針刺超亮面易清灰環保過濾材料產品的開發

(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氣固分離，以達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99.99%以上，粉塵排放濃度可達到10 mg/m3以下，從而實現大氣環境的治理。

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關鍵之一。淸灰正常，除塵系統才會穩定、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生化學反應，并產生酸性或堿性物質腐蝕濾袋，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、反吹風清灰、聲波清灰和聯合清灰五類，其中應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，其清灰效果要優于透氣量小、未經表面處理的濾料。為了實現易清灰，傳統的工藝是采用燒毛和壓光兩套設備進行表面熱軋處理或進行聚四氟乙烯(PTFE)微孔薄膜覆膜處理。與未經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。

進行表面熱軋處理的濾料，不論是輕燒輕壓或重燒重壓處理，最終燒毛迎塵面還是呈現糙面效果。這種普通濾料(即傳統的針刺氈)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，導致濾料孔隙堵塞、糊袋，使設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、過濾精度高的優點，但覆膜處理的缺點是工藝復雜、成本高，且覆膜時局部破洞脫層以及使用后脫膜的現象也時有發生。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品的開發

通過大量的生產及應用實踐，對傳統燒毛和壓光設備加以改進，探索了生產超亮面易清灰濾料產品的工藝。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 工藝技術要求

3.1.1 針刺工藝

在針刺一步法復合過程中，應合理選擇迎塵面、基布層和內表層纖維的種類及配比，并合理選配基布規格，確保三層復合時不發生折皺、收縮及變形。針刺復合時必須嚴格控制牽伸過程和張力，保持持續恒定；基布層主動退卷時保持張力恒定，布幅松緊一致，不發生偏移；合理選擇針深，確保纖維、基布穿刺纏結充分，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，要經過一次壓光定型處理，定型過程中要合理設定工藝參數，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；然后，進行即燒即壓處理，燒壓時要合理調整燒毛工藝，如火口選擇、火口與布面距離、火口與軋點距離、燃氣流量、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

根據超亮面易清灰濾料產品的生產工藝技術要求制定了工藝流程，見圖1。

開清1→梳理1→鋪網1基布開清2→梳理2→鋪網2→預針刺→主針刺→修面針刺→針刺氈→預定型→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工藝

3.3 設備改造方案

3.3.1 傳統燒毛壓光生產線

許多濾料生產廠家的后處理燒毛壓光設備采用的是燒毛、壓光分體結構，燒毛火口與軋車軋點距離較遠，因燒毛熔化的纖維到達軋點之前已經凝固，無法達到超亮面燒毛壓光效果。該后處理生產線工藝只能生產糙面效果的常規針刺氈，見圖2。

3.3.2 多功能超亮面易清灰燒壓一體生產線及操作技術要領

針對原普通針刺氈后處理生產線的燒毛、壓光分體式結構的缺陷，對后處理工藝流程進行優化，在不降低燒毛壓光生產線使用功能的基礎上，改裝低溫火口位置，實現燒毛近火口冷壓，達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，開發了一種環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線示意

光生產線。

拆除原低溫火口和擴幅輥，配置所需的支架、管道、調節裝置和電氣控制裝置，按圖3所示的相應位置，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裝置，中輥為固定結構，用于對準火口燒毛，并實現背面燒毛，保證燒毛后灰渣不掉入布面，上、下輥為活動結構，用于操作時開啟和閉合。操作前，設定好相應的工藝參數，提前點火，清理火口殘渣，調好火焰，當氈布達到設定車速進入火口時，旋轉火口燒毛，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。設備啟動時排風機聯動，先開啟后工作，設備停機后延時關閉，自動轉向，自動滅火，保證燃氣安全生產。

圖3 改進后多功能超亮面易清灰燒毛壓光生產線示意

3.4 產品性能

采用改進后多功能超亮面易清灰燒毛壓光生產線生產的針刺氈濾料產品，其透氣率在200 Pa壓力下可穩定在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99.9%以上，是一款理想的環保除塵過濾材料。

4 結語

在未來5年，我國計劃投入1.75萬億元治理空氣污染，節能環保產業產值2015年將達到4.5萬億元，環保治理規劃也即將落定，環保產業迎來了發展的契機。國家對空氣污染防治問題的高度重視，使環保過濾材料產品的需求逐年擴大，超亮面易清灰環保過濾材料產品將迎來更大的市場空間。