袋式除尘器是目前国内外治理工业粉尘和烟尘最有效的技术设备之一，而袋式除尘器的发展和推广应用的关键之一就是滤料的发展。滤料作为袋式除尘器的“核心”，其性能和质量，直接关系到袋式除尘器性能的好坏和布袋寿命的长短。
随着科技的发展、针刺毡和清灰技术的进步，国产针刺毡过滤材料的性能已接近世界先进水平，在国内得到大量使用，袋式除尘器中针刺毡所占的比例达到60%以上。随着复合技术应用到针刺毡中，针刺毡滤料的过滤性能也有了更进一步的改善，从而把空气净化和通风除尘技术推向了一个更高的水平。因此，有必要对针刺毡复合滤料的性能做进一步的研究。所以，本文就五种针刺毡复合滤料的基本性能、过滤效率、过滤阻力、过滤风速等性能指标进行了分析，并进行了实验分析比较，以供实际应用参考。
1 针刺毡复合滤料的基本性能特点
针刺毡复合滤料采用非织造有基布针刺工艺和复合技术，多呈三维结构，其孔隙小而孔隙率大，分布均匀，总孔隙率达80％，比机织过滤材料的孔隙率高一倍。实验证明：纤维线密度越小，纤维越细，滤料的孔隙尺寸和透气性就越小，滤料的过滤效果就越好。因为针刺毡是通过对纤维网的直接加工制成的，滤材中的纤维交错在一起，孔隙很小，纤维密度分布均匀和纤维的三维杂乱取向可以有效对粉尘进行拦截和惯性捕集，既能快速形成尘饼，增强过滤作用，又能防止粉尘粒子向深层渗透，同时也避免了除尘效率的降低，因而在工业除尘过滤方面具有突出的优点。针刺毡复合滤料的三维杂乱结构如图1（放大200 倍）所示。
图1 针刺毡复合滤料三维杂乱结构
2 滤料性能实验
为了使发尘器发出的粉尘能够在进口管道内充分扩散，并防止其在进口管道内沉积，所以把实验台设置成纵向以减小对实验效果的影响，实验装置如图2 所示。处理风量通过玻璃转子流量计调节；发尘量由发尘器控制；滤料的阻力可以从数字式压差计直接读出；滤料的过滤效率则可通过设置在滤料前后的两个气溶胶监测仪读出的粉尘浓度计算而得。实验时通过改变风量和发尘量来确定过滤风速、阻力、效率三者之间的关系。
1.发尘器；2.集流器；3.气溶胶监测仪；4.差压计； 6.真空泵；7.转子流量计；8.被测滤料
图2 滤料性能实验装置
3 五种针刺毡复合滤料的实验测试研究
为进一步了解针刺毡复合滤料的阻力特性，我们选择了火电厂燃煤锅炉中常用的五种中高温滤料进行性能比较，这五种滤料是：FMS9806覆膜滤料和FMS9806、FMS9808、P84、PPS针刺毡复合滤料。这些针刺毡复合滤料是由P84 或者PPS 和玻璃纤维等原材料复合制成的，因此形成了新的机能、新的化学性质，发挥了两种或两种以上纤维的综合性能优点，克服了化纤耐温低、玻璃纤维不耐折的缺点。五种针刺毡复合滤料的基本性能列于表中，从表中可以看到这五种滤料都具有较好的物理化学性能。
五种针刺毡复合滤料的基本性能
3.1 清洁状态下过滤效率随过滤风速的变化情况
由实验结果可知，对于清洁滤料，无论是对PM10、PM2.5 还是PM1.0，FMS9806 覆膜滤料的过滤效率都是最高的，基本都可达到80％以上；而且，随着过滤风速的增加，过滤效率也有所增加。FMS9806 与FMS9808及P84 针刺毡复合滤料的清洁过滤效率相差不多，对PM10、PM2.5、PM1.0 等微细粉尘的过滤效率都在60％～80％之间；但随着风速的增加，过滤效率变化得并不明显，只是FMS9808 比FMS9806 和P84 会更好一些，能达到70％。PPS针刺毡复合滤料的清洁过滤效率较低，只能达到40％～55％。覆膜滤料的高效率主要是由于在FMS9806 针刺毡滤料的表面又复合了交叉微孔结构的PTFE 薄膜，从而改变了过滤机理，实现了真正意义上的表面过滤，因此一开始就是高效过滤，特别是对含尘气流中的超细粉尘能起到很好的过滤作用。
3.2 过滤阻力随过滤风速的变化情况
图3 阻力与过滤风速的关系
图4 阻力与过滤风速的关系
从图3 中可看出，对于清洁滤料，覆膜滤料的清洁阻力明显高于其它滤料，其它四种滤料的清洁阻力基本都在50Pa 之下，且五种滤料的清洁阻力基本上是线性增加的，只是覆膜滤料的阻力增加的比较快， 另外四种滤料的阻力变化不大，增加的比较平缓。从图4 观察发尘状态下的滤料阻力情况可知，覆膜滤料的阻力由于其滤料结构的特殊性，运行阻力相对较高，且随着过滤风速的增大而增大。另外四种滤料中，PPS 的阻力明显大于其它三种滤料，且随着过滤风速的增大，阻力上升的很快；FMS9806 和FMS9808 的阻力属于一个水平，阻力变化也大致一样，比前面两种滤料增长的要缓慢一些；P84则表现出绝对的优势，其阻力最小，变化也最缓慢，这是由于P84 纤维是不规则的叶片状截面，因此比一般圆形截面的透气性要高。
4 结论
（1）FMS9806 覆膜滤料过滤效率最高，但过滤阻力也相对较高。根 清灰的实际情况，由于覆膜滤料表面的微孔薄膜结构，粉尘很容易被清落，滤料的再生能力好，因而它的运行阻力不会很高，且过滤效果比较稳 。所以，覆膜滤料的综合性能较好，但因其价格较贵，目前国内使用的实例很少。
（2）PPS 针刺毡复合滤料的过滤阻力相对较高，有待进一步的改进。
（3）P84 针刺毡复合滤料，过滤效率较高，阻力较低，且能处理的烟气温度达到260℃，但处理强碱性烟气时可能会对滤袋造成腐蚀，影响到滤袋的寿命，且P84纤维原材料主要依靠从奥地利等国进口，所以价格也较贵。
（4）FMS9806 和FMS9808 针刺毡复合滤料的过滤性能较相似，过滤效率和过滤阻力的性能都比较好，价格也适中，但FMS9808 针刺毡复合滤料在抗碱性和耐磨性方面比FMS9806 更优一些。
因此，在选用针刺毡复合滤料时，应综合考虑烟气的物理化学性质、浓度，及滤料的价格、适用场合、过滤阻力情况等各种因素。
