《安全环境-环保技术》之陶瓷纤维在高温烟气过滤中的应用.doc

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1、陶瓷纤维在高温烟气过滤中的应用摘要：文章介绍了陶瓷纤维用于高温烟气过滤的可行性,概述了陶瓷纤维的物理化学性质和国内的研究现状,将陶瓷纤维和其它无机纤维进行了对比分析,探讨了陶瓷纤维在高温烟气过滤中的优缺点,为陶瓷纤维的进一步研究开发提供一定参考.1引言陶瓷纤维是一种集传统绝热材料、耐火材料优良性能于一体的纤维状轻质耐火材料，是继碳纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维之后应用较为广泛的无机耐高温烟气过滤材料。陶瓷纤维按微观结构形态可以分为玻璃态纤维和结晶质纤维；按其化学组成可分为非氧化物和氧化物陶瓷纤维二大类；按使用温度可以分为低档陶瓷纤维(使用温度为80

2、0℃～1100℃)、中档陶瓷纤维(使用温度为1200℃～1300℃)、高档陶瓷纤维(使用温度1300℃～1500℃)；按照材料的形态可以分为散状陶瓷纤维、定形陶瓷纤维、不定形陶瓷纤维、混配(纺)陶瓷纤维控]。不论以哪种方式对陶瓷纤维分类，陶瓷纤维的本质还是不变的，化学组成是相同的，即陶瓷纤维的主要成分是碳化硅、氧化铝或多铝硅酸盐。陶瓷纤维的使用温度范围是800℃～1500℃。在高温烟气过滤行业，参照热能动力工程的划分标准，可将待过滤的烟气划分为常温烟气(陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有质轻、热稳定性好、耐高温、比热容小、耐机械振动等优良特

3、性，并且陶瓷纤维可以通过双面针刺的工艺制作陶瓷纤维针刺毡，其在高温和低温环境中被广泛使用。因此，陶瓷纤维可以在高温烟气过滤中作为滤料使用。2陶瓷纤维的特性2.1陶瓷纤维的物理性质陶瓷纤维的主要化学组成成分为氧化铝，因此陶瓷纤维在一定程度上表现出氧化铝的特性，即难溶于水的白色固体，无臭、无味，易吸潮而不潮解(灼烧过的不吸湿)。因其又含有部分碳化硅，这样既增强了陶瓷纤维的硬度，也增强了该纤维的熔沸点，所以在较高的温度下也不发生形变。与传统轻质耐火材料相比，陶瓷纤维具有气孑L率高、气孔孔径和比表面积大等优点，一般陶瓷纤维气孑L率大于90%。2.2陶瓷

4、纤维的化学性质陶瓷纤维含碱量极低，几乎不和冷、热水作用，除氰氟酸、磷酸和强酸外，其他酸碱对它的侵蚀作用很小，在氧化气氛下非常稳定。在使用过程中无毒、无害，不会有二次污染，对环境无不良影响。2.3陶瓷纤维的其它性质陶瓷纤维除了作为高温烟气过滤材料应用在过滤方面，因其独特的多孔状纤维结构，还可应用于很多领域。陶瓷纤维的其它性质常表现为：多孑L状结构，导热系数很低。常用于作为保温隔热材料，如石油化工设备、容器、管道和航空航天等的隔热保温材料；不燃或者有自熄性。常用作防火材料，如高档写字楼中的档案库、金库、保险柜等重要场所的绝热、防火隔层，消防自动防火

5、帘等；绝缘性。陶瓷纤维的化学组成物质为共价键化合物，无导电性，常用来做绝缘材料，如电线杆上固定电线的瓷瓶等。陶瓷纤维除了以上特性外还有隔音、防辐射等特性。3陶瓷纤维的国内研究进展我国陶瓷纤维已处于持续调整发展的阶段，陶瓷纤维的生产工艺与设备，尤其是干法针刺毯的生产工艺与设备具有世界先进水平。金江等通过将陶瓷纤维层和硅酸钙互相黏附在一起，构成一种耐高温陶瓷纤维气体过滤材料，其可耐200℃～1200℃的高温，过滤阻力低，分离效率高且容易再生，可以广泛应用于高温烟气、干法除尘等除尘过滤领域。李超发明了一种具有倒锥形非织造布本体、圆形圈、第一半圆形加强

6、筋和第二半圆形加强筋的陶瓷纤维原料非织造布过滤结构，结构简单、过滤效率高、耐高温、耐高压、耐腐蚀且可反复冲洗使用，拥有使用寿命长、生产成本低、适用范围广、易推广等优点。孙扬善等[1¨研究了由莫来石纤维和硅酸铝纤维组成的陶瓷纤维过渡层对高温气体过滤用碳化硅非对称过滤膜的成膜和过滤压降的影响，发现当支撑体和过滤膜之间的陶瓷纤维过渡层厚度为60um左右时，过滤膜的过滤压降最小，同时还大大提高了成膜过程中过滤膜的均匀性和完整性；王娟设计了一种由圆形本体、紧固圈、圆形连接板、固定孔和过滤孔组成的陶瓷纤维原料滚筒式过滤结构，该结构具有结构简单、使用装配便捷

7、、过滤效率高、耐高温高压且可反复冲洗使用等优点，同时该过滤结构生产成本低、易推广。与其它传统高温烟气滤料相比较，陶瓷纤维滤料具有高效低阻、使用寿命长、清灰容易和后期维护简单等优势，近二十年高温气体除尘过滤材料的研究取得了重大进展，一批先进过滤材料得以开发，尤其是陶瓷纤维复合增强材料的开发使得陶瓷过滤材料的韧性得到很大提高。开发和研制更加高效的高温烟气陶瓷纤维过滤装置，对环境保护和社会发展具有重要意义。4陶瓷纤维与其他高温过滤材料的比较用于高温过滤烟气过滤材料的无机纤维除了玄武岩纤维以外，还有多种高性能纤维，例如碳纤维、玻璃纤维和石棉纤维等。它们

8、具有无机纤维的部分或全部的特性，如耐高温性、阻燃性、强度大、模量高、化学性质稳定、吸声隔音、透电波、抗震和介点绝缘等。这些纤维虽然具有多种优异的性能，