純聚四氟乙烯覆膜濾料技術(shù)指標(biāo)分析

陳觀福壽，朱小云，冷瑞娟

（1.上海市凌橋環(huán)保設(shè)備廠有限公司，上海200137；2.上海市紡織科學(xué)研究院有限公司，上海200082）

純聚四氟乙烯覆膜濾料技術(shù)指標(biāo)分析

陳觀福壽1，朱小云2，冷瑞娟1

（1.上海市凌橋環(huán)保設(shè)備廠有限公司，上海200137；2.上海市紡織科學(xué)研究院有限公司，上海200082）

介紹了純聚四氟乙烯覆膜濾料標(biāo)準(zhǔn)制訂的背景及主要內(nèi)容，分析了環(huán)保產(chǎn)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域應(yīng)用袋式除塵濾料的主要技術(shù)指標(biāo)，認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)的修訂解決了袋式除塵器專用濾料行業(yè)發(fā)展無序的狀況，統(tǒng)一了技術(shù)要求和試驗(yàn)方法。不僅保護(hù)了使用者的利益，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)企業(yè)技術(shù)水平的提高，推動(dòng)了國(guó)內(nèi)袋式除塵器技術(shù)的進(jìn)步，還提高了高端產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化，降低了生產(chǎn)成本。

袋式除塵器；濾料；環(huán)保；工業(yè)生產(chǎn)

0 引言

用聚四氟乙烯纖維（PTFE）制成濾料，特別對(duì)于高溫、高濕及高腐蝕性氣體的過濾凈化，如垃圾焚燒尾氣處理、火力發(fā)電廠粉塵煙氣處理、醫(yī)院固體廢棄物和污泥焚燒尾氣處理、水泥機(jī)窯的煙氣除塵等多領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。隨著GB 3095—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的頒布實(shí)施，垃圾焚燒、電力、鋼鐵、水泥等行業(yè)對(duì)濾料的需求也將逐年增加，純PTFE覆膜濾料因其耐高溫、耐腐蝕和高過濾精度等優(yōu)異性能，適于制造各種濾袋，是常規(guī)覆膜濾料的升級(jí)換代產(chǎn)品。近年來，隨著我國(guó)環(huán)保政策和環(huán)保要求的不斷嚴(yán)格，在工業(yè)粉塵煙氣治理市場(chǎng)上迫切要求高性能微孔濾料產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展，特別是針對(duì)PM2.5等可吸入顆粒物的控制，而高性能覆膜濾料可用于PM2.5等可吸入顆粒物控制，且具有較高的性能價(jià)格比。因此，純PTFE覆膜濾料性能優(yōu)勢(shì)明顯，需求潛力巨大，產(chǎn)品具有較強(qiáng)生命力。

雖然純PTFE覆膜濾料在國(guó)外已取得了一定的科研成果，但在國(guó)內(nèi)還未有純PTFE覆膜濾料工業(yè)化的相關(guān)報(bào)道。上海市凌橋環(huán)保設(shè)備廠有限公司作為國(guó)內(nèi)高性能濾料的領(lǐng)跑者，多年來一直致力于高性能濾料的生產(chǎn)與研發(fā)，占據(jù)了我國(guó)垃圾焚燒行業(yè)超過70%的市場(chǎng)份額。為了充分發(fā)揮企業(yè)的技術(shù)和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)與國(guó)際頂尖濾料企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，確立高端濾料的市場(chǎng)格局和技術(shù)升級(jí)，以承擔(dān)上海市高新技術(shù)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目為契機(jī)，研究開發(fā)了袋式除塵器專用純PTFE覆膜濾料，并聯(lián)合行業(yè)優(yōu)勢(shì)，企業(yè)制定了統(tǒng)一的行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，搶占國(guó)內(nèi)高性能濾料的技術(shù)制高點(diǎn)和市場(chǎng)先機(jī)。

隨著我國(guó)垃圾焚燒、燃煤鍋爐、火力發(fā)電、冶金及水泥等行業(yè)的大力發(fā)展和我國(guó)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，將會(huì)給高性能微孔濾料提供一個(gè)巨大的市場(chǎng)空間。符合本標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品一旦推廣，并逐步取代進(jìn)口和在華外資企業(yè)產(chǎn)品，不但可以搶占國(guó)內(nèi)高性能濾料的技術(shù)制高點(diǎn)和市場(chǎng)先機(jī)，還可引領(lǐng)國(guó)內(nèi)高性能濾料的升級(jí)換代，并促進(jìn)上游高性能纖維、下游除塵器等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高我國(guó)企業(yè)拓展國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的能力。

1 標(biāo)準(zhǔn)制定

標(biāo)準(zhǔn)修訂遵循了“面向市場(chǎng)、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時(shí)推出、及時(shí)修訂、不斷完善”的原則，標(biāo)準(zhǔn)制定、修訂與技術(shù)創(chuàng)新、試驗(yàn)驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)、應(yīng)用推廣相結(jié)合，統(tǒng)籌推進(jìn)。在結(jié)構(gòu)和內(nèi)容編排上依據(jù)GB/T 1.1—2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》進(jìn)行修訂。

標(biāo)準(zhǔn)對(duì)袋式除塵器純聚四氟乙烯覆膜濾料的術(shù)語和定義、技術(shù)要求、檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存都進(jìn)行了規(guī)定。由于純聚四氟乙烯覆膜濾料是多種高端技術(shù)的復(fù)合體，主要包括高分子聚四氟乙烯樹脂加工制成長(zhǎng)短纖維和微孔薄膜、基布與針刺氈的加工以及微孔薄膜與針刺氈的覆合等，因而在確定主要技術(shù)性能指標(biāo)時(shí)參考了GB/T 6719—2009《袋式除塵器技術(shù)要求》和HJ/T 326—2006《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求袋式除塵器用覆膜濾料》兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，但這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都不是針對(duì)純聚四氟乙烯覆膜濾料制定的，不能反映此種高端濾料的要求。

表1 純聚四氟乙烯覆膜濾料的規(guī)格和機(jī)械性能

表2 純聚四氟乙烯覆膜濾料腐蝕后的質(zhì)量和強(qiáng)力變化

2 主要技術(shù)指標(biāo)

由于純聚四氟乙烯覆膜濾料使用的環(huán)境具有高溫、強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕和強(qiáng)氧化等煙氣環(huán)境的特點(diǎn)，且國(guó)內(nèi)目前對(duì)于純聚四氟乙烯覆膜濾料的各項(xiàng)指標(biāo)的技術(shù)要求尚未有相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，因而標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)在技術(shù)條件中列出了純聚四氟乙烯覆膜濾料的產(chǎn)品面密度、拉伸性能和熱收縮性等指標(biāo)。當(dāng)前純聚四氟乙烯覆膜濾料作為國(guó)內(nèi)垃圾焚燒發(fā)電廠的主要濾料已被廣泛使用，且各企業(yè)產(chǎn)品形成了相對(duì)固定的生產(chǎn)工藝，因此標(biāo)準(zhǔn)在制定過程中引用了相關(guān)廠家樣品的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。

2.1 力學(xué)性能

本標(biāo)準(zhǔn)在制定袋式除塵用覆膜濾料技術(shù)指標(biāo)過程中在現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)濾料使用于高溫、強(qiáng)酸堿腐蝕、強(qiáng)氧化等煙氣環(huán)境中的特點(diǎn)有針對(duì)性的進(jìn)行了細(xì)化，如對(duì)基布的面密度、厚度、強(qiáng)力、伸長(zhǎng)率、熱收縮率和覆膜牢度等方面均作了具體規(guī)定，詳見表1。純聚四氟乙烯覆膜濾料在各種腐蝕條件下的質(zhì)量和斷裂強(qiáng)力變化應(yīng)符合表1的規(guī)定。此外，純聚四氟乙烯覆膜濾料在酸堿腐蝕環(huán)境下的質(zhì)量和強(qiáng)度保持率應(yīng)達(dá)到表2的要求。

2.2 過濾效率及透氣性

透氣性是工業(yè)除塵領(lǐng)域?yàn)V料最常用的性能指標(biāo)，經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，它的大小與薄膜孔徑密切相關(guān)。過濾效率是空氣凈化領(lǐng)域?yàn)V料最常用的性能指標(biāo)，試驗(yàn)方法多種多樣，目前最常用的是自動(dòng)濾料測(cè)試儀，這種自動(dòng)濾料測(cè)試儀是經(jīng)生產(chǎn)企業(yè)、用戶和檢測(cè)機(jī)構(gòu)三方共同認(rèn)可的。經(jīng)試驗(yàn)對(duì)比分析，用這種濾料測(cè)試儀測(cè)試透氣性的方法等同于GB/T 6165—2008《高效空氣過濾性能試驗(yàn)方法效率和阻力》標(biāo)準(zhǔn)中6.2規(guī)定的方法，不僅簡(jiǎn)化了測(cè)試過程，且無需鈉鹽燃燒，可直接使用光度計(jì)測(cè)試上下游氣溶膠濃度。根據(jù)驗(yàn)證試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告及結(jié)合國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的實(shí)際過濾效率，產(chǎn)品的過濾效率至少達(dá)到99.99%，PM2.5的過濾效率至少達(dá)到99.8%，透氣量可達(dá)15～30 L/（m2·S）（壓力為125 Pa）。

2.3 耐高溫性

聚四氟乙烯因其內(nèi)在的化學(xué)穩(wěn)定性、聚合物鏈結(jié)構(gòu)的不活潑性，以及與分子間力和鏈的有序排列分布，因而對(duì)高溫和化學(xué)作用的聯(lián)合影響具有極強(qiáng)的適應(yīng)能力。聚四氟乙烯的熔融臨界點(diǎn)溫度為327℃，瞬間耐溫可達(dá)280℃，抗氧化能力強(qiáng)，不水解，具有較好的力學(xué)性能，因而廣泛作為垃圾焚燒爐上的袋式除塵器濾料。標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際使用工況，要求產(chǎn)品長(zhǎng)期使用溫度不超過240℃，瞬間使用溫度不超過260℃，同時(shí)要求產(chǎn)品在使用過程中不熔化、不黏連（煙氣溫度達(dá)到瞬時(shí)使用溫度時(shí)，每次持續(xù)時(shí)間不得超過3 min，一天不可超過一次，年累計(jì)時(shí)間不可超過15 h）。

2.4 防水性

用袋式除塵器處理含濕量大或黏性較大的高溫?zé)煔鈺r(shí)，粉塵易黏附于濾袋表面，且不易去除，這就要求對(duì)濾料進(jìn)行防水整理，使其表面具有防水性能，在使用中不易黏附粉塵而使濾袋堵塞，使用后易于清灰。標(biāo)準(zhǔn)在制定過程中參考了聚四氟乙烯覆膜濾料在常溫時(shí)的接觸角為110°[1]，隨著工況溫度的升高，接觸角逐漸增加，因此最終確定產(chǎn)品的浸潤(rùn)角應(yīng)大于110°，沾水等級(jí)應(yīng)大于GB/T 4745—2012《紡織品防水性能的檢測(cè)和評(píng)價(jià)沾水法》標(biāo)準(zhǔn)中表1規(guī)定的4級(jí)和附錄A的規(guī)定。

3 標(biāo)準(zhǔn)制定意義

純聚四氟乙烯覆膜濾料（包括聚四氟乙烯基布、聚四氟乙烯短纖維和聚四氟乙烯微孔薄膜）作為一種高端過濾材料，性能極其穩(wěn)定，是保證袋式除塵器在高溫、強(qiáng)酸堿腐蝕、強(qiáng)氧化等煙氣環(huán)境中可靠使用的關(guān)鍵材料。之前這種材料完全由國(guó)外公司壟斷，如今國(guó)內(nèi)企業(yè)經(jīng)過多年的潛心研究和開發(fā)，無論是從原料、半成品到獨(dú)立的分項(xiàng)產(chǎn)品、最終成品都實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，充分掌握了技術(shù)、生產(chǎn)和試驗(yàn)等方面，完全獨(dú)立自主，達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平。

本標(biāo)準(zhǔn)的制定對(duì)規(guī)范此種材料的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法，促進(jìn)其健康發(fā)展其有重要意義。不僅改變了濾料行業(yè)良莠不齊、無標(biāo)可依的現(xiàn)象，還協(xié)調(diào)、統(tǒng)一了其技術(shù)要求和試驗(yàn)方法，既保護(hù)了使用者的利益，也促進(jìn)國(guó)內(nèi)企業(yè)不斷提高自身技術(shù)水平，從而進(jìn)一步推動(dòng)國(guó)內(nèi)袋式除塵器技術(shù)的進(jìn)步，提高關(guān)鍵高端產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化率，降低了生產(chǎn)成本。

袋式除塵器用過濾材料是空氣過濾和通風(fēng)除塵設(shè)備的關(guān)鍵材料，決定著空氣過濾器和通風(fēng)除塵設(shè)備的使用效果。目前國(guó)內(nèi)尚未有相關(guān)完整的濾料標(biāo)準(zhǔn)，從而造成了市場(chǎng)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)低，大量劣質(zhì)的濾料進(jìn)入市場(chǎng)，不僅造成濾料市場(chǎng)的混亂，而且嚴(yán)重影響了空氣過濾和通風(fēng)除塵設(shè)備的過濾效率，限制了行業(yè)的發(fā)展。該標(biāo)準(zhǔn)的編制將有助于解決目前袋式除塵器專用濾料行業(yè)發(fā)展無序的狀況。

標(biāo)準(zhǔn)首次對(duì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域應(yīng)用的袋式除塵濾料具體的技術(shù)要求進(jìn)行了規(guī)定，體現(xiàn)了濾袋構(gòu)成的整體性，使電力、冶金、化工、垃圾焚燒等爐窯煙氣除塵凈化和物料回收用袋式除塵濾料、濾袋體系更加完善。

[1]杜梅,呂立斌,畢紅軍,等.耐高溫濾料的三防整理工藝探討[J].紡織導(dǎo)報(bào),2015（12）:83-85.

Analysis of the technical index on pure PTFE bag filter fabric laminated with membrane

CHEN Guanfushou1,ZHU Xiaoyun2,LENG Ruijun1
（1.Shanghai Lingqiao Environmental Protection Equipment Works.Co.,Ltd Shanghai 200137，China; 2.Shanghai textile Research Institute Co.,Ltd.,Shanghai 200082,China）

The background and contents of the standard about pure polytetrafluoroethylene（PTFE）bag fil?ter fabric laminated with membrane are introduced.The technical index of the filter material of bagtype dust collector about the environmental protection industry and industrial production is analyzed. Through the standard revision,the disorder situation of bag filter material industry is solved and the tech?nical equirements and test methods are unified.Therefore,the interests of consumers are protected, the improvement of the domestic interprise technical level and the progress of the domestix bag filter technology is promoted and the high-end product localization and the production cost is improved.

bag filter，filter，environmental protection，industrial production

TS107

A

1001-7046（2017）02-0023-04

2017-03-01

陳觀福壽（1984-），男，碩士研究生，工程師，主要從事聚四氟乙烯纖維及其制品的研發(fā)和管理工作。