高温气体过滤除尘材料的研究进展

国外高温工业过滤除尘技术研究现状俄罗斯B.L.Krasnyi 等深入研究多孔陶瓷过滤元件后认为：利用多孔陶瓷作为过滤元件具有很多优点，如高的使用温度和高的耐热性、耐腐蚀、抗振性，能同时除去粉尘及氮氧化物等。

但该种陶瓷必须利用特殊工艺进行生产，以便控制其孔径和孔径分布。

这种多孔陶瓷根据拓扑学规律可以分为两类，即有组织性和无组织性微观结构材料。

无组织性微观结构的陶瓷由粉末和纤维或两者混合而成。

由粉末制得的多孔陶瓷开孔率为20%~45％，孔径为5~400μm。

而由纤维制得的多孔陶瓷其开孔率为30%~90％，孔径为5~200μm。

有组织性微观结构的多孔陶瓷包括网状、细胞状、蜂窝状等结构，其结构由预置系统决定。

网状结构的材料由纺织或编织机制得的陶瓷纤维所制成，其开孔率为20%~80％，孔径约20~200μm；但是由于其高温下使用寿命短，用压缩空气喷吹清灰再生后易破坏，所以未能得到广泛应用。

由陶瓷片充填细胞状泡沫多孔脉石制得的细胞渗透陶瓷材料其开孔率为75%~95％，孔径为200~500μm；而采用特制钢模挤压可塑性陶瓷粉末或其与纤维质混合物所制得的细胞渗透材料，其生坯干燥焙烧后开孔率为50%~80％，方形开孔尺寸约800~7000μm。

B.L.Krasnyi 等最终研制出FKI-45 除尘器，属袋式除尘器。

装置中采用盘状多孔渗透陶瓷制造管状过滤器件，直径为60~62mm，厚度约8~23mm，可以耐1000℃高温。

全美从事陶瓷除尘技术的机构很多，其中Westinghouse（西屋）是最典型的一个。

其陶瓷管高温气体过滤技术较为成熟，具有以下特点：德国Schumacher 公司、美国西屋公司、日本的AsahiGlass 公司等[10]已开发出烛状陶瓷过滤器，除尘效率均达99%以上。

烛状陶瓷过滤器适用于高温（260~1093℃）、高压（1.0~3.0MPa）条件下尘粒去除。

当输入载荷达0.5%时，输出尘粒粒度小于0.5μm，浓度低于5×10-6，满足高温高压煤（烟）气净化要求。

２００６年第１３卷第６期化工生产与技术ＣｈｅｍｉｃａｌＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ!!!!!!"!"!!!!!!"!"来稿摘登目前，我国电力工业主要以火力发电为主，但其中的烟气净化主要是从环保方面考虑，要求不高，致使大量的热能和有用资源白白浪费掉。

整体煤气化和加压流化床２种联合循环发电技术是２１世纪最先进的节能、高效洁净煤技术，该项技术的应用可以促进我国资源、经济与环境的协调，实现其可持续发展。

洁净煤技术的关键是要将煤（烟道）气在高温下直接实现气固净化分离，这样既可以充分利用高温煤（烟道）气的显热和潜热来提高发电热效率，降低成本，又能满足环保要求。

要除去高温煤（烟道）气中的尘粒，必须要求所选陶瓷材料能承受高温（５００～９００℃）、高压（１．０～３．０ＭＰａ）以及脉冲反吹时因温度差突变而引起的热应力变化。

因此，如何选择一种具有优异性能的高温陶瓷过滤材料尤为重要。

１国内外发展现状高温气体除尘技术的开发研究始于上世纪７０年代，美国能源部开展了以无机膜过滤介质为主的高温气体过滤除尘技术的开发，德、日、英等发达国家也都开展了类似的研究工作。

其主要目标是实现被称之为跨世纪新技术的煤的洁净燃烧联合循环发电工艺技术（ＩＧＣＣ，ＰＦＢＣ）的商业化。

上世纪９０年代中期，高温气体过滤除尘技术取得了很大的进展。

首先是一批先进的高性能无机膜过滤材料的开发为高温气体过滤除尘技术的工业化应用奠定了基础；其次，高温除尘工艺技术的提高，如系统高温密封和过滤元件自保护密封技术，过滤元件再生技术，气体在线检测技术以及系统自动控制技术等等，也都大大推动了高温气体过滤除尘技术的工业化应用。

在无机膜高温气体除尘工艺方面，开发了纤维袋式、织状等柔性无机膜过滤器和试管式、交叉流式、蜂房式等刚性无机膜过滤器。

美国西屋公司生产的由氧化铝、氧化硼和氧化硅构成的ＡＢ３１２织状柔性无机膜过滤器，除尘效率达９９％以上［１］。

高温烟气过滤材料的应用及发展趋势1.高温烟气过滤材料性能要求工业排放的高温烟气主要成分多为烟尘、二氧化硫、氮氧化合物等，具有排放量大、温度高、粉尘细小且黏性强、部分粉尘易燃易爆等特点。

由于高温烟气中还含有腐蚀性成分，在高温、高湿和粉尘等因素相互作用下，会导致过滤材料的过滤效率下降，使用寿命缩短。

因此在实际生产中对高温烟气过滤材料的性能各种的要求。

1.1 阻燃性和耐热性高温烟气温度较高，滤材使用环境温度高，因此用于高温烟气过滤的滤材要有良好的耐热性，不能出现随着温度升高强度大幅下降的现象。

烟气中部分粉尘颗粒物易燃易爆，这决定了高温烟气过滤材料需要具有一定的阻燃功能，以保证生产过程中的安全性。

1.2 抗静电性过滤材料的抗静电性能会影响清灰效果以及生产的安全性。

高温烟气过滤材料在一些使用场合中，随着接触摩擦时间的增加，会导致静电聚集，产生火花，甚至造成火灾和爆炸。

因此在用于可燃气体、粉尘的高温烟气过滤场合的滤料需要具有抗静电功能。

1.3 耐腐蚀性因高温烟气中含有腐蚀性成分，过滤材料的耐腐蚀性会直接影响其使用寿命。

耐腐蚀性能可根据腐蚀物质的不同分为耐酸碱性、耐氧化性和耐水解性。

高温烟气中含氧量高、酸碱含量大，滤料需要具备耐氧化耐酸碱性能以防止滤料被腐蚀使过滤效率降低甚至失效。

不耐水解的纤维材料在高温烟气过滤中会因水解导致纤维分子链断裂，强力下降，使用寿命缩短。

1.4 机械强度高在过滤和清灰过程中，滤料容易出现机械磨损，导致机械强度降低。

为提高在高温条件下使用的稳定性，高温烟气用滤料需要具有高的断裂强力，良好的耐磨性、刚性和较长的使用寿命。

1.5 过滤效率高过滤的过滤效率是对滤布最基本的性能要求。

滤料的过滤效率高，意味着烟气中的烟尘能够被滤料阻挡，具有良好过滤的效果，经过滤后排放的气体能达到排放标准要求。

2. 高温过滤材料用纤维由于滤材的种类多，需要根据其应用场合和过滤要求选择适合的纤维材料。

目前常用的高温烟气过滤材料为玻璃纤维、聚四氟乙烯（PTFE）、聚酰亚胺纤维（P84）、聚苯硫醚纤维（PPS）等。

耐高温除尘过滤材料的研发现状及发展趋势伴随着我国工业的不断发展，当前排放高温烟气的行业如钢铁、冶金、热电厂以及水泥生产等，其高温除尘工艺相比于常温除尘，更复杂，难度更大，同时较高的温度可能导致烟气以及粉尘的性能发生变化。

1 耐高温除尘过滤设备的研发现状1.1 机械除尘器性能更强目前在机械式的高性能除尘设备中已经出现了单级和双级的旋风除尘器，该设备原理是高速旋转会产生较大风速，进而生成离心惯性力和不同的线速度差，此时高温气流中的粉尘颗粒能够被有效去除。

如今市场上有很多废气排放企业，运用旋风除尘器，主要是因为这种除尘器的运行成本不高，而且该设备的结构也比较简单。

该设备的缺点是在运行过程中，对颗粒物施加的惯性力比较低。

其对于粒径为5～10 μm的颗粒没有除尘效果。

在此条件下，很多细微的颗粒随着高温气流排放到大气环境中。

将设备的颗粒载荷范围设置在0.01%～0.03%之间，能够优化去除高温气流粉尘颗粒的效果。

1.2 静电除尘器早在20世纪的60年代，静电除尘器就被应用于高温高压的环境中，以美国为例，目前正展开对压力达1.0 MPa静电除尘设备的研究，设备的最高除尘温度是900 ℃。

当温度处于600～800 ℃时，设备对粒径小于10 μm的颗粒物除尘率为99.6%。

在所捕获的颗粒中，大约有20%的颗粒，粒径小于3 μm。

将该技术投入到实际应用中还需进一步研究。

研究发现其现存问题有热膨胀性能差、设备使用寿命不长、设备用电不稳定、对废气成分过于敏感、设备运行不稳定等。

由此可见该技术目前还不够成熟，无法投入到工业化应用中。

2 耐高温防酸过滤材料的研究现状2.1研发思路在研究过程中，通常会分析都市废弃物焚化炉和煤燃烧后的高温烟气。

就都市废弃物焚烧炉和燃煤锅炉中典型的烟道气体而言，其成分有氯化氢，硫化物、氮化物、氟化氢，除此之外还含有一定量的水分、氧气和粉尘。

通常情况下，进入到除尘箱之后，气体温度在100～200 ℃范围内。

高温气体除尘是在高温条件下直接进行气固分离,实现气体净化的一项技术,它可以最大程度地利用气体的物理显热、化学潜热和动力能以及最有效地利用气体中的有用资源。

因此,它不仅成为电力、能源和相关加工工业的研究热点,也是过滤行业的重要研究课题。

目前,整体煤气化燃气蒸汽联合循环发电技术(I G C C )和增压流化床燃烧联合循环发电技术(PFB C )是先进的能源转换系统,但在这两种技术中,煤、飞灰和脱硫吸附剂会夹带在燃烧(气化)产物中,易从燃烧器或气化炉带进燃气轮机。

由于进入燃气轮机的气体中含有大量粉尘,会引起燃气轮机叶片的磨损,影响燃气轮机叶片的寿命及工作效率。

为了解决这个问题,燃气中的粉尘含量必须限制在一定范围内,同时,为了满足I G C C 和PF B C 对燃气高温的要求,人们正在试图摆脱传统的湿法气体净化工艺,采用高温干法气体净化技术来解决制约I G C C 和PFB C 发展的关键问题。

因此,有效的高温除尘技术的作用是至关重要的。

1陶瓷过滤除尘技术陶瓷过滤器属于高性能阻挡式过滤器,是利用陶瓷材料的多孔性进行除尘,其过滤元件的过滤是吸附、表面过滤和深层过滤相结合的一种过滤方式,其过滤机理主要为惯性冲撞、扩散和截留。

随着对研究的深入进行,陶瓷过滤除尘技术取得了很大的进展。

1.1过滤元件结构上的多样化其多样的过滤元件可以满足不同条件的除尘要求,并且不同的过滤元件随着应用的推进而经过了改进,例如,陶瓷纤维布袋过滤器、陶瓷纤维毯过滤器、试管式过滤器、蜂窝式过滤器。

1.1.1陶瓷纤维布袋过滤器美国B uel l 公司、美国西屋公司以及美国电力研究所等用直径为10μm ~12μm 陶瓷纤维(由质量分数为62%A l 2O 3、24%Si O 2、14%B 2O 3组成)编织成布袋,在816℃、0.98M P a 的条件下,用0.033m /s 的过滤速度进行试验,除尘效率高达99.7%,压力降为176.4P a ~1489.6Pa,清灰时用脉冲空气反吹[1]。

高温气体除尘技术的探讨一、前言近年来，我国在炼焦及煤发电行业中的污染日趋严重，高温气体除尘技术对于污染物的过滤具有很强的现实意义。

我国在高温除尘技术上虽然取得了很大的进步，但是还存在各自的问题，在一定的条件下还需要对高温气体除尘技术进行深入研究。

二、必要性目前，我国电力工业主要以火力发电为主，但其中的烟气净化主要是从环保方面考虑，要求不高，致使大量的热能和有用资源白白浪费掉。

因此，在现代工业生产中，高温含尘气体的净化除尘技术对于相关行业来说就显的意义重大。

高温气体除尘技术的研究开发始于上世纪70年代，传统的除尘方式多为湿法除尘，先将高温气体进行冷却，然后冷态下进行除尘，这样浪费了大量热资源。

而高温气体的直接净化除尘技术是实现高温气体资源综合利用的关键技术，也是一项先进的环保技術。

目前的直接高温除尘器主要有高温旋风除尘器，旋流式分离器（龙卷风除尘器），多管除尘器以及介质过滤除尘器等。

三、高温气体除尘技术概述高温气体除尘技术的核心是保护后续工艺设备的顺利运行和气体净化。

在诸多高温气体净化除尘工艺技术中，介质过滤净化除尘技术有许多显著的优点。

在实际操作中，多采用圆柱型过滤器.过滤器的滤芯一般采用刚性陶瓷或金属多孔材料。

介质过滤除尘工艺过程主要分为含尘气体的过滤、净化和过滤材料（介质）的再生两个阶段。

目前，国内外开发的介质过滤净化除尘装置中，滤材再生大多采用与过滤方向相反的脉冲反吹气流对滤芯进行在线反吹，使滤饼脱落进入集灰室，以实现过滤元件的再生。

在线脉冲反吹再生技术对维持滤芯正常工作和设备的连续运行起着重要作用，脉冲反吹再生条件的变化对滤芯寿命有很大影响。

四、高温气体除尘技术种类1、陶瓷高温除尘技术陶瓷过滤器属于高性能阻挡式过滤器，利用陶瓷材料的多孔性进行除尘。

过滤方式是吸附、表面过滤和深层过滤相结合的一种过滤方式，过滤原理主要为惯性冲撞、扩散和截留。

随着研究的逐步深入，陶瓷高温除尘技术取得了很大的进展，这主要体现在以下两个方面：（1）过滤元件的多样化多样化的过滤元件可以满足不同条件的除尘要求，主要有陶瓷纤维布袋过滤器、陶瓷纤维毯过滤器、试管式过滤器、蜂窝式过滤器。

高温烟气除尘用复合型陶瓷过滤材料的制备及其性能研究的开题报告一、选题背景随着工业化进程的加快，大量的工业废气排放对环境造成污染，其中高温烟气排放是其中之一。

高温烟气中含有大量的细微颗粒、有毒有害气体及各种化学元素，其直接排放不仅会影响环境，还会威胁人们的健康。

因此，高温烟气治理成为环保领域的重点和难点。

除尘技术已经成为净化烟气的有效方法之一。

复合型陶瓷过滤材料因其良好的耐高温性、抗酸碱腐蚀性、较高的过滤效率及长寿命等优点，受到了越来越多的关注。

本文将从复合型陶瓷过滤材料制备及其性能研究方面入手，探讨高温烟气除尘用复合型陶瓷过滤材料的制备及其性能研究。

二、研究内容本文主要研究内容如下：1. 复合型陶瓷过滤材料的制备方法研究。

通过研究现有的复合型陶瓷过滤材料制备方法，总结其优点和不足之处，结合高温烟气中的颗粒物特性，提出适合高温烟气除尘的复合型陶瓷过滤材料制备方法。

2. 复合型陶瓷过滤材料的性能测试研究。

测定复合型陶瓷过滤材料的物理、化学、机械性能及其过滤效率，通过实验研究掌握其基本性能及适用范围，为后续工业应用提供可靠的基础数据。

3. 复合型陶瓷过滤材料的应用研究。

将制备好的复合型陶瓷过滤材料运用到高温烟气中，测试其在实际操作过程中的过滤效率、运行稳定性及寿命等性能表现，验证其实际工业应用价值。

三、研究意义本文的研究结果将有以下几方面的意义：1. 对高温烟气除尘技术进行了深入的研究。

在高温烟气治理技术的探索中开辟出一条新途径，有望解决传统除尘材料在高温环境下使用寿命短、抗酸碱腐蚀性差等问题。

2. 为复合型陶瓷过滤材料的开发提供了新思路。

通过本文的研究，为合成高性能、高稳定性及高温耐受性的陶瓷过滤材料提供了有益的探索和参考。

3. 推动陶瓷材料工业化和环保产业的发展。

本研究成果的推广和应用有望推动复合型陶瓷过滤材料的生产与应用，进一步推动陶瓷材料工业化进程。

同时，对污染治理产业的发展也将产生积极的促进作用。

高温气体净化中粉尘颗粒的高效分离技术高温气体净化是工业生产中不可或缺的环节，特别是在化工、冶金、电力等领域，其直接关系到生产效率、产品质量及环境保护。

随着全球对节能减排和环境保护要求的日益严格，如何在高温条件下高效分离气体中的粉尘颗粒，成为了技术研究的重点。

以下是关于高温气体净化中粉尘颗粒高效分离技术的六个关键点：1. 高温过滤技术的进步高温气体中的粉尘颗粒分离，首先依赖于高效的过滤技术。

传统的布袋过滤器虽有较好的过滤效率，但在高温环境下易损坏，限制了其应用。

近年来，耐高温纤维材料的开发，如PTFE（聚四氟乙烯）、玻璃纤维和陶瓷纤维等，大大提高了过滤介质的热稳定性和机械强度，使得高温过滤器能够在更高温度下稳定运行，有效延长使用寿命，并保持高过滤效率。

2. 旋风分离技术的优化旋风分离器利用离心力原理分离气固混合物，是一种无需额外耗材的高效分离方式。

针对高温气体，优化旋风分离器的设计，如增加入口速度、改进内部结构设计（如双旋风、多管旋风），可以显著提高分离效率。

同时，采用耐热材料制作旋风分离器，保证了在高温条件下的稳定运行，适用于预处理大量高温含尘气体。

3. 湿式洗涤技术的创新应用湿式洗涤技术通过液体吸收或化学反应去除气体中的粉尘颗粒，尤其适合于处理含有酸性气体或易溶于水的颗粒。

高温条件下，开发耐高温、抗腐蚀的洗涤塔材质和高效喷淋系统至关重要。

例如，使用耐高温塑料或陶瓷作为塔体材料，结合先进的雾化技术，可以提高液滴与气体的接触面积，从而增强洗涤效率，同时减少能耗。

4. 电除尘技术的智能化升级电除尘是利用高压电场使气体中的颗粒带电并沉积在集尘极上的技术，特别适合处理微细粉尘。

在高温气体净化中，采用耐高温绝缘材料和优化的电晕放电装置，可确保电除尘器在高温环境中的稳定运行。

智能化控制系统，如自动调节电压、电流及清灰频率，能进一步提升效率并降低能耗。

此外，高频电源的应用，提高了电除尘效率，减少了火花放电的可能性，增强了系统的安全性。

高温烟气除尘用纤维滤料技术研究进展上海应用技术学院张小良东华大学环境学院沈恒根摘要：本文对工程上高温烟气来源进行了分类，对当前高温烟气过滤的核心技术的耐高温过滤材料的使用现状进行了分析，对高温玄武岩纤维过滤材料进行了重点探讨与展望，指出玄武岩纤维滤材当前在高温烟气过滤行业中急需解决的问题和产业科技成果转化方向。

关键词：高温烟气，纤维过滤，过滤材料，连续玄武岩纤维 1 引言在化工、石油、冶金、电力及其他行业中，常产生高温含尘气体。

由于不同工艺需要或回收能量抑或达到环保排放标准，都需对这些高温含尘气体进行除尘。

烟气中的热量以显热和潜热两种形式存在。

显热数量取决于烟气的温度和烟气组成成分的热容量。

潜热数量取决于烟气中以水蒸汽形态存在的水量的多少。

根据温度的高低，可将烟气分为高温烟气（>600℃）、中温烟气（230～600℃）和低温烟气（<230℃），这是热能动力工程关于烟气的划分。

但关于过滤烟气的温度划分还没有统一的标准，目前只是笼统的认为220℃以上的烟气就叫高温烟气。

因为目前高温烟气的过滤工程应用，也就是说滤袋长期运行工作环境一般都使高温烟气通过降温措施后达到200℃～250℃左右以下进行。

因此参照热能动力工程的划分标准，在烟气过滤行业，可将待过滤的烟气划分为常温烟气(<120℃),常高温烟气（<250℃）、亚高温烟气（250～450℃），超高温烟气（<800℃），本文主要对大于250℃的高温烟气进行研究。

250～280℃是一个烟气温度临界点，对于目前所有工业领域，排除结露故障是足足有余的，这就不仅为防止袋式除尘器的腐蚀和降低设备材料的成本费创造了条件，而且可避免因滤料表面结露引起系统阻力上升的故障。

高温烟气的热能由于温度高，其能级较高，因此很容易加以利用，一般都应最大限度地将其转化为机械能，用于动力，既所谓的“高质高用”。

在利用这些“高质”烟气之前，都需要对这些高温烟气进行气固分离，也就是重点将高温烟气粉尘除去。

耐高温除尘过滤材料的进展
刘威;金江;马飞
【期刊名称】《资源节约与环保》
【年(卷),期】2018(000)003
【摘要】建材、冶金、电力等行业所排放出来的各类废气不仅含有大量的颗粒物并且温度较高(300℃以上),同时对周边造成污染,是造成目前雾霾多发现象的主要因素之一,但目前国内300℃以上的高温介质过滤式除尘器的工业应用基本还是空白.陶瓷材料具有优良的热稳定性和化学稳定性,原料来源广泛,价格低廉,成为开发研制耐高温滤料的首选材料,但陶瓷过滤材料或是由于材料的抗堵塞性能差,或是由于机械强度低等因素,限制了陶瓷过滤材料在高温烟气净化领域的应用.而陶瓷纤维过滤材料具有高孔隙率、耐腐蚀强、耐高温、机械强度好等优点.
【总页数】2页(P13-14)
【作者】刘威;金江;马飞
【作者单位】中山大学惠州研究院工业源废气治理工程中心广东惠州516081;中山大学惠州研究院工业源废气治理工程中心广东惠州516081;中山大学惠州研究院工业源废气治理工程中心广东惠州516081
【正文语种】中文
【相关文献】
1.非织造耐高温过滤材料的研究进展
2.我国的袋式除尘器和耐高温过滤材料
3.耐高温除尘过滤材料的研发现状及趋势
4.耐高温除尘过滤材料的研发现状及发展趋势
5.耐高温除尘过滤材料的研发现状及发展趋势
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。