行混紡，這樣即提高了氈體的耐溫性（與純有機化纖相比）又獲得了良好的耐磨耐折性（與純無機纖維相比）。該項目*。

3.1 FMS針刺氈在產(chǎn)品結構上的技術特點：

與由單一纖維生產(chǎn)的耐高溫針刺氈不同，FMS針刺氈是一種復合型針刺氈，技術特點在于將有機耐高溫纖維與無機纖維進行混紡。既提高了氈體的耐溫性（與純有機纖維氈相比）又獲得了良好的耐磨性和耐折性（與純無機纖維氈相比）這一結構上的改變，不僅改變了傳統(tǒng)針刺氈產(chǎn)品結構。也大幅度提高了耐高溫針刺氈產(chǎn)品的性能價格比。

3.2 FMS針刺氈在生產(chǎn)工藝上的技術特點：

采用在進口耐高溫纖維中混入了短切的無機纖維復合技術，降低了成本，優(yōu)化了價格。但能否達到純化纖氈的易清灰，耐磨、耐折、使用壽命長等性能，關系到FMS針刺氈的實用性價值，經(jīng)過我公司大量的實驗和不懈的探索，在針刺加固工藝上進行了改進，采取了分工序加固的方法，先按照不同的使用工況條件配制各種使用功能的纖維網(wǎng)（這種纖維網(wǎng)是復合結構的，用改造后的梳理機生產(chǎn)）然后在環(huán)型針刺機上同基布復合，再用高速針刺機機械加固，從而制成半成品。在后處理方面zui終選用了“PTEE“處理配方和表面結膜工藝?？紤]到PTEE及助劑的特性，我們改變了生產(chǎn)工藝，由原來單一的壓光、燒毛后整理，改進為浸漬、烘干、熔烘、熱碾燙平、結膜等新技術特點。

4.氟美斯(FMS)系列產(chǎn)品性能特點

FMS針刺過濾氈系列產(chǎn)品具有耐高溫、高強度、抗酸堿腐蝕、耐磨、抗折等特點，經(jīng)過不同的表面化學處理與后整理技術，還具有易清灰，拒水防油、防靜電等特點；經(jīng)實驗室測試及使用現(xiàn)場的應用可得出以下結論：

4.1可顯著地提高濾料的強度，并降低伸長率，FMS過濾氈的經(jīng)緯向抗拉強度均在2000牛頓以上，比化纖濾料高一倍左右，斷裂伸長率在3—10%之間，這說明該種濾料在使用中尺寸穩(wěn)定性好，不易伸長變形，這種特性使其在高爐煤氣長袋（吸）吹風除塵器中顯著地提高清灰效果，降低阻力，延長壽命。

4.2可顯著地提高耐溫性碳纖維與無機纖維混合，混合后制成的高溫濾料耐溫可達400℃以上。P84纖維與無機纖維混合之后生產(chǎn)的FMS-9806型過濾氈其耐溫水平明顯高于由純P84纖維制成的P84高溫氈。在實驗室中測試，將FMS-9806型過濾氈置于300℃的烘箱放置24小時后，其收縮率小于1%，強度基本不降低。

4.3可顯著地提高耐磨性，經(jīng)平磨實驗機驗測，FMS濾料與無機纖維針刺氈比較，其耐磨性有明顯提高。（FMS濾料耐磨性2200-3000次，玻璃纖維濾料耐磨性538次）。

4.4可顯著地降低運行阻力，因在玻璃纖維中混入了易于針刺加工和后整理表面處理的化學纖維，所以更利于過濾氈的平整和密實，表面平整光滑程度好，易于清灰，運行阻力低，如將P84纖維層復合在濾氈表面，表面過濾效果更佳。

4.5可顯著地提高過濾風速，從而縮小除塵器體積，降低除塵器制造成本。因FMS針刺氈機械強度高、耐磨、耐折性好，可以在大于1m/min的過濾風速下正常使用，因此風速可選擇高一些，除塵器體積及過濾面積均可以小一些，節(jié)省投資與能源。

4.6 FMS耐高溫濾料價格便宜，用戶更易接受，如普通型FMS濾料為玻璃纖維與化學纖維的混合材料，所以制造成本為同類型、同性能進口耐高溫化學濾料的50-60%，可以大大的節(jié)約使用成本。在國外垃圾焚燒爐、含酸性較大的燃煤鍋爐等粉塵特性比較惡劣、溫度很高的場合，日本、美國等國家均使用聚四氟纖維氈或無機纖維與高性能化纖復合的針刺氈。

5.氟美斯(FMS)系列產(chǎn)品生產(chǎn)工藝

FMS針刺氈即是將多種耐高溫的有機化纖如：P84、Pasofil、Procon與更加耐溫的無機纖維以一定的比例混合，經(jīng)梳理、針刺成氈，再經(jīng)含氟助劑后處理而形成的一種耐高溫過濾材料，利用針刺氈的三維立體結構達到良好過濾效果及很低的出口排放濃度。

5.1FMS具體生產(chǎn)工藝路線圖如下：

5.1.1基布的加工：

無機纖維開松    混合    輸理    棉條    粗紗    細紗    合股    熱定型    織布
   5.1.2成品的加工：

耐溫有機化纖+無機化纖  開松混合  梳理  鋪網(wǎng)

無機纖維基布＋    ＋預針刺   主刺   浸膠   定型

耐溫有機化纖+無機化纖   開松混合  梳理  鋪網(wǎng)          燒毛   壓光   檢驗   成品

5.2 FMS產(chǎn)品結構圖：  

有機化纖70%-80%，無機化纖少量；

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無機化纖70%-80%，有機化纖少量

6.氟美斯(FMS)系列產(chǎn)品zui有價值的應用領域

6.1氟美斯zui有價值的應用，在于可適應以下復雜的工況條件：

①高爐煤氣干法凈化（煤氣在高溫下過濾，保持熱能，煤氣再利用），  

6.1.1   鋼 鐵      ②石灰窯，

③電石爐。

鋼鐵業(yè)需以干式過濾法來處理燃焦煤作業(yè)、熔爐、電弧爐及噴焰清理廠所產(chǎn)生的氣體排出物。

① 煙化爐，煙氣中固體物的收集，降低排放濃度，保護環(huán)境，          6.1.2  冶 煉                  回收有階值金屬。

② 熔煉爐。

以干式過濾法來去除一次及二次熔煉作業(yè)所產(chǎn)生的粉塵。鋁灰、煤灰、鈦灰及煤灰，均為爆炸性的物質(zhì)。

                  ①立窯干法凈化（國內(nèi)上千座立窯，面臨停產(chǎn)關閉），

  6.1.3  水 泥

②烘干機除塵。

水泥業(yè)需以干式過濾法來去除由熟料冷卻機、輸送帶、筒、裝卸及包裝系統(tǒng)所產(chǎn)生的粉塵。

①干法含硫煙氣用布袋除塵器過濾收集并同時噴入石灰，

6.1.4  發(fā)電廠                  中和反應在濾袋過濾表面完成，脫硫效果好。 

②氣動力輸灰系統(tǒng)，干出灰，灰的再利用。

發(fā)電廠（尤指燃煤鍋爐）及需要以干式過濾法來處理所排出之煙霧。

①城市垃圾

6.1.5垃圾焚燒                      焚燒      發(fā)電

②工業(yè)垃圾

7. 氟美斯（FMS）系列產(chǎn)品的應用效果

FMS系列產(chǎn)品因具有耐高溫、高負荷、使用壽命長、價格適宜、功能性強等優(yōu)點，是高溫濾材的功能性擴展產(chǎn)品，在工礦企業(yè)上機試用，均獲得用戶好評。

7.1 FMS9806應用

在韶山鋼鐵廠、漣源鋼鐵廠、柳州鋼鐵廠，安陽鋼鐵公司等鋼鐵企業(yè)的高爐煤氣凈化除塵，FMS9806應用在長袋低壓脈沖除塵器和大布袋反吹風除塵器上，雖過濾風速較高，布袋壽命一般仍達到2年，潔凈的煤氣含塵濃度只有幾毫克，因布袋價格低、壽命長，大大降低了使用成本。

7.2 FMS9807應用

FMS9807應用于山西東方金屬硅廠，布袋除塵器選用帶有骨架的回轉(zhuǎn)反吹風式除塵器，因過濾風速選擇較高，除塵器體積大大小于傳統(tǒng)的大布袋除塵器，而應用效果用戶非常滿意，出口排放濃度只有20-30mg/Nm3。大大地提高了使用效果并節(jié)省了投資。

7.3 FMS9808應用

FMS9808為耐酸型高溫濾料，應用在韶關冶煉廠燒結機尾除塵，布袋除塵器為長袋低壓脈沖除塵器，因煙氣含酸性，腐蝕性很大，用了幾批的無機纖維氈和其他廠家生產(chǎn)的化纖濾料，壽命zui長只達到三個月，企業(yè)損失很大，而FMS9808濾袋可使用10個月以上，節(jié)約了大量的資金，受到用戶的好評。

7.4 FMS9809應用

FMS9809為超高溫型濾料，應用在盤錦天然氣化工廠，脈沖袋式除塵器，煙氣溫度瞬間達350℃，原使用進口不銹鋼過濾材料，成本高，使用高溫型FMS9809后，過濾精度、使用壽命均滿足了用戶需要。在蒙西水泥有限公司，FMS應用在窯頭袋式除塵器上，溫度時有超標，除塵器設計過濾風速3m/min以上，風速很高，在這一惡劣的工況條件下，FMS濾料使用壽命已接近一年。

8. 氟美斯(FMS)系列產(chǎn)品的應用前景

FMS產(chǎn)品屬于項目，發(fā)明證書號：第ZL98114419.5號，是我公司與國內(nèi)另外一家公司公司的共同產(chǎn)品，并協(xié)議我公司獨占9806～9810的產(chǎn)品技術開發(fā)及相關權力。9806～9810產(chǎn)品的知識產(chǎn)權歸我公司所有，無任何知識產(chǎn)權糾紛。FMS產(chǎn)品的注冊商標，己由國家商標局批準注冊，為我公司獨占商標權力。

從目前耐高溫過濾材料市場來看，現(xiàn)在正處于新型高性能耐高溫材料與傳統(tǒng)過濾材料更新?lián)Q代時期，因此制造性能價格比高的針刺氈濾料產(chǎn)品是提高高溫煙氣除塵、凈化技術水平的關鍵，也是針刺氈濾料下游企業(yè)增收節(jié)支、提高經(jīng)濟效益的迫切要求。由于FMS針刺氈能夠適應不同工況條件和生產(chǎn)工藝條件下的使用要求，其性能價格比遠遠高于同等使用工況的進口有機纖維耐高溫針刺氈，使用性能又遠遠高于無機纖維針刺氈，改變了在脈沖等工況條件下無機纖維使用壽命短的現(xiàn)狀。另外在后整理方面FMS產(chǎn)品采用了*的高新材料成膜技術，此技術是FMS產(chǎn)品的主要組成部分。高性能的處理液和專門為FMS產(chǎn)品設計改造的設備及生產(chǎn)工藝使這一技術于全國。這一處理不僅可以在纖維表面形成保護膜，從而改善纖維表面的物理性能和化學性能。同時也在纖維間形成不連續(xù)膜，使產(chǎn)品達到易清灰、耐磨、耐折、高強度、長壽命的使用性能。

縱上所述，FMS針刺氈具有優(yōu)良的使用性能，該產(chǎn)品*了國內(nèi)外空白，其生產(chǎn)技術處于國內(nèi)水平，其使用性能可以替代進口產(chǎn)品，與進口耐高溫化學纖維相比FMS產(chǎn)品的優(yōu)點主要體現(xiàn)在高性能價格比上。性價比高意味使用成本的降低。因此FMS產(chǎn)品頗具國內(nèi)、國外市場的競爭能力。在所有進口化纖材料和無機玻纖材料濾料的使用領域內(nèi)，FMS針刺氈幾乎都可以涉及。因此FMS產(chǎn)品應用前景十分廣闊。

附表1、氟美斯(FMS)系列產(chǎn)品性能參數(shù)：