水泥工業粉塵超凈排放下濾袋結構設計及性能研究
2021年一季度全國水泥產量4.39億噸，同比增長47.3%,
較2019年一季度增長12.1%。其中，3月份全國單月水泥產量1.97億噸，同比增長33.1%，
引言
較2019年一季度增長9.6%。一季度全國水泥產量同比實現大幅增長，達到歷史同期較好水平
。水泥是高能耗高污染行業，隨著產量的提升，其污染問題也備受關注。
現有的GB4915-2013《水泥工業大氣污染物排放標準》規定在重點地區主要指標為:粉塵排放
≤20mgNm(標),NO,≤320mg/Nm(標),SO2≤100mg/Nm(標)。對比電力行業排放標準，
水泥行業標準相對寬松，在將來水泥工業的排放標準必將進一步嚴格。
例如，河北省地方標準
DB13 2167-2020《水泥工業大氣污染物超低排放標準》，新標準要求粉塵濃度低于
10mg/Nm.NO,≤100mg/Nm(標),SO:≤30mg/Nm(標)。1 袋式除塵器特點
袋式除塵器是治理大氣粉塵污染的高效除塵設備，最大優點是除塵效率高，
過濾效率與氣體溫度、粉塵本身成分、性能幾乎無關，受入口粉塵濃度變化影響小，
出口排放基本恒定。水泥窯頭窯尾粉塵濃度大，可以高達每立方米幾百克，使用袋式除
塵器進行除塵可以有效地將攔截粉塵，使粉塵排放濃度達到標準要求。
袋式除塵器的核心組件是濾袋，在水泥行業所用的濾袋通常由玻纖機織布或者聚酰亞胺、
芳綸等高分子纖維無紡布濾料所加工而成。濾料的過
濾凈化機理包括篩濾、碰撞、攔截、
靜電等效應，為進一步提高濾袋的過濾效率，濾袋生產商通過覆膜、添加超細旦纖維、
增加克重、水刺加工、增加濾袋過濾面積等工藝技術，從多個方面來實現超低排放。2 覆膜對過濾效率的作用
覆膜是將PTFE微孔膜通過熱覆或膠覆的方式覆合在濾料表面。PTFE微孔膜孔徑大約在
0.2-2um之間，遠遠小于無紡布平均孔徑，可以有效的將粉塵攔截在濾料表層，實現表面過濾，
增加了過濾效率。同時PTFE微孔膜粘附性小，易清灰，可以降低清灰阻力，縮短清灰周期。
覆膜濾料的缺點是膜本身不耐磨，對于超高濃度的煙塵工況，如粉塵含量超500g/Nm以上，
或者高磨琢性工況，如水泥窯頭等，可能會磨損PTFE微孔膜。在膜破損情況下，對于面密度
不足的無紡布濾料或機織布，如直接過濾粉塵，可能導致超額排放，或者在覆膜濾料 PTFE微
孔膜破損后，煙氣粉塵濃度排放達不到超凈排放要求。如圖2.1所示，覆膜濾料在安裝過程中
出現膜破損，露出基材，取膜破損位置附近的位置樣品，放大300倍后，可明顯看到膜出現破損，
破損位置孔徑變大，該破損位置已不具備膜的表面過濾效果。覆膜濾料
在安裝過程中，要注意保護膜表面，避免直接與硬物摩擦，導致膜破損。除此之外
，相對于常規濾料，覆膜濾料對于超凈排放的控制是最有效的途徑之一，具備很好的表面過濾效果，
在初始階段就有很好的粉塵過濾效率與低排放特性。
2.2 覆膜濾料破膜掃描電鏡圖片圖2.1覆膜濾料破膜視頻顯微鏡圖片按GB/T6719-2009
《袋式除塵器技術要求
3超細旦纖維對過濾效率的作用細旦纖維、超細旦纖維的纖維直徑小，目前常規的無紡布濾料線密度多為2D的纖維,
纖維直徑在14~18um，細纖維線密度一般是0.8D~1.5D，纖維直徑在6~14um，海島纖維直徑低至1.5um。同面密度同材質的濾料，
纖維線密度越大
，纖維數量越少，濾料對粉塵的過濾宏觀上是利用篩濾效應，即依托濾料纖維層內纖維之間交錯形成的孔徑，在同面積內數量越少，
交錯形成的孔徑越大。因此，加入細旦纖維、超細旦纖維，可大幅減小濾料的孔徑，提高濾料的過濾效率，從而實現超凈排放的效果。
超細旦的纖維如直接與常規無紡布2D纖維混紡，效果會打很大的折扣，而只有在超細旦單獨做一個面層，
設置在常規粗旦無紡布濾料迎塵面表層，形成梯度濾料，才能有更好的過濾效果。
梯度濾料的加工是在粗且纖維濾料表層鋪一層細旦纖維層的復合過程，
再通過復刺加固,最后經過后整理處理形成。無紡布加工過程中鋪網復合的車速一般在 2m/min 以下
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