除尘用金属纤维烧结毡过滤性能研究

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2020-07-15 环球过滤分离技术网   fluorotech6
金属纤维烧结毡是一种新型功能材料，其孔径分布均匀，精度可控、高孔隙度、大的比表面积耐高温耐腐蚀具有良好的气体渗透性和优良的热抗震性[1-2] ' 不同于传统滤袋材质，金属纤维烧结毡通常采用316L 不锈钢材质制备，其使用温度最高可达600°C，而采用铁铭铝材质制备的金属纤维毡其使用温度可达1000°C 。
    传统的高温烟气处理是通过强制降温冷却到280°C 以下进行布袋除尘，余热得不到利用，若采用金属纤维烧结毡制备的过滤器进行烟气除尘，可直接在高温下进行含尘气体气净化。

图 1所示为入口粉尘浓度为30 g/m3 时，过滤风速为1.5 m/min 时，金属纤维烧结毡过滤精度与过滤性能参数的关系。从图1 中可以看出，随着金属纤维烧结毡过滤精度的提高，其粉尘出口浓度也不断下降。当其过滤精度为15 µm 时，粉尘出口浓度达到3.6 mg/m3 。当金属纤维毡过滤精度为20 µm, 出口粉尘浓度为13 mg/m3, 该出口粉尘浓度已能够满足国内大部分工业排放标准。随着金属纤维毡过滤精度的提高，其初始阻力不断增大，15 µm金属纤维烧结毡初始阻力为49 Pa ,过滤精度为20 µm 其初始阻力仅为39 Pa 。金属纤维烧结毡过滤精度高，透气度小，初始压力大，清灰频繁，系统负荷大，不经济。而金属纤维烧结毡过滤精度低，初始压力小，系统清灰时间间隔较长，但出口粉尘浓度较高达不到尾气排放标准，需要根据粉尘特性及排放标准选择合适的过滤精度。同时，随着过滤精度的提高，粉尘剥离率也不断的降低。在脉冲清灰时，由于金属纤维烧结毡是刚性滤材，滤材本身不会有较大变形，随着精度提高，毡表面形成的粉尘层更加细密，在清灰时不易清除。













               (图一）

过滤风速是袋式除尘器处理气体能力的重要技术经济指标，过滤风速大。则说明设备紧凑费用低，但阻力高效率低。金属纤维烧结毡拥有更大的孔隙度和更低的阻力 。因此，在满足保证清灰的同时，可以采用较大的过滤风速，这样可以有效的减少过滤面积 ，降低投入及生产成本。同时，随着过滤风速不断的提高，粉尘剥离率不断降低。这是因为过滤风速快使得滤材表 面形成的滤饼密实不易清灰。通过滤料的真实速度v.与过滤速度v的关系：



式中：vp-通过滤料的真实过滤速度，m/min ; v-过滤速度（表观过滤速度），m/min;ep-粉尘层的平均空隙率。

图2所示为20µm金属纤维烧结毡过滤风速与剥离率的关系，从图2中可以看出随着过滤风速的提高，当过滤风速2.5 m/min ,粉尘剥离率至82% ; 过滤风速1.5 m/ min , 剥离率90% 。因此，金属纤维烧结毡将过滤风速控制在1.5-2.5 m/min较为合适。



                                       （图二）



以上可以得出结论：

（1）金属纤维烧结毡有着优异的透气性能，15µm金属纤维烧结毡初始阻力仅为49Pa, 其过滤效率可达到99.99%,排放浓度小于3.6mg/m3,满足国家现行最严格排放标准 。


(2) 随着过滤精度的提高，其剥离率、粉尘排放浓度降低，初始阻力、过滤效率提高。同等条件下，过滤风速对于剥离率的影响较大，风速大，剥离率降低，清灰困难。当过滤风速为 1.5 -2.0 m/min 时，20µm 金属纤维毡剥离率大于85% , 过滤效率达到99.95% ,排放浓度为 13 mg/m3。

(3) 根据灰尘特性及实际排放浓度要求，选择合适精度的金属纤维烧结毡滤材可以在达到排放标准的同时“ 低阻高效” 的运行。金属纤维烧结毡优异的过滤性能可在高温(<1OOO"C)下对含尘气体直接进行过滤，对余热回收利用 。

参考文献 ：

[1] 奚正平，汤慧萍．烧结金属多孔材料[M], 北京：冶金工业出版社，2009.

[2] 汤慧萍．烧结金属 多 孔材料研究进展[J],稀有金属材料 与 工程，2006,35(2):428-432.

[3] Kenneth Rubow ,Billy Huang. 应 用 于高温气体过滤的烧 结金属过滤器 [J],产业用纺织品，2007, 9(22): 22-29.

[4] Poniewski Mieczyslaw E. Peculiarities of boiling heat transfer on capillary- porous coverings[J], International journal  of  thermal  sciences,  2004, 43(5): 431-442.

[5]杨照玲，李建平，奚正平超细不锈钢纤维的制备和性能

[J],稀有金属材料与 工程， 2001, 30(6): 663 -666.

[6]支浩，汤慧萍，朱纪磊．金属纤维制品的应用研究现状

[J],热加工工艺，2011,40(18): 63 -66.

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