针刺超亮面易清灰环保过滤材料产品的开发

(福建南纺股份有限公司，南平，353000)

袋式除尘器是利用滤料中的孔隙过滤原理实现气固分离，以达到净化空气和回收滤物的目的。袋式除尘器除尘效率高。受污染的气体通过袋式除尘器后，气体中的烟尘和粉尘颗粒物会被滤袋捕集，其过滤效率可高达99.99%以上，粉尘排放浓度可达到10 mg/m3以下，从而实现大气环境的治理。

1 清灰对滤袋使用性能的影响

淸灰效果是决定袋式除尘器使用性能的技术关键之一。淸灰正常，除尘系统才会稳定、可靠地运行。淸灰不下或淸灰不彻底，则灰粉长时间累积会增加滤袋承重，增加运行阻力和能耗；同时，烟气、烟尘中如SO2、SiO2、Fe2O3、CaO和MgO等无机物大量滞留在滤袋表面容易发生化学反应，并产生酸性或碱性物质腐蚀滤袋，影响滤袋使用寿命。

袋式除尘器的清灰方式主要分机械振动式清灰、脉冲喷吹清灰、反吹风清灰、声波清灰和联合清灰五类，其中应用最为普遍的是脉冲喷吹清灰。

2 清灰对滤料表面的要求

滤料的表面光滑程度对滤料的清灰效果和运行阻力有非常大的影响。在使用气流反吹清灰的除尘器中，采用相同压力、相同风量的气流进行清灰时，选用透气量大、表面光滑度好的针刺毡做滤袋，其清灰效果要优于透气量小、未经表面处理的滤料。为了实现易清灰，传统的工艺是采用烧毛和压光两套设备进行表面热轧处理或进行聚四氟乙烯(PTFE)微孔薄膜覆膜处理。与未经表面处理的针刺毡滤料相比，处理后滤料的清灰效果有很大改善。

进行表面热轧处理的滤料，不论是轻烧轻压或重烧重压处理，最终烧毛迎尘面还是呈现糙面效果。这种普通滤料(即传统的针刺毡)在使用初期，由于滤料本身的孔隙较大，部分粉尘会穿过滤料排放出去，继续使用后滤料表面的粉尘会逐渐渗入到滤料中并逐步附着在表面，导致滤料孔隙堵塞、糊袋，使设备运行阻力不断增加，直至必须更换滤料为止。

覆膜处理的滤料虽然具有耐腐蚀、易清灰、过滤精度高的优点，但覆膜处理的缺点是工艺复杂、成本高，且覆膜时局部破洞脱层以及使用后脱膜的现象也时有发生。另外，覆膜处理后滤料透气度大幅下降，不利于气流反吹清灰。

因此，在保证滤料达到较高的过滤精度情况下，要提高滤料的透气度及提高表面光洁程度，使每次清灰动作都能顺利清理表面灰粉，减少粉尘附着，降低运行阻力，这就必须对针刺毡滤料进行表面光滑化整理。

3 超亮面易清灰滤料产品的开发

通过大量的生产及应用实践，对传统烧毛和压光设备加以改进，探索了生产超亮面易清灰滤料产品的工艺。采用新工艺处理的滤料表面光滑程度比原先烧毛、压光的表面更加平整光滑，尺寸稳定性好，易清灰，阻力低，提高了滤料的使用性能。

3.1 工艺技术要求

3.1.1 针刺工艺

在针刺一步法复合过程中，应合理选择迎尘面、基布层和内表层纤维的种类及配比，并合理选配基布规格，确保三层复合时不发生折皱、收缩及变形。针刺复合时必须严格控制牵伸过程和张力，保持持续恒定；基布层主动退卷时保持张力恒定，布幅松紧一致，不发生偏移；合理选择针深，确保纤维、基布穿刺缠结充分，同时又不损伤或少损伤纤维和基布。

3.1.2 后整理工艺

为了使滤料产品迎尘面易清灰，需要对迎尘面进行烧毛易清灰处理。首先，要经过一次压光定型处理，定型过程中要合理设定工艺参数，如定型温度、定型速度、轧辊压力、穿布方式、收缩量和半成品厚度等，保证针坯得到充分定型，并保证滤料收缩率及透气量在要求范围之内；然后，进行即烧即压处理，烧压时要合理调整烧毛工艺，如火口选择、火口与布面距离、火口与轧点距离、燃气流量、压光温度、压光速度、轧辊压力、冷却方式和成品厚度等，确保滤料迎尘面烧毛时立刻压光冷却，形成光滑超亮易清灰层。

3.2 工艺路线选择

根据超亮面易清灰滤料产品的生产工艺技术要求制定了工艺流程，见图1。

开清1→梳理1→铺网1基布开清2→梳理2→铺网2→预针刺→主针刺→修面针刺→针刺毡→预定型→烧毛→近火口冷压→小轧车→对边成卷

图1 超亮面易清灰滤料生产工艺

3.3 设备改造方案

3.3.1 传统烧毛压光生产线

许多滤料生产厂家的后处理烧毛压光设备采用的是烧毛、压光分体结构，烧毛火口与轧车轧点距离较远，因烧毛熔化的纤维到达轧点之前已经凝固，无法达到超亮面烧毛压光效果。该后处理生产线工艺只能生产糙面效果的常规针刺毡，见图2。

3.3.2 多功能超亮面易清灰烧压一体生产线及操作技术要领

针对原普通针刺毡后处理生产线的烧毛、压光分体式结构的缺陷，对后处理工艺流程进行优化，在不降低烧毛压光生产线使用功能的基础上，改装低温火口位置，实现烧毛近火口冷压，达到超亮面烧毛压光效果，以提高过滤性能和清灰效果。按上述思路，开发了一种环保过滤材料的超亮面烧毛压

图2 改进前普通针刺毡烧毛压光生产线示意

光生产线。

拆除原低温火口和扩幅辊，配置所需的支架、管道、调节装置和电气控制装置，按图3所示的相应位置，把火口位置安装在压光机中辊下方，把扩幅辊改装为张力可调装置，中辊为固定结构，用于对准火口烧毛，并实现背面烧毛，保证烧毛后灰渣不掉入布面，上、下辊为活动结构，用于操作时开启和闭合。操作前，设定好相应的工艺参数，提前点火，清理火口残渣，调好火焰，当毡布达到设定车速进入火口时，旋转火口烧毛，烧毛后的针刺毡表面纤维未凝固前立即进入轧辊轧光，做到即烧即压，形成超亮面烧毛压光效果。设备启动时排风机联动，先开启后工作，设备停机后延时关闭，自动转向，自动灭火，保证燃气安全生产。

图3 改进后多功能超亮面易清灰烧毛压光生产线示意

3.4 产品性能

采用改进后多功能超亮面易清灰烧毛压光生产线生产的针刺毡滤料产品，其透气率在200 Pa压力下可稳定在13～15 m3/(m2·min)之间，纵、横向热收缩率分别为0%和0.33%，纵、横向断裂伸长率分别为30%和40%，本体阻力小于1 200 Pa，除尘率达99.9%以上，是一款理想的环保除尘过滤材料。

4 结语

在未来5年，我国计划投入1.75万亿元治理空气污染，节能环保产业产值2015年将达到4.5万亿元，环保治理规划也即将落定，环保产业迎来了发展的契机。国家对空气污染防治问题的高度重视，使环保过滤材料产品的需求逐年扩大，超亮面易清灰环保过滤材料产品将迎来更大的市场空间。