①玻璃纤维滤料具有高度的耐酸性 中碱玻璃纤维具有高度的耐酸性(HF酸除外)。因为它含有约12%的碱金属氧化物,在酸性介质下
≡Si-O-Na H -→ ≡Si-OH Na
侵蚀过程中,生成的≡Si-OH反而在纤维表面起了保护膜的作用,它阻碍着侵蚀进程。 无碱玻璃纤维耐酸性则相对较差,因为其碱金属氧化物含量少,而含有约3%的B2O2,在酸性气氛下
B2O2+3H2O=2H3BO2
遇水后生成的可溶性的硼酸对纤维结构有一定的破坏作用。 为了提高玻璃纤维过滤材料的耐酸性能,各玻璃纤维滤料生产企业都研制了不同的表面化学处理耐酸配方。如南京菲尔特过滤材料有限公司研究开发了RH、YM、AR等系列玻璃纤维过滤布耐酸处理配方,为我国碳黑、燃煤锅炉、垃圾焚烧炉等行业提供了优质滤料。 本中心研制开发的耐酸玻璃纤维滤料采用耐酸配方处理,该配方中的抗酸聚合物包覆在玻璃纤维表面,生成一种保护性屏障,使它免受化学侵蚀。采用0.3mm厚中碱玻纤布按照美国BGF公司滤料耐酸测试方法测得酸腐蚀前后耐折性能见表4。如表所示,经耐酸配方处理的玻纤布耐酸性能大幅度提高。 表4 两种过滤布的耐酸性比较 | 滤料名称 | MIT耐折(次/15mm·1.5kg) | | 酸腐蚀前 | 酸腐蚀后 | 保留率 | | 耐酸配方处理玻纤布 | 2433 | 1937 | 79.6% | | 普通配方处理玻纤布 | 1846 | 1075 | 58.2% |
所以,在有酸性气氛的高温烟气除尘时,宜选用经过耐酸处理的玻璃纤维过滤材料。
②高温耐碱性不是考虑的重点 由于自然界的碱都是以碱金属氧化物的形式存在的,所以在高温过滤的烟尘中,尽管有很多碱性成分,但不会真正形成诸如NaOH、Ca(OH)2等形式的碱。所以,尽管普通玻璃的高温耐碱性较差,但碱对玻璃纤维滤料的危害并不是考虑的重点。
③水汽对玻璃纤维滤料有一定的影响 水汽对玻璃纤维滤料有一定的影响。在实际应用中,高温过滤烟气含水量较大时,宜选用经防水处理的玻璃纤维滤料。 无碱玻璃纤维对水、湿空气、弱碱有高度的稳定性,属于一级水解级。中碱玻璃纤维对水、湿空气较稳定,属于二级水解级。而高碱玻璃纤维一般属于三级水解级。这是由于其碱金属氧化物含量不同造成的,因为碱金属氧化物会与水起化学作用,生成可溶性的硅酸钠 Na2O+H2O=2NaOH 2NaOH+SiO2= Na2SiO2 Na2SiO2=2Na++SiO2-
为此,出现了很多经防水处理的玻璃纤维过滤材料。如南京菲尔特过滤材料有限公司研制开发的FCA、FQ、TFB等配方处理的滤料都有优异的防水性能,RH、YM、AR等耐酸配方处理的滤料也具有优异的防水性能。
④玻璃纤维特怕HF酸,160ppm以上的HF存在时不能使用。
⑸ 耐折性 玻璃纤维耐折性较差,但可以从控制纤维的直径和表面化学处理两个方面来大幅度提高其耐折性能。玻璃纤维的直径对玻纤过滤布的耐折性能影响较大,这是因为玻璃纤维是无机纤维,比较脆,当把单根纤维弯曲到一定的曲率半径时,纤维即断裂,这个半径就称为该纤维的断裂弯曲半径,玻璃纤维的直径d与其断裂弯曲半径r的关系如下:
r=Ed/2T
式中E(弹性模量)和T(抗张强度)皆为常数,因此纤维的直径越细,其断裂弯曲半径越小,越不易折断,耐折性会明显提高。不同直径纤维的耐折性能见表5。
表5 纤维直径对玻璃纤维耐折性的影响 | 纤维直径(μ) | 耐折性能(次) | | 3.3 | 2077 | | 4.4 | 879 | | 5.5 | 175 | | 6.6 | 88 | | 8.8 | 39 |
玻璃纤维的表面化学处理可改善纤维的耐折性能。南京菲尔特过滤材料有限公司研制开发的高耐折表面化学处理配方与国内传统配方相比,其耐折性能提高10倍以上,达到美国进口同类产品水平,取得了较好的效果。其滤料性能比较见表6。
表6 几种无碱膨体纱过滤布性能对比 | 品 种 | 断裂强度 (N/25mm) | MIT耐折 (次/15mm·1.5kg) | 透气率 (cm/s) | 质量 (g/m2) | | 经向 | 纬向 | 经向 | 纬向 | | U.S | 1885 | 1160 | 62138 | 9674 | 26.9 | 487 | | EWTF550/PSI | 2800 | 1684 | 4783 | 1724 | 17.5 | 539 | | EWTF550/TFB | 3325 | 1746 | 64339 | 9253 | 24.1 | 589 | | EWTF800/TFB | 3295 | 3480 | 89566 | 30175 | 18.6 | 890 |
⒋结语 各种不同纤维制成的过滤材料都有其自身的特性,我们对其认识的充分程度决定了其在实际应用中的成功率。所以在实际应用中,我们一方面要把收尘器的工况条件吃透;另一方面要对各种滤料的适用工况特别是不适宜的工况吃透。只有把工作做在前面,做细、做深才能使各种滤料用好,更好地为我国环保事业做出应有的贡献。
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