聚四氟乙烯PTFE滤料在高温、高腐蚀性烟气除尘工程上的应用

四氟

聚四氟乙烯（PTFE）滤料在高温、高腐蚀性烟气除尘工程上的应用
上海凌桥环保设备厂有限公司
上海金由氟材料有限公司
黄磊

目录
前言
聚四氟乙烯的结构特点
几种行业烟气的高温、高腐蚀特点
聚四氟乙烯滤料在烟气治理领域的优势
国内聚四氟乙烯滤料技术的发展
聚四氟乙烯滤料的应用实例
结论

1. 1 时代背景
国家对于环保的要求日趋严格
粉尘排放<50mg/Nm3（在线检测）
对于SO2等有害气体要求治理
袋式除尘设备脱颖而出
稳定的除尘效率，满足日趋严格的环保要求
滤料表面的粉尘具有一定的吸附功能

1.2 袋式除尘设备的使用
有一个明确的温度使用范围
上限温度——滤料保持其固体状态和强度、延伸率的最高温度
下限温度——滤料表面结露的最低温度+10℃
提高滤料的高、低使用温度范围是目前滤料技术的发展方向之一
PTFE滤料应运而生

2.0 聚四氟乙烯的结构特点
2.1 PTFE的分子结构
大分子结构
稳定C-F键
分子键极难遭到破坏
2.2 PTFE特点
耐温性好 (-190～280℃)
耐腐蚀性强
良好的力学性能 4.0g/den
不水解、不氧化、抗UV

3.0 几个行业烟气的高温高腐蚀特点
3.1 建材行业
3.1.1烟气特点
炉窑烟气温度高（可达200～265℃）
含湿量变化大
3.1.2 除尘设备使用情况
电除尘——增湿装置（降低烟气温度、调节比电阻）
袋式除尘——容易结露、大幅缩短滤料寿命

3.2 电力行业
3.2.1 烟气特点
锅炉烟气设计值150℃——但随锅炉出力情况，实际使用中烟气温度幅度范围比较大
腐蚀性气体SO2的大量存在 1200ppm(340mg/m3)～3500ppm(1000mg/m3)
在锅炉工况中SO2转化成SO3， SO3是迫使烟气露点温度提高主要凶手。
燃煤锅炉的烟气露点温度不低于110℃

3.3 垃圾焚烧行业
3.3.1 烟气特点
含湿量高
腐蚀性SO2、HCL的气体含量高
烟气温度高，不低于180℃

4.0 PTFE在高温高腐蚀烟气治理领域的优势
4.1 现行滤料的结构形式
针刺毡，三维结构
基布——经纬纱线编制而成。保持强度
短纤维——通过针刺或水刺在基布上。过滤粉尘
后处理——烧毛、压光、表面涂层、覆膜。提高过滤效果
机织布，二维结构
经纬纱线编制而成。
后处理——覆膜。
4.2 高温高腐蚀烟气过滤现状及解决方案
4.2.1 建材行业
行业滤料：P84 或 玻璃纤维机织布
目前问题：P84 易水解、玻璃纤维在高温高腐蚀情况下同样有水解困惑。
高温情况：SiO2＋3H2O＝2H3 SiO4
高酸性条件下：B2O2＋3H2O＝2H3BO2
玻璃纤维的耐（抗）折性差，在脉冲除尘设备中，滤料的使用寿命不长。
4.2.2 建材行业解决方案
P84+PTFE基布（+ePTFE覆膜）
PTFE基布——保持滤料的结构强度
P84——提供良好的过滤效果
ePTFE覆膜——防止结露时水珠直接接触P84纤维
玻璃纤维机织布 + PTFE改性 + ePTFE覆膜
玻纤机织布——提供滤料的结构强度
PTFE改性——提高滤料的整体耐折性能
ePTFE覆膜——防止结露时水珠直接接触玻纤
4.2.3 电力行业
行业滤料：PPS聚苯硫醚
目前问题：无法满足电力行业的30,000小时的使用寿命。
氧含量没有控制好
煤质问题－鼓风燃烧－氧含量超标
电网负荷变化－锅炉出力变化－烟气温度超标
PPS存在蓄热现象
4.2.4 电力行业解决方案
PPS纤维+PTFE基布（+ePTFE覆膜）
PTFE基布——维持滤料的结构强度
PPS纤维——提供过滤效果
ePTFE覆膜——降低排放浓度，即使PPS纤维氧化，不至于脱落。
PPS纤维+PTFE纤维+PTFE基布+ePTFE覆膜
PTFE纤维——充实滤料的三维结构
4.2.5 垃圾焚烧行业
行业滤料：P84 或 玻璃纤维机织布覆膜
目前问题：使用寿命参差不齐，没有找到理想的滤料。
垃圾焚烧工况复杂
含湿量高
腐蚀性气体大量存在
烟气温度居高不下
4.2.6 垃圾焚烧行业解决方案
100％纯PTFE滤料+ePTFE覆膜
纯PTFE滤料——耐高温(280℃)，耐腐蚀，不水解，滤料结构强度在使用工况中不会变化或衰减
ePTFE覆膜——提高滤料的整体过滤效果，满足日趋严格的环保要求
其他后处理：PTFE涂层（PTFE滤料没有烧毛）

5.0 国内PTFE滤料技术的发展
上海凌桥PTFE的历史：
1990年，在企业内部正式开始攻关PTFE薄膜
1992年，PTFE薄膜正式量产（幅宽1.5m）
1994年，覆膜滤料正式在宝钢项目中应用
1998年，上海凌桥为中国南极考察队提供ePTFE覆膜服装面料
2001年，上海凌桥的PTFE基布正式在工况中使用
2002年，上海凌桥褐色PTFE纤维在工程中成功应用
2003年，上海凌桥推出“金由”PTFE缝纫线
2004年，上海凌桥白色PTFE纤维研发成功，并量产
2005年，上海凌桥开发出国内首块纯PTFE滤料
2006年，上海凌桥100％PTFE滤料在国内垃圾焚烧成功应用
2007年，上海凌桥100％PTFE滤料正式被日本客户接受

5.1 100%PTFE滤料的参数
5.3 PTFE纱线的参数
上海凌桥的目前PTFE纱线分两个系列
S系列——高强度系列，断裂强度>4.0g/den
C系列——中强度系列，断裂强度>3.2g/den
上海凌桥正在对PTFE纱线进行升级
S系列——高强度系列，断裂强度>4.3g/den
C系列——中强度系列，断裂强度>3.5g/den
A系列——低强度系列，断裂强度>2.8g/den

6.0 PTFE滤料的应用实例
6.1 PTFE基布+PPS纤维针刺毡
应用企业：北京某热电厂
工况：含湿量高、温度高、腐蚀性大、有油雾
对策：
选用PTFE基布＋PPS纤维针刺毡
后处理ePTFE覆膜——有效控制排放
投运前工作——喷粉吸附（防止微孔堵住）
目前情况：投运5年，没有任何情况

6.2 100％PTFE滤料实例
应用企业：湖北某化工集团
工况：高温（180℃），强腐蚀（含强碱金属）
对策：100％PTFE滤料
目前情况：投运三年，使用效果优异
其他：宁波某垃圾电厂、广东某市政垃圾焚烧厂、上海浦东垃圾焚烧厂均选用100％纯PTFE滤料，从目前的投运情况来看，效果良好！

7.0 结论
PTFE同其他高性能纤维相比有显著优点，在燃煤锅炉、垃圾焚烧炉、建材行业炉窑除尘领域应具有广泛的前景。
我国的PTFE，特别是ePTFE薄膜和PTFE纤维的制造水平已经达到相当高的水准。大家可以放心使用。