高端过滤材料挑战PM2.5
□ 长春高琦聚酰亚胺材料有限公司总经理 杨诚
在中国经济高速发展的同时，以资源、能源消耗性为主的重化工也在迅速发展，伴之而来的是严重的环境污染问题，特别是大气污染问题尤其严重。近两年雾霾天气频繁出现，在京津冀、长三角、珠三角等区域每年出现雾霾污染的天数达100天以上，个别城市甚至超过200天，已经引起了社会广泛关注。研究表明，PM2.5是雾霾天气的元凶，其中工业烟尘是PM2.5的主要来源之一。
袋式除尘脱颖而出
目前市场上的主流烟气除尘设备是静电除尘器和袋式除尘器。与静电除尘器相比，袋式除尘器具有除尘效率高、过滤精度高、运行稳定、技术结构简单、维修方便等特点。因此，近年来袋式除尘器的应用比例逐年上升，已经成为除尘系统的首选。
为了有效控制PM2.5的排放，必须严格控制粉尘排放浓度，加强除尘系统对微细颗粒的控制。经多方论证，袋式除尘技术可有效控制微细颗粒粉尘，真正实现高精度过滤、减少排放物中微细颗粒物含量。滤料作为袋式除尘器的关键材料，其性能决定除尘系统的优劣。为应对PM2.5问题，我国各研究院所、生产单位也积极投入精力研究新型滤料。2013年，水刺滤料、覆膜滤料以及超细面层滤料表现尤为突出。
高端过滤材料大显身手
不同行业产生的烟尘性质不同，若环境存在着高温、高湿、酸、碱腐蚀，这对滤袋材料往往是致命的损害。因而过滤材料除具备基本的力学性能外，还要求具备高温环境下优异的耐化学性、耐水解性等，以保证滤袋的使用寿命及除尘效率。
我国袋式除尘过滤用高端过滤材料发展迅速，主要有聚酰亚胺纤维（PI）、芳纶纤维（MPIA）、芳砜纶纤维（PSA）、聚四氟乙烯纤维（PTFE）、聚苯硫醚纤维（PPS）；无机纤维主要以玻璃纤维为主。
1．聚酰亚胺纤维
聚酰亚胺纤维综合性能优异，突出特点是耐温等级高，热分解温度可达570℃，热收缩率为0.3%。聚酰亚胺滤料长期使用温度达280℃，瞬间使用温度达360℃，是目前可使用温度最高的滤料，可用于水泥窑尾、垃圾焚烧、电厂等多种高温严苛环境的工矿。
国内真正实现聚酰亚胺纤维产业化生产的企业目前只有长春高琦聚酰亚胺材料有限公司。国产聚酰亚胺纤维成功打破了进口产品对国内市场的垄断，现已成功用于水泥窑尾、电厂、高炉煤气等多个行业。
进口聚酰亚胺纤维分子链中含有不稳定基团酮基和甲基取代基，与国产纤维相比，热稳定性和耐化学性稍差。
2．聚四氟乙烯纤维
聚四氟乙烯纤维（PTFE）是目前滤料中耐化学腐蚀性最好的一种纤维，在国内多用于垃圾焚烧等强腐蚀工矿中。PTFE纤维可在250℃温度下长期使用，瞬间使用温度可达290℃。因含柔性基团，导致其强度低、易蠕变，常用作复合滤料。另外，PTFE因具有静电负荷高、单丝卷曲小等特点，造成滤料加工中梳理困难、成网不均等问题，至今国内只有几家企业成功研制生产纯PTFE滤料，主要有上海凌桥保设备厂有限公司、上海大宫新材料有限公司、浙江戈尔泰斯环保特材科技有限公司等企业。国外以兰精公司为主，由于价格较高等因素，目前在中国少有使用。
3．芳砜纶
芳砜纶是聚苯砜对苯二甲酰胺纤维，英文简称PSA，是我国自行研发的耐高温纤维。芳砜纶与芳纶同属于芳香族聚酰胺纤维，两种纤维耐化学性无明显差异，芳砜纶的主链上含有砜基，使得其耐温性及染色性能更好。芳砜纶可长期耐温250℃，由于强度较低，为保证滤袋的使用寿命，多数与其他纤维混合使用。我国芳砜纶主要由上海特安纶纤维有限公司生产，目前产能为千吨级。
4．聚苯硫醚
聚苯硫醚（PPS）纤维耐化学性仅次于PTFE纤维。PPS纤维长期耐温为160℃，瞬时耐温190℃，耐酸碱、抗水解性好；但耐氧化性稍差，遇到高温高氧时强力加速衰减，直接表现就是破袋。PPS滤料一般应用于电厂。国内以四川德阳科技股份有限公司、江苏瑞泰科技有限公司等生产企业为主，均已形成千吨级产能。国外生产企业以日本东丽、日本东洋纺为主。国内产品价格较低，但质量与日本东丽相比还有差距。
5． 芳纶
芳纶（聚间苯二甲酰间苯二胺）最早是由杜邦公司研发生产，芳纶纤维的热分解温度为427℃，耐酸性、抗水解性稍差；制作滤料应用于彻底脱硫或含硫极低的烟气过滤场合，长期使用温度可达200℃，瞬间使用温度240℃。目前芳纶的生产企业有美国杜邦、烟台泰和新材料股份有限公司、上海圣欧集团、广东彩艳股份有限公司等。
6．玻纤
玻纤是一种性能优异的无机非金属材料，因其突出的耐温性、耐腐蚀性的优势，被应用于烟尘温度较高的工矿企业，例如用作高炉煤气的过滤材料。玻纤滤料可长期使用在260～280℃的工矿环境，瞬间使用温度可达350℃。由于玻纤性脆，不耐磨、不耐弯折，在工矿使用中，清灰会对玻璃滤料产生较大的损伤，严重影响滤料的使用寿命。与有机高性能纤维相比，玻纤价格偏低，因此被广大用户所广泛接受。
结 语
随着政府对环境问题愈加重视，对各行业节能降耗及环保要求的不断提高。对于袋式除尘行业而言，是机遇也是挑战。过滤材料生产企业需不断提升品质、降低成本、生产系列化产品，更好地推广袋式除尘技术，为我国环保事业做出贡献。