复合型耐高温、耐腐蚀滤料氟美斯（FMS）

产品特点与应用

摘  要：文章简述了国内外各种高温滤料产品的结构特点，着重对英斯瑞德公司FMS滤料的产品技术、性能特点进行了分析，介绍了FMS滤料的生产工艺及过程，列举了FMS滤料的应用领域和应用效果及应用前景。

关键词：耐高温、耐腐蚀滤料氟美斯（FMS）产品，技术、性能特点、生产工艺，产品结构，应用

1.前 言

随着环境保护和环境治理日趋严格的要求，大气环境污染治理就变得越来越重要。尤其是对冶金、钢铁、发电、碳黑、水泥、垃圾焚烧等行业高温烟（粉）尘的排放要求日趋严格，为此袋式除尘技术正逐步成为除尘领域的主导技术。其中对滤料的应用范围与性能要求,尤其是对耐高温、耐腐蚀和长寿命的滤料需求更为迫切。过去，国内企业大量使用进口耐高温、耐腐蚀纤维针刺滤料，如在电力行业及燃煤锅炉上使用的莱顿（Ryton）也称普抗（Procon）针刺毡；在垃圾焚烧炉上使用的P84针刺毡；在沥青混凝土搅拌及一些冶炼厂、钢铁厂使用的美塔斯（Metamax）耐高温针刺毡。由于滤料需要更换,仅北京市每年就需要更换价值1000万元以上的耐高温、耐腐蚀过滤材料。

对此英斯瑞德公司经多年的生产经营实践和国内外的市场调研，根据国内外环保行业对过滤材料的使用工艺要求，采用非织造针刺法工艺及*的后整理技术研制开发出了耐高温、耐腐蚀、透气（风）量大、使用寿命长的系列氟美斯（FMS）过滤材料。产品技术处于国内水平，*，是传统无机纤维针刺毡、纯耐高温化纤毡的换代产品。该产品耐温、耐磨、耐折性能好，出口排放浓度低。不仅可以替代进口原料生产过滤材料，节约大量外汇，而且可以拉动国内相关产品市场。                       

2. 目前国内高温过滤材料品种及产品的特点

目前国内主要的生产厂家的产品可以归为两大类：

2.1.1利用国产原料生产的

• 中碱、无碱连续玻璃纤维机织布；
• 玻璃纤维短切针刺过滤毡。

2.1.2进口耐高温化学纤维生产的

• 芳纶针刺过滤毡；
• PPS针刺过滤毡；
• P84针刺过滤毡；
• 聚四氟乙烯（PTFE）化学纤维针刺过滤毡。

2.2高温过滤材料化学结构

从产品的化学结构上分析，无机纤维的主要成份为 SiO₂，经加热熔融由高速旋转拉丝机拉制成纤维，虽然保留了高温熔体的方向性结构，抗拉强度很高，但它耐磨、耐折以及耐机械加工的性能都远不及有机耐高温纤维，所以尽管价格便宜，但使用寿命短，使用功能受到限制，不适用于高风速，率、小占地面积除尘器及脉冲除尘器。

有机耐高温纤维基本上都属于高科技纤维，主要使用的有：METAMAX纤维（芳族聚酰胺）、PPS（聚苯硫醚）纤维、P84（聚酰亚胺）纤维，每种纤维各自有其抗化学侵蚀的特性，加工性能好，使用寿命长，综合性能优异。但受自身化学性质的影响，这些高科技纤维的工况适应性也有各自的局限性，简述如下：

2.2.1 METAMAX纤维为水解性纤维，当高温时其化学成份会与烟气中水份产生反应很快水解而损坏，在水份含量为20%，温度190℃下使用寿命只有半年多，另外耐SO_x的侵蚀性不好，因此在燃用高硫煤的电厂往往不能应用。

2.2.2 PPS缺点是抗氧化性较差，要求O₂含量小于14%（Vol）、NO_X小于600mg/Nm³,若O₂含量达到12%，建议温度降到140℃，总之氧含量越高，所使用的温度就要越低，因温度每增加10℃，化学反应成双倍的增加。

2.2.3 P84纤维及其滤料有一定的水解性，使用在水汽含量小于35%Vol的气氛中。另外SO_X会使滤料寿命降低，在垃圾焚烧炉等场合应用必须有脱硫装置。

从经济角度讲，这些高科技纤维目前主要依靠进口，每年耗费大量外汇，且价格十分昂贵，使企业运行成本增高，用户难于承受其经济负担。
    2.2.4 FMS产品的研制成功，改变了袋式除尘产品的市场格局，提高了针刺过滤材料的性能价格比，由于针刺毡生产技术水平的大幅度提高，用户可以根据自己不同的工况条件选择不同的FMS产品，

与进口耐高温化学纤维相比FMS产品的优点主要体现在高性能价格比上。性价比高意味使用成本的降低。因此FMS产品颇具国内、国外市场的竞争能力。可以在国内逐步取代进口纤维及其制品。而且其取代进口纤维和无机纤维针刺毡的空间十分广阔，在所有进口化纤材料和无机玻纤材料滤料的使用领域内，FMS针刺毡几乎都可以涉及。

3. 氟美斯(FMS)系列产品技术特点

FMS针刺毡的技术特点在于将有机耐温化纤与无机化纤进行混纺，这样即提高了毡体的耐温性（与纯有机化纤相比）又获得了良好的耐磨耐折性（与纯无机纤维相比）。该项目*。

3.1 FMS针刺毡在产品结构上的技术特点：

与由单一纤维生产的耐高温针刺毡不同，FMS针刺毡是一种复合型针刺毡，技术特点在于将有机耐高温纤维与无机纤维进行混纺。既提高了毡体的耐温性（与纯有机纤维毡相比）又获得了良好的耐磨性和耐折性（与纯无机纤维毡相比）这一结构上的改变，不仅改变了传统针刺毡产品结构。也大幅度提高了耐高温针刺毡产品的性能价格比。

3.2 FMS针刺毡在生产工艺上的技术特点：

采用在进口耐高温纤维中混入了短切的无机纤维复合技术，降低了成本，优化了价格。但能否达到纯化纤毡的易清灰，耐磨、耐折、使用寿命长等性能，关系到FMS针刺毡的实用性价值，经过我公司大量的实验和不懈的探索，在针刺加固工艺上进行了改进，采取了分工序加固的方法，先按照不同的使用工况条件配制各种使用功能的纤维网（这种纤维网是复合结构的，用改造后的梳理机生产）然后在环型针刺机上同基布复合，再用高速针刺机机械加固，从而制成半成品。在后处理方面zui终选用了“PTEE“处理配方和表面结膜工艺。考虑到PTEE及助剂的特性，我们改变了生产工艺，由原来单一的压光、烧毛后整理，改进为浸渍、烘干、熔烘、热碾烫平、结膜等新技术特点。

4.氟美斯(FMS)系列产品性能特点

FMS针刺过滤毡系列产品具有耐高温、高强度、抗酸碱腐蚀、耐磨、抗折等特点，经过不同的表面化学处理与后整理技术，还具有易清灰，拒水防油、防静电等特点；经实验室测试及使用现场的应用可得出以下结论：

4.1可显著地提高滤料的强度，并降低伸长率，FMS过滤毡的经纬向抗拉强度均在2000牛顿以上，比化纤滤料高一倍左右，断裂伸长率在3—10%之间，这说明该种滤料在使用中尺寸稳定性好，不易伸长变形，这种特性使其在高炉煤气长袋（吸）吹风除尘器中显著地提高清灰效果，降低阻力，延长寿命。

4.2可显著地提高耐温性碳纤维与无机纤维混合，混合后制成的高温滤料耐温可达400℃以上。P84纤维与无机纤维混合之后生产的FMS-9806型过滤毡其耐温水平明显高于由纯P84纤维制成的P84高温毡。在实验室中测试，将FMS-9806型过滤毡置于300℃的烘箱放置24小时后，其收缩率小于1%，强度基本不降低。

4.3可显著地提高耐磨性，经平磨实验机验测，FMS滤料与无机纤维针刺毡比较，其耐磨性有明显提高。（FMS滤料耐磨性2200-3000次，玻璃纤维滤料耐磨性538次）。

4.4可显著地降低运行阻力，因在玻璃纤维中混入了易于针刺加工和后整理表面处理的化学纤维，所以更利于过滤毡的平整和密实，表面平整光滑程度好，易于清灰，运行阻力低，如将P84纤维层复合在滤毡表面，表面过滤效果更佳。

4.5可显著地提高过滤风速，从而缩小除尘器体积，降低除尘器制造成本。因FMS针刺毡机械强度高、耐磨、耐折性好，可以在大于1m/min的过滤风速下正常使用，因此风速可选择高一些，除尘器体积及过滤面积均可以小一些，节省投资与能源。

4.6 FMS耐高温滤料价格便宜，用户更易接受，如普通型FMS滤料为玻璃纤维与化学纤维的混合材料，所以制造成本为同类型、同性能进口耐高温化学滤料的50-60%，可以大大的节约使用成本。在国外垃圾焚烧炉、含酸性较大的燃煤锅炉等粉尘特性比较恶劣、温度很高的场合，日本、美国等国家均使用聚四氟纤维毡或无机纤维与高性能化纤复合的针刺毡。

5.氟美斯(FMS)系列产品生产工艺

FMS针刺毡即是将多种耐高温的有机化纤如：P84、Pasofil、Procon与更加耐温的无机纤维以一定的比例混合，经梳理、针刺成毡，再经含氟助剂后处理而形成的一种耐高温过滤材料，利用针刺毡的三维立体结构达到良好过滤效果及很低的出口排放浓度。

5.1FMS具体生产工艺路线图如下：

5.1.1基布的加工：

无机纤维开松    混合    输理    棉条    粗纱    细纱    合股    热定型    织布
   5.1.2成品的加工：

耐温有机化纤+无机化纤  开松混合  梳理  铺网

无机纤维基布＋    ＋预针刺   主刺   浸胶   定型

耐温有机化纤+无机化纤   开松混合  梳理  铺网          烧毛   压光   检验   成品

5.2 FMS产品结构图：  

有机化纤70%-80%，无机化纤少量；

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~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~         复合基布

无机化纤70%-80%，有机化纤少量

6.氟美斯(FMS)系列产品zui有价值的应用领域

6.1氟美斯zui有价值的应用，在于可适应以下复杂的工况条件：

①高炉煤气干法净化（煤气在高温下过滤，保持热能，煤气再利用），  

6.1.1   钢 铁      ②石灰窑，

③电石炉。

钢铁业需以干式过滤法来处理燃焦煤作业、熔炉、电弧炉及喷焰清理厂所产生的气体排出物。

① 烟化炉，烟气中固体物的收集，降低排放浓度，保护环境，          6.1.2  冶 炼                  回收有阶值金属。

② 熔炼炉。

以干式过滤法来去除一次及二次熔炼作业所产生的粉尘。铝灰、煤灰、钛灰及煤灰，均为爆炸性的物质。

                  ①立窑干法净化（国内上千座立窑，面临停产关闭），

  6.1.3  水 泥

②烘干机除尘。

水泥业需以干式过滤法来去除由熟料冷却机、输送带、筒、装卸及包装系统所产生的粉尘。

①干法含硫烟气用布袋除尘器过滤收集并同时喷入石灰，

6.1.4  发电厂                  中和反应在滤袋过滤表面完成，脱硫效果好。 

②气动力输灰系统，干出灰，灰的再利用。

发电厂（尤指燃煤锅炉）及需要以干式过滤法来处理所排出之烟雾。

①城市垃圾

6.1.5垃圾焚烧                      焚烧      发电

②工业垃圾

7. 氟美斯（FMS）系列产品的应用效果

FMS系列产品因具有耐高温、高负荷、使用寿命长、价格适宜、功能性强等优点，是高温滤材的功能性扩展产品，在工矿企业上机试用，均获得用户好评。

7.1 FMS9806应用

在韶山钢铁厂、涟源钢铁厂、柳州钢铁厂，安阳钢铁公司等钢铁企业的高炉煤气净化除尘，FMS9806应用在长袋低压脉冲除尘器和大布袋反吹风除尘器上，虽过滤风速较高，布袋寿命一般仍达到2年，洁净的煤气含尘浓度只有几毫克，因布袋价格低、寿命长，大大降低了使用成本。

7.2 FMS9807应用

FMS9807应用于山西东方金属硅厂，布袋除尘器选用带有骨架的回转反吹风式除尘器，因过滤风速选择较高，除尘器体积大大小于传统的大布袋除尘器，而应用效果用户非常满意，出口排放浓度只有20-30mg/Nm3。大大地提高了使用效果并节省了投资。

7.3 FMS9808应用

FMS9808为耐酸型高温滤料，应用在韶关冶炼厂烧结机尾除尘，布袋除尘器为长袋低压脉冲除尘器，因烟气含酸性，腐蚀性很大，用了几批的无机纤维毡和其他厂家生产的化纤滤料，寿命zui长只达到三个月，企业损失很大，而FMS9808滤袋可使用10个月以上，节约了大量的资金，受到用户的好评。

7.4 FMS9809应用

FMS9809为超高温型滤料，应用在盘锦天然气化工厂，脉冲袋式除尘器，烟气温度瞬间达350℃，原使用进口不锈钢过滤材料，成本高，使用高温型FMS9809后，过滤精度、使用寿命均满足了用户需要。在蒙西水泥有限公司，FMS应用在窑头袋式除尘器上，温度时有超标，除尘器设计过滤风速3m/min以上，风速很高，在这一恶劣的工况条件下，FMS滤料使用寿命已接近一年。

8. 氟美斯(FMS)系列产品的应用前景

FMS产品属于项目，发明证书号：第ZL98114419.5号，是我公司与国内另外一家公司公司的共同产品，并协议我公司独占9806～9810的产品技术开发及相关权力。9806～9810产品的知识产权归我公司所有，无任何知识产权纠纷。FMS产品的注册商标，己由国家商标局批准注册，为我公司独占商标权力。

从目前耐高温过滤材料市场来看，现在正处于新型高性能耐高温材料与传统过滤材料更新换代时期，因此制造性能价格比高的针刺毡滤料产品是提高高温烟气除尘、净化技术水平的关键，也是针刺毡滤料下游企业增收节支、提高经济效益的迫切要求。由于FMS针刺毡能够适应不同工况条件和生产工艺条件下的使用要求，其性能价格比远远高于同等使用工况的进口有机纤维耐高温针刺毡，使用性能又远远高于无机纤维针刺毡，改变了在脉冲等工况条件下无机纤维使用寿命短的现状。另外在后整理方面FMS产品采用了*的高新材料成膜技术，此技术是FMS产品的主要组成部分。高性能的处理液和专门为FMS产品设计改造的设备及生产工艺使这一技术于全国。这一处理不仅可以在纤维表面形成保护膜，从而改善纤维表面的物理性能和化学性能。同时也在纤维间形成不连续膜，使产品达到易清灰、耐磨、耐折、高强度、长寿命的使用性能。

纵上所述，FMS针刺毡具有优良的使用性能，该产品*了国内外空白，其生产技术处于国内水平，其使用性能可以替代进口产品，与进口耐高温化学纤维相比FMS产品的优点主要体现在高性能价格比上。性价比高意味使用成本的降低。因此FMS产品颇具国内、国外市场的竞争能力。在所有进口化纤材料和无机玻纤材料滤料的使用领域内，FMS针刺毡几乎都可以涉及。因此FMS产品应用前景十分广阔。

附表1、氟美斯(FMS)系列产品性能参数：